無錫普利司通配電監控系統的設計與應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

    摘要：介紹無錫普利司通配電所電力監控，采用智能電力儀表采集配電現場的開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現變電所配電回路用電的實時監控和管理。

    0 概述

    普利司通是世界上最大的橡膠輪胎制造企業之一，2010年世界財富500強第289位，有49家大型輪胎制造基地，134家橡膠關聯企業，14萬員工遍布全球23個國家和地區。BRIDGESTONE輪胎憑著卓越的行駛性能應用于飛機、汽車等各種交通工具，被眾多世界著名的汽車制造廠商選為配套輪胎，并且為參加F1賽車的車隊提供輪胎，幫助其多次獲得了比賽冠軍。

    普利司通（無錫）輪胎有限公司是日本株式會社普利司通下屬的獨資企業，是普利司通集團的第47個工廠，也是中國的第3個工廠，注冊資本1.89億美元。公司提供優良的環境、先進的工作配套設施和優厚的福利待遇，為員工搭建起拓展才華的舞臺。

    本項目為無錫普利司通變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對無錫普利司通八個變電所的高壓出線回路開關狀態進行電力監控，以保證用電的安全、可靠和高效。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為一個有機的整體，實現電網運行的遠程監控和集中管理。

    1 客戶需求

    客戶要求電力監控系統監控范圍涵蓋10KV的八個高壓變電所的出線回路，要求每個變電所的數據采集器必須配備一個能夠斷電運行一小時的UPS不間斷供應電源，所有數據采集器直接通過各配電所的局域網口（客戶提供）接入監控系統主機。電力監控系統要求如下：

    1.實時監測各回路的開關量變位；

    2.開關量報警短信群發功能；

    2 系統結構描述

    本監控系統主要實現無錫普利司通八個變電所10kV配電系統進行用電監控與集中管理；監控范圍為普利司通每個變電所的高壓出線回路的開關狀態進行遠程實時監控和集中管理。該系統總計有8只儀表（ARTU-K16），每個變電所一只電力儀表，由于每個變電所都有局域網口故置一個一口串口服務器，采用局域網組網連接，值班室的監控主機也直接接入局域網實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

    本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：多功能網絡電力儀表、開關量等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

    3 電力監控系統主要功能

    3.1 人機交互

    系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，圖形顯示高壓配電系統電氣一次主接線圖，實時顯示各回路的通訊狀態是否異常；高壓二次系統圖，畫面實時動態刷新；開關量狀態顯示。

    3.2 事件記錄

    實時遙信報警信息，開關發生變位時及時產生報警信息，提醒用戶及時處理故障。

    歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

    3.3 短信群發

    系統內高壓出線回路開關量變位報警記錄群發至配電系統相關管理人員的手機上，方便管理人員及時對事故進行分析和處理。

    3.4 用戶權限管理

    針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行�？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

    4 案例分析

    無錫普利司通電力監控系統分八個變電所，本項目針對這八個變電所的10kV配電系統進行用電監控與集中管理；監控范圍為普利司通每個變電所的高壓出線回路的開關狀態進行遠程實時監控和集中管理。

    每個變電所采用一個ARTU-K16遙信單元，它能監測16個配電回路的開關量狀態。該儀表采用光電隔離技術，實現輸入輸出的電氣隔離，與上位機通過RS485總線進行數據交換，實時反映輸入信號狀態，并可存儲事件順序記錄。

    系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（2）。