摘要

    介紹崇明省陳家鎮濱江生態休閑運動居住社區4號地塊（凱悅酒店），采用智能電力儀表，采集配電現場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型電力監控與電能管理系統實現變電所配電回路用電的實時監控和管理。

0 概述 

    崇明島地處長江口，是中國第三大島，素來被譽為“長江門戶，東海瀛洲”，也是世界上最大的河口沖積島和沙島。由世界500強中化集團旗下方興地產與世界著名的高端酒店管理集團凱悅酒店集團強強聯手建設的崇明金茂凱悅酒店，位于上海崇明島中國國家地質公園東灘濕地項目內，占地約5萬平方米，總建筑面積約18萬平方米。酒店由美國JWDA建筑師事務所、WILSON和貝爾高林分別擔綱建筑設計、室內設計和景觀設計，充分發揮生態資源優勢，成為崇明生態島上首個五星級酒店。

    崇明金茂凱悅酒店以現代中式風格為整體建筑格調，與周邊生態環境自然融合，在時尚現代的基礎上融入上海本土元素和度假風格，擁有餐飲、游泳池、健身等多項休閑娛樂設施，同時宴會、大型會議等星級配套一應俱全，提供全方位禮賓服務。同時酒店將與建設中的72洞海島高爾夫球場、國際賽事級馬球場、海船級游艇碼頭、東灘水世界主題樂園、直升飛機停機坪、國際會議中心和高端別墅群等一起，共同打造出世界級的高端旅游度假勝地。

    崇明金茂凱悅酒店東南側運動會所地下一層設有一座開關站，與周邊酒店距離主變方向大于12 米，側變方向大于8 米，不會對附近游客產生影響，周圍電磁場環境為一級安全區。

    本次項目為崇明金茂凱悅酒店的高壓和低壓變電所部分的電力監控系統。

1 需求分析

    現場共有一座變電所分為高壓和低壓兩部分。電力監控系統需要實現數據集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

    電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值及開關狀態等信息。

    對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。

    對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。

    本技術條件適用于崇明省陳家鎮濱江生態休閑運動居住社區4號地塊（凱悅酒店）的配電室低壓柜以及高壓柜。供方產品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不僅限于此，其技術性能應滿足對配電室數據監控的要求。

2  系統方案

    監控系統主要實現崇明省陳家鎮濱江生態休閑運動居住社區4號地塊（凱悅酒店）變電所的10/0.4kV配電系統進行用電監控與電能管理。監控范圍為變電所T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜及高壓側儀表進行遠程實時監控和電能管理。系統接入181只多功能電力儀表，分9條總線，值班室位于本變電所內，總線直接接入值班室內采集設備，從而在監控主機上實現總線上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

網絡拓撲圖

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網絡通訊層

    通訊層主要是由NPORT5630-16串口服務器、以太網設備及總線網絡組成。NPORT5630-16串口服務器主要功能是監測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

    現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控制。

智能儀表現場連接示意

    現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在20只左右，然后將數據上傳至串口服務器NPORT5630-16，進而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。

3  系統功能

功能特點

    本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠。通過相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    進入軟件，輸入對應的密碼登錄后，進入監控系統界面，查看監控數據。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有最高權限。

    整個界面設計為三塊，標題界面、配電系統界面和菜單切換界面。

菜單切換界面

    在軟件窗口最底部設計為菜單切換界面，該界面排的7 個按鈕為系統各個功能切換按鈕。

配電監測

配電監測功能說明

詳細參數

    對于每個整個配電結構顯示在界面上，可查看個配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，三相電壓，進線回路的功率、電能、功率因數、回路名稱，和出線回路的電流。

    在管理員身份登錄權限下，可在系統中直接對回路名稱進行修改，并且可以在界面中查看三相表的詳細參數。本項目將有多張系統圖，通過點擊窗口正下方的不同的系統圖名稱進行畫面切換。

配電監測菜單欄

    系統圖的各個回路圖標和母線圖標在沒有通電時會顯示綠色，上電后會顯示紅色，以此區分。

通訊狀態

通訊狀態功能說明

    在通訊狀態界面，能夠看到整個系統采用已變壓器為干線的分布式網絡結構，具有系統網絡診斷功能。能實時監控系統網絡通訊狀態，出現網絡故障時，系統自動顯示故障線路及具體單元。

電參量報表

 

電參量報表功能說明

    設置時間控件的時間，可以查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數、電能。該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統運行中是否出現電壓不穩定，電流越限，功率、功率因數是否符合要求。以次為依據，對系統進行更好的管理和優化。多張表格可在表頁最下端選擇切換。

    該報表可以以電子表格的方式導出和具備打印功能。

電能報表

電能報表功能說明

    對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時間段內的各回路用電，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內，可方便查詢。多張表格可在表頁最下端選擇切換。

    通過調節開始時間和結束時間，即可顯示此時間段內的用電量，也可以以電子表格的形式導出和打印。

電流曲線

 

電流曲線功能說明

    選擇一個回路后，回路名稱會在窗口上方顯示。曲線圖表的X 軸表示時間跨度，Y 軸表示量程。可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；也可顯示過去一天和七天時間段內的選定回路的電流趨勢曲線。同時可任意放大選定區域內的曲線。

    電流曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。

報警及事件

實時報警

遙測/遙信實時報警功能

    實時報警窗口分為“遙測實時報警”和“遙信實時報警”，分別監測系統所采集的遙測量和遙信量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界限時，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢

    通過調節開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

用戶管理

用戶管理功能說明

    用戶管理界面為用戶提供了3 項與用戶身份和管理有關的功能。“用戶登錄”可以實現登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置” ，修改所有用戶的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。在界面中還有最小化及退出2 個快捷功能。當選擇退出時，系統將彈出。

4  結束語

    在當今配電設施的應用中，酒店的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在崇明省陳家鎮濱江生態休閑運動居住社區4號地塊（凱悅酒店）的應用，可以實現對變電所供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、語音提示、短信報警燈，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，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業效益。

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

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10

作者簡介：徐玉麗，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統，聯系電話：0510-86179968，郵箱：2880157873@qq.com，手機：18860995108。