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趙斌
1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：介紹西恩溫泉奧特萊斯電力監控系統，采用AM4微機保護裝置采集配電現場10kV高壓柜的各種電參量和開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現變電所配電回路用電的實時監控。
關鍵詞：西恩溫泉奧特萊斯;微機綜保;10kV;Acrel-2000型;電力監控系統
0. 概述
西安西恩溫泉奧特萊斯文化旅游有限公司，北鄰西潼高速，南居鳳凰大道，東西以芷陽二路、三路為界，經營面積逾5萬平米，是西安臨潼國家旅游休閑區重點建設項目，項目離西安主城區直線距離20公里，30分鐘車程，占地面積157.04畝，分兩期開發，一期用地91.68畝，項目將建成歐式小鎮使用面積達7萬平方米，270間商鋪，1500個停車位，可輻射全西安至周邊城市，依托臨潼每年1000萬游客，打造真正的奧特萊斯度假村。
本項目為西恩溫泉奧特萊斯項目新建的變電所。根據配電系統管理的要求，需要對廠區變電所內的高壓進出線進行電力監控，以保證用電的安全、可靠和高效。本項目共有兩個變配電室，其中需要做監控的9臺10KV高壓柜位于一號變配電室，9臺10KV高壓柜共有一臺10KV進線柜，一臺計量柜，一臺PT柜，六臺出線柜。共配置AM4-U一臺，AM4-I七臺，分為兩條RS485總線接入到電力監控系統，系統主機安裝在一號配電室隔壁的值班室。
Acrel-2000型電力監控系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。
1. 系統結構描述
本監控系統主要實現對西恩溫泉奧特萊斯項目的10kV配電系統進行用電監測；監測范圍為新建變電所8臺高壓柜上安裝的AM4微機綜保，對綜保進行遠程實時監控。該系統總計有8臺微機綜保（其中包括1臺AM4-U，7臺AM4-I），分2條總線，都是直接通過屏蔽雙絞線走電纜溝拉至值班室連接到型號為Nport5232I的串口服務器的串口上，實現總線上儀表與監控主機的數據連通。
本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：
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拓撲結構圖
間隔設備層：AM4型號的微機綜保。這些微機綜保分別安裝在10kV進線柜、PT柜、出線柜上，采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
網絡通訊層：MOXA的Nport5232I串口服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
微機綜保采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達6臺微機綜保，最大傳輸距離為1.2km。
2. 電力監控系統主要功能
2.1 數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由安裝在高壓柜上的AM4型號微機綜保完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態，接地刀閘狀態及相關故障、告警信號等數據。
數據處理主要是把按要求采集到的數據實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。
2.2 人機交互
系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。
2.3 故障報警及事故追憶
在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
2.4 數據庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。
2.6 運行負荷曲線
負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶。
3. 電力監控系統的設計
在監控系統的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時也有利于系統功能的實現。
西恩溫泉奧特萊斯項目需要對10kV配電系統進行用電監測；監測范圍為新建變電所8臺高壓柜上安裝的AM4微機綜保。本項目的電力監控系統能夠及時的顯示各個10kV配電柜的運作狀態，當某一回路的用電負載越標時，電力監控系統能夠迅速報警，發出語音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析各部分的用電狀況，保證人員的生命安全，提高值班人員的工作效率。
實時畫面見下圖，為系統主監控畫面，主要實時監測高壓回路的運行狀態，以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態，接地刀閘狀態及相關故障、告警信號，實時顯示在系統界面中。紅色代表合閘，綠色代表分閘，斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。同時在管理員權限之下可以遠程進行高壓斷路器的分合閘控制。
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高壓系統一次圖
電力監控系統的數據記錄功能主要就是對斷路器分合狀態以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統中必須有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監控系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。由此可見，數據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統中存在的問題，從而便于工作人員解決。
系統具有對實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫面中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。
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電參量報表
系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。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示意圖。
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通訊結構示意圖
負荷曲線，可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。
4. 結束語
綜上所述，電力監控系統幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電力監控系統能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。電力監控系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態,并能迅速傳遞出操作指令，由于監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現，因此，不同的電力監控系統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精準的進行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監控系統，應該根據實際情況選擇監控設備。一般的電力監控系統通常都采用具有遠程通信、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備，而一些高端電力監控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。
Acrel-2000電力監控系統在西恩溫泉奧特萊斯項 目的應用，可以實現對變電所高壓配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。
參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
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作者簡介
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理系統.
技術交流：021-69158305 手機：18702111892 郵箱：2880157852@qq.com
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