安科瑞電能管理系統在寧夏醫科大學附屬醫院的應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

    摘要：介紹安科瑞電能管理系統，采用智能電力儀表采集10個地點樓層配電箱的各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊遠傳至監控后臺，通過電能管理系統實現對變電所配電回路用電的實時監控和管理。

    0 概述

    寧夏醫科大學附屬醫院的前身是解放前的寧夏省立醫院。1949年新中國成立后，由人民政府接管，該稱寧夏省人民醫院。1954年寧夏省撤消后，改稱甘肅省第二人民醫院。1958年寧夏回族自治區成立后，改為自治區人民醫院，1973年改為寧夏醫科大學附屬醫院。

    醫院位于寧夏回族自治區首府銀川市勝利街，集醫療、教學、科研、預防保健和干部保健等職能于一體，是省內規模大、技術力量雄厚、醫療設備先進、專家隊伍薈萃的一所綜合性三級甲等醫院寧夏醫科大學附屬醫院有10座樓270個回路配電回路。

    1 客戶需求

    寧夏醫科大學附屬醫院現場270個回路配電回路分布在10座樓內，對用電管理人員很大的不便，根據其實際情況提出以下需求：

    (1)、與現有能源管理系統友好兼容；

    (2)、配電室低壓抽屜柜中，只監測常用線路，對于備用的線路暫不作處理；

    (3)、樓層配電箱中，雙電源線路只監測主電源電量；

    (4)、系統總軟件未來能夠繼續擴充其他能源系統，如暖通空調等；

    (5)、與科研樓、外科樓目前動力能源監控系統友好兼容；

    (6)、設立集中監控中心�？焖夙憫�電網故障、快速判斷故障原因和故障地點、快速恢復供電。

    (7)、實時監測各配電室低壓線路運行狀況及參數�？s短故障響應時間，提高供電可靠性；

    (8)、提供全方位通訊解決方案，系統地解決各層次設備可靠、高速的通訊問題。為實現數字化供配電系統奠定基礎；

    (9)、實現醫院各樓層或各科室電量自動計量。

    (10)、系統能夠實現故障和異常的預警報警，并能夠對歷史數據進行存儲分析。

    根據用戶需求，需要對第十寧夏醫科大學附屬醫院10座樓進行組網并建立電能管理系統（主要是數據的實時監控），在控制中心值班室內設置監控平臺，對270個回路實時監測、統計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

    安科瑞電能管理系統，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、集中管理。

    2 系統結構描述

    本系統采用分層分布式結構進行設計，即站控管理層、網絡通訊層和現場設備層，項目組網圖如下，現場10個網絡地點的PZ80L-E4/KC、DTSF1352、ARTM-1儀表經RS485現場總線連接至串口服務器，然后通過以太網經光纖傳輸至現場監控主機，實現數據的采集，存儲，處理，顯示和上傳如圖（1）所示：

圖（1）電能管理系統網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：PZ80L-E4/KC、DTSF1352、ARTM-1儀表，分別對應相應的一次設備分散安裝在10座樓配電室的電氣柜內，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、UPS電源、打印機等設備。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。

    建設完成后的多功能網絡電力儀表均采用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 電能管理系統主要功能

    3.1 數據采集與處理

    數據采集是電能管理的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

    數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到電能管理的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

    3.2 歷史事件

    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、越限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 數據庫建立與查詢

    主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

    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。

    3.5 運行負荷曲線

    負荷趨勢曲線功能主要負責定時重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

    3.6 遠程報表查詢

    報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

    報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

    3.7 數據轉發功能

    電能管理系統通過廠內局域網將數據轉發至控制中心的SQL Server數據庫中，實現數據的共享，避免數據的重復采集。

    4 案例分析

    本監控系統主要實現云南省昆明市第十寧夏醫科大學附屬醫院10座樓270個回路配電回路實時監測、分析及管理，監控范圍如下表1所示：

    表（1） 監測點位分布表

    安科瑞電氣股份有限公司為其選用PZ80L-E4/KC的多功能網絡電力儀表。

    PZ80L-E4/KC尺寸及詳細參數如下圖2所示：

圖（2） PZ80L-E4/KC尺寸