居民小区变配电电力监控系统

引言

目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，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急剧增加，对供配电的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。鉴于目前各行业对配电系统安全、可靠性的较高要求，本文通过在用户端智能配电系统解决方案方面的成熟厂商安科瑞电气股份有限公司的Acrel-2000电力监控系统在成都东苑小区的应用为例，介绍当前国内主流的配电自动化监控系统的结构、系统配置、与传统人员值班监视的优势对比以及它的功能实现等。随着Acrel-2000电力监控系统在成都东苑小区高低压配电系统中的竣工运行，很好的实现住宅区高低压变电所的用电数据集中管理和数据的完整保存,提高了该小区配电系统的可靠性、安全性。该系统对提高供电系统的可靠性和经济运行指标，促进供电系统管理的科学化、现代化，有着非常重要的现实意义。

项目概述

中建二局投改项目（成都东苑小区高低压配电系统项目）电力监控系统位于成都高新区桂溪路123号，建筑性质为居民住宅。该项目共有两个配电房：高压配电房、低压配电房。现场高压部分采用的是西门子7SJ68的微机保护装置，设备数量为9只；低压部分变压器出线采用PMAC720电力仪表，低压各支路采用PMAC600-B，低压部分的仪表总数为90只。高压配电房与低压配电室相距约300米。

本项目在配电系统的监视方面拥有两个方案，方案一是传统的人工监视，方案二是借助配电监控系统后台监视，人员辅助即可。结合本项目，采用两种方案的优劣分析如下：

经衡量，用户决定采用方案二对其配电系统进行自动化管理。同时用户也对该自动化配电管理系统后台提出了几点需求。

用户需求

1. 电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示

2. 完成对各配电回路的电压、电流或功率绘制趋势曲线

3. 完成对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表，所有报表或图表支持查询打印功能

4. 对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况

承建方设计参照标准

1. GB/T 13729-2002 《远动终端设备》

2. GB/T 2887-2011 《计算机场地通用规范》

3. DL/T 5430-2009 《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》

4. GB/T 2887-2011 《计算机场地通用规范》

5. DL/T 5002-2005  《地区电网调度自动化设计技术规程》

6. DL/T 634.5101-2002 《远动设备及系统 第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准》

7. DL/T 5391-2007 《电力系统通信设计技术规定》

8. DL/T645-2007  《多功能电能表通讯协议》

设计方案

现场高压部分采用的是西门子7SJ68的微机保护装置，设备数量为9只；低压部分变压器出线采用PMAC720电力仪表，低压各支路采用PMAC600-B，低压部分的仪表总数为90只。高压配电房与低压配电室相距约300米。现场仪表均采用符合电力行业的标准Modbus-RTU通讯协议。监控后台放置在高压配电室。安科瑞电气股份有限公司于2012年4月份承建了成都东苑小区的智能配电监控系统项目，根据成都东苑小区的实际情况为其量身定制了一套ACREL-2000电力监控系统。

整个系统设计了一套Acrel-2000电力监控系统，采用分层分布式结构，即现场设备层、网络管理层、监控管理层。现场设备为采集现场各回路电力系统运行参数，包括电流、电压、功率等遥测信息以及断路器分合闸状态以及故障等开关量状态；网络管理层主要包括通讯管理机、光电转换设备、交换机等，负责数据的上传及指令的下达；监控管理层为整个系统的核心，所有数据的存储、电力系统的运行状况的显示、控制指令的下达均通过该部分完成。

详细设备组网方案：

Acrel-2000软件功能介绍

友好的人机交互界面（HMI）

标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。

用户管理

本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。

数据采集处理

Acrel-2000型电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。

趋势曲线分析

系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。

报表管理

系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。

事件记录和故障报警

系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。

五遥功能

Acrel-2000型电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。

1. 遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。

2. 遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。

3. 遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。

4. 遥调：用于有载变压器的调压升/降。

5. 遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。

系统在项目上运行记录

软件显示界面-1#变压器：

低压一次图

软件显示界面-高压一次侧：以一次图形式直观动态显示电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息，开关状态直接以颜色区分显示在界面上（红色表示合闸，绿色表示分闸）。配电现场的情况一目了然。

高压一次图

软件显示界面-趋势曲线：实现了用户所要求的通过对各配电回路的电压、电流或功率绘制趋势曲线，分析该回路配电运行工况，负荷趋势曲线提供了某一段时间内该回路的负荷趋势，方便管理员掌握用电设备的运行状况，对存在故障隐患的设备及时提出整改，对不合理用电单位提出科学合理的改进。

日报表

  任意时段抄表

电能汇总报表，列出每日用户电能数据，方便客户查询和打印。根据业主需求可以查看日报表、月报表、年报表，清晰了解各用户在某一时间段内的用电状况，极大方便了管理员的用电管理。

结束语

   该项目所采用的系统方便实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，运行稳定、安全，极大的方便了管理员对用户用电便捷、准确化管理，为管理者进行内部计量考核做出了依据，亦为进一步的节能管理及节能措施的实施打下了基础。

参考资料

[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社

作者简介：

陆晓君，女，汉族，学士，电气工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统

邮箱：ACREL001@VIP.163.com