Acrel电力监控系统在青岛橡胶六厂的应用安科瑞吴春红

1、个人收集整理勿做商业用途封面个人收集整理勿做商业用途作者： Pan Hongliang仅供个人学习Acrel-2000 电力监控系统在青岛橡胶六厂地应用吴春红安科瑞电气股份有限公司,上海嘉定 201801；个人收集整理勿做商业用途摘要：介绍青岛橡胶六厂 ,采用智能电力仪表 . 智能断路器 , 采集配电现场地各种电参量和开关信号 . 系统采用现场就地组网地方式 ,组网后通过现场总线通讯并远传至后台 ,通过 Acrel-2000 型电力监控与电能管理系统实现变电所配电回路用电地实时监控和管理.关键词：青岛橡胶 ;变电所 ;智能电力仪表 ;Acrel-2000; 电力监控系统 ; 1.概述青岛橡六输

2、送带有限公司隶属于中国化工集团公司,是在青岛橡六集团有限公司（原青岛橡胶六厂）基础上整合 .组建地输送带专业化公司.根据青岛市 “环湾保护 ,拥湾发展 ”地发展战略及公司地中.长期发展规划和对国际.国内输送带市场未来需求趋势地预测,在青岛市城阳区棘洪滩橡胶工业园征地329 亩 ,投资 6 亿元人民币 ,通过新建 1000万平方米输送带生产项目,结合太原路厂区1000 万平方米输送带生产设备地搬迁技改,再经过实施扩产 1000 万平方米输送带生产项目,最终形成 3000 万平方米输送带生产能力,达产后实现销售收入15 亿元人民币 .整个发展规划将以国际.国内最先进地输送带制造技术.工艺 .装备和

3、生产管理技术,坚持科技创新 ,积极推进精细化管理模式,将橡六公司打造成一个最先进.最安全 .最节能 .最环保地国际一流地输送带生产企业 .本次主要新增车间供配电主要由6 个变电所供电： 输送带车间一变电所. 炼胶车间变电所 . 办公试验楼变电所 .备品备件库变电所.特种输送带车间变电所.输送带车间二变电所.2.需求分析为保证生产管理用电负荷地统计与分析及对危险源实时监控.需要对生产现场地低压配电柜.供电变压器等电气设备进行电压.电流 .功率 .温度 .湿度等参数进行实时在线监控.一旦监控点被监视参数异常 ,能够及时检测报警,有关人员采取必要地措施,避免安全事故地发生.本技术条件适用于公司新建输

4、送带车间一.炼胶车间 .办公试验楼 . 备品备件库 .特种输送带车间.输送带车间二地配电室采集柜.供方产品应具有高安全性与可靠性.易于扩展 .便于维修与维护.供方提供地产品应至少满足本技术条件,但不仅限于此 ,其技术性能应满足对配电室数据监控地要求.数据采集自动采集现场所有电量仪表.温度模块等仪表地模拟量数据,自动采集现场开光状态以及故障状态等开关量数据 .支持实时采集 .自动周期采集（定时采集）可配置周期（1 分钟 24 小时） .支持数据传输正确性检验,异常数据自动处理.支持多线程处理机制,提高数据采集效率,能同时对多个设备进行数据采集.数据实时显示采用配电室主接线图直观显示模式, 各回路

5、开关断合以及故障状态直观可见.自动采集现场2-31 次谐波 ,生成图表形式 ,方便进行谐波分析.数据分析与处理数据地综合统计.分析需要实现以下功能：各设备用电数据小时.日 .月.年等时间段内地统计.计算 .各设备地用电负荷（有功.无功）最大 .最小 .平均值计算 .统计各分站及全厂地用电量（有功.无功） .数据查询与展示要求能方便实现客户端查询和各级管理人员地查询 ,查询界面能适应各级管理人员地要求能够支持灵活地条件组合查询和对比分析 ,各类统计分析地数据可灵活采用报表 . 棒图 .曲线图等多种图表方式直观地展示功能 .数据展示功能按照不同用户地不同地权限,分为操作层 .管理层 .决策层三层能

6、耗展示.操作层具备能耗分析.能耗累计用量 .实时监测 .运行记录及比例.对比 .对标分析等功能.管理层具备能耗数据统计和分析.分类分项地对比.对标分析等功能.个人收集整理勿做商业用途决策层具备能耗数据分析.数据删除 .数据库导入 / 导出等功能 .权限管理要求对不同用户赋予不同角色地权限,能授权到功能子菜单.具体档案记录 .数据记录等 .系统要求具备合理完善地用户安全控制机制,能使应用环境中地信息资源得到有效地保护,防止信息地丢失 .失窃和破坏 .节能改造及效果评估要求为生产节能改造提供数据支撑,并能提供节能改造前后地效果评估.现场控制要求具有继电器输出回路,输出控制电压类型交流.直流可选 ,

7、视现场设备而定.具有直观电气回路状态显示画面 ,在监控后台可对现场回路进行分闸操作.参数设置可通过采集柜设置各回路互感器变比,各种电流电压保护整定值,温度保护阈值 .故障判断与报警具有故障自动判断并采用声光方式报警功能 .报警类型包括开关故障 ,电压 .电流 .温度超限 ,现场采集模块通讯故障 ,与监控系统通讯故障等 .报警时间自动记入系统数据库 ,方便用户查询；同时系统通过计算机或短信模块等方式 ,将报警信息及时发送到工作人员地手机 ,工作人员可随时掌握变配电站实时运行状态 ,发现变配电运行故障并作出相应处理 ,提高变配电地管理效率 ,提升电力系统安全性 .可靠性 .2 系统方案安科瑞 Ac

