安科瑞 陳聰 周潔

摘(zhāi)要：介紹安丘婦幼保健(jiàn)院電能管理係(xì)統，采(cǎi)用(yòng)智(zhì)能電力儀表采(cǎi)集配電現(xiàn)場(cháng)的各(gè)種電參量和開關信(xìn)號。係統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)現(xiàn)場(cháng)就地(dì)組(zǔ)網(wǎng)的(dí)方(fāng)式(shì)，組(zǔ)網(wǎng)後(hòu)通過現場總(zǒng)綫通(tōng)訊並(bìng)遠傳(chuán)至後台，通過(guò)Acrel-3000型電能管理(lǐ)係(xì)統實(shí)現配電回路用電(diàn)的實(shí)時監(jiān)控和電能管理(lǐ)。

關(guān)鍵詞(cí)：醫院(yuàn);安丘婦幼(yòu)保(bǎo)健院(yuàn);樓(lóu)層;智能(néng)電力(lì)儀(yí)表;Acrel-3000型(xíng)；電能管理係(xì)統(tǒng)

0  概(gài)述 

   本項(xiàng)目為安丘(qiū)婦幼保健(jiàn)院(yuàn)二期工程電能(néng)管(guǎn)理(lǐ)係統。根據配(pèi)電係(xì)統(tǒng)管(guǎn)理的要求，需要(yào)對(duì)安丘婦幼保健院(yuàn)一棟(dòng)主(zhǔ)樓和(hé)兩棟裙(qún)樓的樓(lóu)層配電箱回路(lù)進行電能(néng)管理(lǐ)，以保證用(yòng)電(diàn)的(dí)安(ān)全，可(kě)靠(kào)。

   Acrel-3000型低壓智能(néng)配電(diàn)係統，對(duì)變配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)進(jìn)行分散數據(jù)采集和集中監控管理。對配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的(dí)二次設(shè)備(bèi)進行(háng)組(zǔ)網(wǎng)，通過計算機和通訊(xùn)網(wǎng)絡，將分散的(dí)配(pèi)電所的(dí)現場設備(bèi)連(lián)接(jiē)為一個有機(jī)的(dí)整(zhěng)體(tǐ)，實(shí)現電網運行的遠程(chéng)監(jiān)控和集中(zhōng)管理.

1  係(xì)統結構(gòu)描(miáo)述

   本監控(kòng)係統(tǒng)主要實現(xiàn)安丘婦幼(yòu)保健(jiàn)院(yuàn)的樓層0.4kV配電係(xì)統進行(háng)用(yòng)電監(jiān)控(kòng)與(yǔ)電(diàn)能管(guǎn)理。該(gāi)係(xì)統總計(jì)有163隻PZ72L-E4/C，分7條(tiáo)總綫，其中主樓3條總(zǒng)綫(xiàn)通(tōng)過(guò)屏(píng)蔽(bì)雙(shuāng)絞綫接(jiē)至采(cǎi)集箱後通(tōng)過光纖網絡(luò)傳輸(shū)至(zhì)後台，西區裙(qún)樓兩條總綫先通過采集(jí)箱數據采集和(hé)處理，後(hòu)光纖傳(chuán)輸數據(jù)至後台，東(dōng)區(qū)裙樓也是(shì)兩條(tiáo)總(zǒng)綫，傳輸(shū)方式和西區一致，從(cóng)而值(zhí)班室(shì)的(dí)監(jiān)控(kòng)主(zhǔ)機實現總綫上(shàng)儀表與(yǔ)監控(kòng)主(zhǔ)機的(dí)數據(jù)連通。

   本監控(kòng)係統(tǒng)采用(yòng)分層分布(bù)式(shì)結構，即站控(kòng)層(céng)，通(tōng)訊(xùn)層(céng)與(yǔ)間隔層(céng)；

   如圖（1）所示(shì)：

圖(tú)（1）網絡(luò)拓(tuò)撲圖

   間(jiān)隔(gé)設備層(céng)主要(yào)為(wéi)：多功能網(wǎng)絡電(diàn)力儀(yí)表(biǎo)。這些裝置分(fēn)別對(duì)應相應的一(yī)次設備安裝在(zài)電(diàn)氣(qì)櫃(guì)內，這(zhè)些裝置(zhì)均(jūn)采用(yòng)RS485通訊接口，通過現場(cháng)MODBUS總綫(xiàn)組網通(tōng)訊，實(shí)現數據現場(cháng)采集。

