山东建筑大学10KV配电工程电力监控系统的研究与应用

项目概述：为满足新建松园四号学生公寓及原有学生公寓安装空调的用电需求，学校决定在竹园三号学生公寓东侧新建座变配电室，设计装机容量8000KVA，配电室建筑面积841平方米，二层框架结构，层为低压配电室，二层为高压配电室。采用双电源供电方式，主供电源10KV义安线接线供电，备用电源由客户自备发电机供电。
设计标准：
       本技术规范书提供的设备应满足以下规定、法规和行业标准：
GB 50052      《供配电系统设计规范》
GB 50054      《低压配电设计规范》
IEC 61587     《电子设备机械结构系列》
DL/T 5103     《35-110 KV无人值班变电所设计规程》
GB 50059      《35-110 KV变电所设计技术规程》
NDG 889       《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》
GB 50229      《火力发电厂与变电所设计防火条件》
GB 6162       《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》
DL/T 587      《微机继电保护装置运行管理规程》
GB 14285      《继电保护和安全自动装置技术规程》
GB/T 15145    《微机线路保护装置通用技术条件》
GB 7261       《继电器和继电保护装置基本试验方法》
GB 14285      《继电保护和安全自动装置技术规程》
DL/T 720      《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》
方案设计：
       安科瑞Acrel-2000电力监控系统根据山东建筑大学现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线直接接至数据采集器然后通过网线直接接至配电室的监控主机，保障了电力监控监控系统传输的稳定性与实时性。
1）站控管理层
       站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在山东建筑大学项目中指放在层值班室的监控主机。
2）网络通讯层
       通讯层主要是由串口服务器、以太网设备及总线网络组成。串口服务器主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。
3）现场设备层
       现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表AMC72L-E4/KC组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。
 

系统结构图

系统功能：
       变电所实时监控系统图为主监控画面，主要实时监测变电所所有回路的运行状态，红色代表合闸，绿色代表分闸。在系统图中可以直观的看到每路进线和出线的运行参数和状态，可以看到变压器出线侧的所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度等。如下图所示：

 
次系统图
 

       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，提醒值班人员及时处理。负载越限值在相应权限下可自由设置。

       事件告警记录功能，主要完成对查询时间段内出现的报警信息事件记录以及发生时间，为值班人员提供依据并且分析事故发生的原因，如下图所示：

报警功能实时查询

       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。该报表查询配电室进出线各低压回路的电参数，主要包括：三相电流、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。如下图所示:

电参数抄表
 

       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。为值班人员提供了准确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，用户可以直接打印报表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。如下图所示：

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。红色表示通讯正常，绿色表示通讯故障。下图为变电所通讯状态示意图。

通讯结构示意图
 

系统意义：
       本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在山东建筑大学的应用，可以实现对配电室供配电回路用电的实时监控，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、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示配电室内各配电回路的运行状态，对负载越限具有弹出报警对话框、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，为高校等项目解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的效益。

作者简介：缪建梅，女，安科瑞电气股份有限公司，主要从事电气防火限流式保护器的研发与应用