山東建筑大學10KV配電工程電力監(jiān)控設計及應用

項目概述：
      為滿足新建松園四號學生公寓及原有學生公寓安裝空調(diào)的用電需求，學校決定在竹園三號學生公寓東側新建一座變配電室，設計裝機容量8000KVA，配電室建筑面積841平方米，二層框架結構，第一層為低壓配電室，第二層為高壓配電室。采用雙電源供電方式，主供電源10KV義安線接線供電，備用電源由客戶自備發(fā)電機供電。
設計標準：
      本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準：
GB 50052      《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》
GB 50054      《低壓配電設計規(guī)范》
IEC 61587     《電子設備機械結構系列》
DL/T 5103     《35-110 KV無人值班變電所設計規(guī)程》
GB 50059      《35-110 KV變電所設計技術規(guī)程》
NDG 889       《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)定》
GB 50229      《火力發(fā)電廠與變電所設計防火條件》
GB 6162       《靜態(tài)繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗》
DL/T 587      《微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程》
GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》
GB/T 15145    《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB 7261       《繼電器和繼電保護裝置基本試驗方法》
GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》
DL/T 720      《電力系統(tǒng)繼電保護柜、屏通用技術條件》
方案設計：
      安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)山東建筑大學現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至配電室的監(jiān)控主機，保障了電力監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。
1）站控管理層
      站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在山東建筑大學項目中指放在一層值班室的監(jiān)控主機。
2）網(wǎng)絡通訊層
      通訊層主要是由串口服務器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。串口服務器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設備層
      現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表AMC72L-E4/KC組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

系統(tǒng)結構圖

系統(tǒng)功能：
      變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示：

一次系統(tǒng)圖

遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。

事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

      參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢配電室進出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

電參數(shù)抄表

用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。如下圖所示：

電能報表

      系統(tǒng)通訊結構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構，系統(tǒng)采用分層分布式結構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結構示意圖

系統(tǒng)意義：
      本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在山東建筑大學的應用，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為高校等項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。