   網絡(luò)通訊(xùn)層主要(yào)為(wéi)：通(tōng)訊(xùn)服務(wù)器，其主要功(gōng)能(néng)為把分散在現(xiàn)場采集(jí)裝(zhuāng)置集(jí)中(zhōng)采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳(chuán)至(zhì)站(zhàn)控層，完成(chéng)現場層和(hé)站(zhàn)控層之(zhī)間的數(shù)據交互。光(guāng)電(diàn)轉換器(qì)，將(jiāng)通(tōng)訊傳(chuán)輸(shū)距離延長(cháng)，並保證(zhèng)通(tōng)訊(xùn)的穩(wěn)定。

   站(zhàn)控(kòng)管理(lǐ)層：設有(yǒu)高(gāo)性能(néng)工業計(jì)算機(jī)，顯(xiǎn)示(shì)器，UPS電源(yuán)，打印機等(děng)設備(bèi)。監(jiān)控係(xì)統安裝在計算機(jī)上(shàng)，集中采集顯示現場設(shè)備運行(háng)狀況，以人機(jī)交互(hù)的(dí)形式(shì)顯示給(gěi)用戶(hù)。

   以(yǐ)上網(wǎng)絡(luò)儀表(biǎo)均采(cǎi)用(yòng)RS485接(jiē)口(kǒu)和MODBUS-RTU通(tōng)訊(xùn)協議，RS485采(cǎi)用(yòng)屏(píng)蔽綫(xiàn)傳輸，一般(bān)都采用二根(gēn)連(lián)綫，接綫(xiàn)簡(jiǎn)單方(fāng)便(biàn)；通訊(xùn)接口是(shì)半(bàn)雙工通信(xìn)即(jí)通信的雙方(fāng)都可以(yǐ)接收，發送數據(jù)但(dàn)是(shì)在(zài)同一(yī)時刻(kè)隻能(néng)發(fā)送(sòng)或接收(shōu)數(shù)據，數據傳輸速率(shuài)為10Mbps。

   RS485接口(kǒu)是采用平衡(héng)驅動器(qì)和差(chà)分接(jiē)收器的組合(hé)，抗(kàng)噪(zào)聲(shēng)幹擾的(dí)能力(lì)增強，總綫上允許(xǔ)連接(jiē)多達(dá)32個(gè)設備(bèi)，傳輸距離(lí)為(wéi)1.2km。

2  電能管理係(xì)統(tǒng)主要(yào)功(gōng)能

2.1  數據采集(jí)與處(chǔ)理(lǐ)

   數(shù)據采集是(shì)配電監控的基(jī)礎，數據采(cǎi)集主要由底(dǐ)層(céng)多功(gōng)能網絡(luò)儀表(biǎo)采集完成，實(shí)現遠程(chéng)數據的本地實時(shí)顯示(shì)。需要完成采(cǎi)集的信號包括：三(sān)相電壓U，三相電(diàn)流(liú)I，頻(pín)率Hz，功率(shuài)P，功率(shuài)因數COSφ，電度(dù)Epi，遠程設備運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)等數據。

   數據(jù)處(chǔ)理(lǐ)主(zhǔ)要是(shì)把(bǎ)按(àn)要(yào)求采(cǎi)集到的(dí)電參量實(shí)時準(zhǔn)確的顯示(shì)給用(yòng)戶(hù)，達到(dào)配電(diàn)監(jiān)控(kòng)的自(zì)動化化(huà)和(hé)智能(néng)化要求，同(tóng)時(shí)把采集(jí)到(dào)的(dí)數(shù)據存(cún)入數據(jù)庫供(gōng)用戶查詢。

2.2  人機交互(hù)

   係統(tǒng)提(tí)供(gōng)簡(jiǎn)單，易用(yòng)，良好的(dí)用戶使用界麵。采用全中文(wén)界麵(miàn)，CAD圖形顯示低(dī)壓(yā)配(pèi)電係統電氣(qì)一(yī)次(cì)主接(jiē)綫圖，顯示配電(diàn)係(xì)統設(shè)備(bèi)狀(zhuàng)態及(jí)相應實(shí)時(shí)運(yùn)行參(cān)數(shù)，畫(huà)麵定(dìng)時輪巡切換；畫(huà)麵實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷(shuā)新；模擬量(liáng)顯(xiǎn)示；開關量顯示；連(lián)續記錄顯示(shì)等(děng)。

