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    苏州横泾中心小学电能管理系统的设计和应用

    安科瑞电气股份有限公司2019年3月25日 10:50 点击:79

    殷舒乐

     安科瑞电气股份有限公司,上海 嘉定 201801;
    摘要:介绍苏州横泾中心小学电能管理系统,采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式,组网后通过现场总线通讯并远传至后台,通过Acrel-3000型电能管理系统实现配电回路用电的实时监控和电能管理。
    关键词:横泾中心小学;智能电力仪表;Acrel-3000型;电能管理系统
    0  概述 
    ??本项目为苏州横泾中心小学电能管理系统。根据配电系统管理的要求,需要对苏州横泾中心小学的楼层的低压配进出线回?#26041;?#34892;电能管理,?#21592;?#35777;用电的安全、可靠和高效。
    ??Acrel-3000型智能配电系统充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的新发展,?#21592;?#37197;电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网,通过计算机和通讯网络,将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体,实现电网运行的远程监控和集中管理。
    1  系统结构描述
    ??本监控系统主要实现苏州横泾中心小学的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理;监控范围为低压柜进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有191只PZ72L-E4/KC仪表,分10条总线,实现仪表与监控主机的数据连通。
    ??本监控系统采用分层分布式结构,即站控层,通讯层与间隔层;
    ??如图(1)所示:
    图(1)网络拓扑图
    ??间隔设备层主要为:多功能网络电力仪表。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用RS485通讯接口,通过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。
    ??网络通讯层主要为:串口服务器及光纤收发器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完?#19978;?#22330;层和站控层之间的数据交互。
    ??站控管理层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户。
    ??以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输,一般都采用二根连线,接线简单方便;通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10Mbps。
    ??RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰能力增强,总线上允许连接多达30个设备,最大传输距离为1km。
    2  电能管理系统主要功能
    ??2.1  数据采集与处理
    ??数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功?#23460;?#25968;COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。
    ??数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
    ??2.2  人机交互
    ??系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显?#38236;?#21387;配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显?#38236;取?/div>
    ??2.3  历史?#24405;?/div>
    ??历史?#24405;?#26597;看界面主要为用户查看曾经发生过的?#25910;?#35760;录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互,通过历史?#24405;?#26597;看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史?#24405;?#20026;您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。
    ??2.4  数据库建立与查询
    ??主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。
    ??2.5  用户权限管理
    ??针对不同级别的用户,设置不同的权限组,?#20048;?#22240;人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运?#23567;?#21487;以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添?#30001;?#38500;等操作,方便用户对账号和权限的修改。
    ??2.6  远程报表查询
    ??报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要?#21592;?#34920;文件采用定时保存、打印。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
    ??报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计,数据导出和报表打印等功能。
    3  案例分析
    ??苏州横泾中心小学电能管理系统包含楼层电表,?#26376;?#23618;的低压配电回?#26041;?#34892;远程实时监控和电能管理。
    ??楼层配电箱采用PZ72L-E4/KC多功能仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表,它能测量常规电力参数,如:三相电压、电流、有功功率、无功功率、功?#23460;?#25968;、频率、有功电度、无功电度等多种电参量。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。
    ??低压配电二次?#25216;?#22270;(2),功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量,其中包括:线三相电压,电流,功率,功?#23460;?#25968;,电能,频?#23454;?#30005;参量及配出回路的三相电流;遥信功能实现显示现场设备的运行状态,主要包括:开关的分、合闸运行状态和通讯?#25910;?#25253;警。  
    图(2)低压配电一次图
    ??遥信和遥测报警功能,主要完成对低压各出线回路的开关运行状态和负载进线监控,对开关变位和负载越限弹出报警界面,指示具体的报警位置并声音报警,提醒值班人员及?#36125;?#29702;。具备历史查询功能。见图(3)。
    图(3) 实时遥信报警信息
    ??参数抄表功能,主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询,具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询配电箱出线回路的电参数,主要包括:三相电压、电流、功?#23460;?#25968;、有功功率和有功电度。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。见图(4)。
                        图(4) 参数抄表
    ??用电量报表功能,可选择时间段进行查询,支持任意时间段电度累计查询,具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供?#21496;?#30830;可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。用户可以直接打印报表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图(5)。
    图(5) 电能报表
    系统通讯结构示意图,主要显示系统的组网结构,系统采用分层分布式结构,同时监测间隔层设备的通信状态。红色表?#23601;?#35759;正常,绿色表?#23601;?#35759;?#25910;稀?#35265;图(6)。
    图(6)系统通讯结构示意图
    4  结束语
    ??随着社会的发展及电力的广泛应用,电能管理系统已成为全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择,本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在苏州横泾中心小学的应用,可以实现?#26376;?#23618;低压配电回路用电的实时监控与电能管理,不仅能显示回路用电状况,还具有网络通讯功能,可以与串口服务器、计算机等组成电能管理系统。系统实现对采集数据的分析、处理,实时显示楼层内各配电回路的运行状态,对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示,并生成各种电能报表、分析曲线、图形等,便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定,为用户解决用电问题提供?#33487;?#23454;可靠的依据,取得了较好的社会效益。[2]
     
    参?#22025;?#29486;:
    [1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用?#25913;蟍M]. ?#26412;? 中国电力出版社. 2007. 4
    [2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产?#36153;?#22411;及解决方案[M]. ?#26412;? 机械工业出版社. 2011.10
     
    作者简介:
    殷舒乐,女,本科  安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电网供配电 
    Email:[email protected]  手机:18702111965  QQ:2885153022 座机:021-69155239


    (来源: 安科瑞电气股份有限公司


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