2.3  歷史(shǐ)事件

   歷史(shǐ)事(shì)件查看界麵(miàn)主(zhǔ)要為用戶(hù)查看曾經發(fā)生過的故障記錄，信號(hào)記錄，操作記錄，越(yuè)限記(jì)錄提供方(fāng)便(biàn)友好(hǎo)的(dí)人(rén)機(jī)交互(hù)，通(tōng)過(guò)歷(lì)史事件(jiàn)查看(kàn)平台，您可以(yǐ)根據自己(jǐ)的(dí)要求和(hé)查詢條件方便(biàn)定(dìng)位(wèi)您所(suǒ)要(yào)查看的歷(lì)史(shǐ)事(shì)件(jiàn)，為您(nín)把(bǎ)握整(zhěng)個係(xì)統的運行情況提供了良(liáng)好的軟件(jiàn)支持。

2.4  數據(jù)庫建立與(yǔ)查詢

   主要(yào)完(wán)成遙(yáo)測(cè)量(liáng)和遙信量(liáng)定時采集，並且建(jiàn)立(lì)數(shù)據(jù)庫(kù)，定期生(shēng)成(chéng)報表(biǎo)，以(yǐ)供(gōng)用戶查(chá)詢打(dǎ)印。

2.5  用戶權(quán)限管理

   針對(duì)不同級別(bié)的(dí)用(yòng)戶(hù)，設置(zhì)不同(tóng)的權(quán)限(xiàn)組，防止因人為(wéi)誤操(cāo)作給(gěi)生產(chǎn)，生(shēng)活帶(dài)來(lái)的(dí)損(sǔn)失，實(shí)現配電(diàn)係統的安全，可(kě)靠(kào)運行。可以(yǐ)通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶登(dēng)錄(lù)，用(yòng)戶注銷(xiāo)，修改(gǎi)密碼，添加刪除等操(cāo)作(zuò)，方便用(yòng)戶對賬(zhàng)號(hào)和(hé)權限(xiàn)的修(xiū)改。

2.6  運行(háng)負(fù)荷(hé)曲(qū)綫

   負荷(hé)趨(qū)勢(shì)曲綫(xiàn)功能(néng)主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)綫及重要(yào)回(huí)路(lù)電(diàn)流和(hé)功(gōng)率(shuài)負荷(hé)參量，自動生(shēng)成運行(háng)負(fù)荷(hé)趨(qū)勢(shì)曲綫(xiàn)的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫(huà)麵相(xiāng)應按鈕(niǔ)或(huò)菜單(dān)項可(kě)以完(wán)成(chéng)相應功(gōng)能的切換；可以(yǐ)查(chá)看實時趨(qū)勢(shì)曲綫(xiàn)或歷史趨勢綫；對(duì)所選曲綫可以(yǐ)進行(háng)平移(yí)，縮(suō)放(fàng)，量程變換(huàn)等(děng)操(cāo)作，幫助(zhù)用(yòng)戶進(jìn)綫(xiàn)趨(qū)勢分析(xī)和故(gù)障(zhàng)追憶，為(wéi)分(fēn)析整個係(xì)統的(dí)運行(háng)狀況(kuàng)提(tí)供(gōng)了(liǎo)直觀而(ér)方(fāng)便(biàn)的軟件(jiàn)支(zhī)持。

2.7  遠程(chéng)報表查詢

   報表(biǎo)管(guǎn)理(lǐ)程(chéng)序(xù)的主要(yào)功(gōng)能(néng)是(shì)根(gēn)據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)報表樣式，把係(xì)統中處理(lǐ)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選，組合(hé)和(hé)統計生成(chéng)用戶(hù)需(xū)要(yào)的報(bào)表數(shù)據。本程(chéng)序(xù)還可(kě)以根據用(yòng)戶的需要對報表(biǎo)文件采(cǎi)用(yòng)定時(shí)保存，打(dǎ)印或(huò)者召(zhào)喚保存，打印模(mó)式。同時本(běn)程(chéng)序還向用(yòng)戶提供(gōng)了(liǎo)對(duì)生(shēng)成的(dí)報(bào)表(biǎo)文(wén)件(jiàn)管(guǎn)理功能。

   報表具(jù)有(yǒu)自由(yóu)設置查(chá)詢(xún)時間實現日，月(yuè)，年的電能統計，數據(jù)導出和報(bào)表(biǎo)打印(yìn)等(děng)功能。

3  案例(lì)分析(xī)

   安丘(qiū)婦幼(yòu)保(bǎo)健(jiàn)院(yuàn)電能管(guǎn)理係統針對樓層配(pèi)電(diàn)箱(xiāng)的0.4kV配電(diàn)係(xì)統(tǒng)進行(háng)電能管(guǎn)理。

   樓(lóu)層配電(diàn)箱采用(yòng)PZ72L-E4/C係列網絡(luò)電(diàn)力儀(yí)表，該儀(yí)表主要測量所有(yǒu)常規電力(lì)參(cān)數(shù)，如：三相電(diàn)壓，電流，有功(gōng)功率(shuài)，無功功(gōng)率，功率因(yīn)數，頻率，有(yǒu)功電(diàn)度(dù)，無功電(diàn)度。

   低壓(yā)配電二次圖(tú)見(jiàn)圖(tú)（2），功能有電(diàn)量(liáng)遙測主(zhǔ)要(yào)監(jiān)測運(yùn)行(háng)設(shè)備(bèi)的電參量(liáng)，其中包(bāo)括：綫三相(xiāng)電壓，電(diàn)流，功率(shuài)，功率(shuài)因數，電(diàn)能，頻率等(děng)電參(cān)量(liáng)及配出(chū)回路的三(sān)相(xiāng)電流；遙(yáo)信(xìn)功能實(shí)現顯示(shì)現場設(shè)備的(dí)運行狀態，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)：開關(guān)的(dí)分(fēn)，合閘(zhá)運(yùn)行狀(zhuàng)態和通(tōng)訊(xùn)故障報警；斷(duàn)路器(qì)變位時會發出報警(jǐng)信號，提醒用(yòng)戶及(jí)時(shí)處理故障。  

圖（2）低壓(yā)配電(diàn)二次圖

    遙(yáo)信(xìn)和遙(yáo)測報警功能，主要(yào)完(wán)成對低壓(yā)各出(chū)綫回(huí)路的開關運行狀態(tài)和負載(zǎi)進(jìn)綫監(jiān)控(kòng)，對開關變位和(hé)負(fù)載越(yuè)限彈出(chū)報警界麵(miàn)指示(shì)具(jù)體的(dí)報(bào)警(jǐng)位置並(bìng)聲(shēng)音報警，提醒值(zhí)班(bān)人員(yuán)及時處理(lǐ)。負載越限值在(zài)相應(yīng)權(quán)限(xiàn)下(xià)可(kě)自(zì)由(yóu)設置(zhì)。具備(bèi)歷(lì)史(shǐ)查(chá)詢(xún)功能。見圖（3）。

圖(tú)（3） 實時和歷史(shǐ)遙冊(cè)遙信報(bào)警信息

   參(cān)數(shù)抄(chāo)表功(gōng)能(néng)，主要(yào)對低壓各(gè)出綫回(huí)路的(dí)電(diàn)參數(shù)進(jìn)綫查(chá)詢。支持任意時(shí)刻電(diàn)參(cān)數查詢，具備數(shù)據導出和報表(biǎo)打印等功能(néng)。該報(bào)表(biǎo)查詢供(gōng)兩個變電所(suǒ)4台變壓器(qì)出(chū)綫(xiàn)各低壓回(huí)路(lù)的(dí)電參數，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)：三(sān)相(xiāng)電(diàn)流，有功功率(shuài)和有(yǒu)功電度及變壓(yā)器溫度。該報表各回路名(míng)稱和數(shù)據庫關聯，方便用戶(hù)修改回(huí)路名稱。見(jiàn)圖（4）。

圖(tú)（4） 參數抄表

   用(yòng)電(diàn)量(liáng)報(bào)表(biǎo)功能(néng)，可選擇時(shí)間(jiān)段(duàn)進(jìn)行查(chá)詢(xún)，支(zhī)持任(rèn)意時間段(duàn)電度(dù)累(léi)計查(chá)詢，具(jù)備(bèi)數據導(dǎo)出(chū)和報(bào)表打(dǎ)印(yìn)等功能。為值(zhí)班人員(yuán)提供了可(kě)靠的電(diàn)能(néng)報表(biǎo)。該(gāi)報表各回(huí)路名稱和(hé)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方(fāng)便(biàn)用戶(hù)修改回路名稱。如下圖所示，顯(xiǎn)示(shì)某(mǒu)段時(shí)間內的各配(pèi)電(diàn)回(huí)路的(dí)用(yòng)電量(liáng)，用戶可(kě)以(yǐ)直(zhí)接打(dǎ)印報(bào)表，可以(yǐ)以EXCEL格(gé)式另存(cún)到其他(tā)位置。 見圖(tú)（5）。

圖（5） 電(diàn)能報表(biǎo)

   係統通訊結(jié)構示意圖，主(zhǔ)要顯(xiǎn)示係統的(dí)組(zǔ)網(wǎng)結構(gòu)，係統采用分(fēn)層分(fēn)布(bù)式結構(gòu)，同時(shí)監測(cè)間隔層(céng)設(shè)備的通信狀(zhuàng)態。紅色表示通訊正常，綠色表示(shì)通(tōng)訊故障(zhàng)。見(jiàn)圖（6）。

圖（6）係統通訊結構示意(yì)圖

   負荷趨(qū)勢曲(qū)綫(xiàn)界(jiè)麵中可直觀的(dí)查(chá)看(kàn)回(huí)路(lù)的(dí)負荷(hé)運(yùn)行情(qíng)況(kuàng)。查看實(shí)時(shí)和歷(lì)史(shǐ)趨勢曲綫，點擊(jī)畫(huà)麵相(xiāng)應按鈕或(huò)菜(cài)單項(xiàng)可以完成相應功能(néng)的(dí)切(qiē)換(huàn)；幫(bāng)助(zhù)用(yòng)戶進(jìn)綫趨(qū)勢(shì)分析(xī)和故障(zhàng)追憶，具備曲綫(xiàn)打印(yìn)功(gōng)能(néng)。為(wéi)分析(xī)整個(gè)係(xì)統的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)況(kuàng)提供了直觀而方(fāng)便(biàn)的(dí)軟件(jiàn)支(zhī)持。見圖(tú)（7）。

圖(tú)（7）趨勢曲綫圖

4  結(jié)束語

   隨(suí)著社會(huì)的發展及(jí)電力(lì)的廣泛(fàn)應用，電(diàn)能管(guǎn)理係統已成(chéng)為(wéi)全國各(gè)地(dì)工程(chéng)項(xiàng)目，標誌性(xìng)建築(zhù)/大型公共(gòng)設(shè)施等(děng)大(dà)麵積多變電所(suǒ)用戶的(dí)必然(rán)選(xuǎn)擇(zé)，本(běn)文(wén)介(jiè)紹的Acrel-3000電能(néng)管(guǎn)理係統在安丘婦幼(yòu)保健院(yuàn)的(dí)應(yīng)用，可(kě)以實現(xiàn)對樓層(céng)低壓配電(diàn)回路(lù)用電的電能管(guǎn)理，不(bù)僅能(néng)顯(xiǎn)示回路用(yòng)電狀況，還具有網絡通訊(xùn)功能，可以(yǐ)與(yǔ)串(chuàn)口(kǒu)服(fú)務器，計算(suàn)機(jī)等(děng)組成電(diàn)能(néng)管理(lǐ)係統(tǒng)。係(xì)統實(shí)現對采集數(shù)據的分析，處理，實(shí)時顯示樓層(céng)各(gè)配電(diàn)回(huí)路的(dí)運行(háng)狀態(tài)，對(duì)分(fēn)合(hé)閘，負(fù)載越限具有(yǒu)彈(dàn)出報(bào)警對(duì)話框及語(yǔ)音(yīn)提(tí)示(shì)，並生(shēng)成(chéng)各(gè)種(zhǒng)電能(néng)報表，分(fēn)析(xī)曲(qū)綫，圖形等，便於電能(néng)的遠程(chéng)抄表(biǎo)以及分析(xī)，研究(jiū)。該(gāi)係統運行安全(quán)，可(kě)靠，穩定，為變電(diàn)所用戶解決(jué)用電問(wèn)題(tí)提供(gōng)了真實可(kě)靠的依(yī)據(jù)，取得了(liǎo)較(jiào)好(hǎo)的(dí)社會效(xiào)益。