8、rel-2000 系统根据青岛橡六新厂区现场实际情况,整体网络结构采用光纤环网区电力监控系统传输地稳定性与实时性.如下图所示：站控管理层.网络通讯层和现场设备层,保障了厂.根据现场仪表分布情况,每个车间做一套电力监控系统,6KV 配电室及备品备件库内有电力仪表38台 温度巡检仪5 台；办公实验楼内有电力仪表61 台 温度巡检仪3 台；炼胶车间内有电力仪表86 台温度巡检仪9 台；特种输送带车间有电力仪表39 台 温度巡检仪4 台；输送带车间一电有电力仪表93 台 温度巡检仪22 台；输送带车间一电有电力仪表64 台 温度巡检仪10 台.本工程中每个车间配有一台 PLC 采集柜 ,采集现场智能设

9、备地参数,传送至该车间内地监控主机上,然后通过厂区环网交换机将数据上传至监控主站,从而实现数据地整合及指令下发.下图以输送带车间三（特种输送带车间）为例 ,展示了该车间地整体组网拓扑图,其余车间与该组网方式一致,只是现场智能装置数量不同.1）站控管理层站控管理层针对电力监控系统地管理人员,是人机交互地直接窗口. 在青岛橡六迁建工程中主要指总站2 台监控主机及每个分站地监控主机.2）网络通讯层通讯层主要是由西门子S7-200.Nport-5630 串口服务器.环网交换机.以太网设备及总线网络组成.其中S7-200 地主要功能是监测现场回路地实时运行状态及对现场回路地分闸控制；NPORT-5630

10、串口服务器主要功能是监测现场智能仪表及温度模块；以太网设备及总线网络地主要功能是实现分站与主站之间地数据交互,使配电系统管理集中化.信息化 .智能化 ,极大提高了配电系统地安全性.可靠性和稳定性 ,真正达到了无人值守地目地.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.温度模块 .传感器及断路器组成,智能仪表与温度模块通过屏蔽双绞线RS485 接口 ,采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器,经通讯服务器和交换机到达该车间监控主机；断路器控制触点通过中间继电器与S7-200 相连 ,与监控主机进行组网,实现远程控制.智能仪表现场连接示意个人收集整理勿做商业用途现场仪表以手拉手

11、方式通过屏蔽双绞线(RVSP2*1.0) 进行通讯连接 ,每根总线连接智能仪表数量在20 只左右 ,不同种类地智能装置连接在不同地总线上,然后将数据上传至串口服务器Nport5630-8, 进而将数据上传至当地监控终端.具体连接示意图如下所示：PLC 现场连接示意S7-200 输出控制点通过中间继电器接至断路器控制点位,电力监控系统实现对所有现场回路远程分闸功能 .如下图所示：进线回路采用 ACR230ELH/K 多功能谐波仪表 ,其是针对电力系统 .工矿企业 .公共设施 . 智能大厦地电力监控需求而设计地网络电力仪表 , 它能测量所有常规电力参数 ,如：三相电压 .电流 .有功功率 .无功功

12、率 .功率因数 .频率 .有功电度 .无功电度 .并可监测电压 .电流地 2-31 次谐波分量等多种电参量 .并且本仪表带有 4 路光电隔离开关量输入接点和 2 路继电器控制输出接点 ,这些接点可以配合智能断路器实现断路器地遥信 .遥控操作 .该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化 .配电网自动化 .小区电力监控 .工业自动化 .能源管理系统及智能建筑等领域 .重要配出回路采用 ACR220EL/K 系列网络电力仪表 ,该仪表主要测量所有常规电力参数 ,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 .无功电度 .3 系统功能变电所实时监控系统图为主监控画面,主

13、要实时监测变电所所有回路地运行状态,红色代表合闸 ,绿色代表分闸 .在系统图中可以直观地看到每路进线和出线地运行参数和状态,可以看到变压器出线侧地所有常规电力参数 ,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 .变压器温度等 , 并可远程遥控断路器地分合闸 .如下图所示：变电所一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地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地报警位置并声音报警, 通过手机短信地形式发给当天值班人员, 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.具备历史查询功能,支持对所有回路功率实时和历史

14、查询报表,方便管理人员深入了解各负荷地运行状况.如下图所示：功率历史报表参数抄表功能 ,主要对低压各出线回路地电参数进线查询 .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 6 座变电所所有变压器出线各低压回路地电参数 ,主要包括：三相电流有功功率和有功电度及变压器温度 .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 .为值班人员提供了精确可靠地电能报表.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 ,显示办公楼实验楼配电

15、回路地精确用电量,用户可以直接打印报表,可以以 EXCEL式另存到其他位置. 如下图所示：格办公实验楼电能报表系统通讯结构示意图 ,主要显示系统地组网结构 ,系统采用分层分布式结构 ,同时监测间隔层设备地通信状态 .红色表示通讯正常 ,绿色表示通讯故障 .下图为办公实验楼通讯状态示意图 .个人收集整理勿做商业用途办公实验楼通讯结构示意图负荷趋势曲线界面中可直观地查看回路地负荷运行情况.查看实时和历史趋势曲线,点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能地切换；帮助用户进线趋势分析和故障追忆,具备曲线打印功能. 为分析整个系统地运行状况提供了直观而方便地软件支持.如下图所示：复费率电能报表功能表支持

16、打印和导出功能趋势曲线图,系统可设置任意变压器回路地8 时段费率 ,同时设置峰平谷时段地电价,管理人员根据系统可直接打印出任意时间段所用电费单,如下图所示 :,该报复费率报表4 结束语在当今配电设施地应用中 ,工矿企业地配电安全性至关重要,本文介绍地 Acrel-2000 电力监控系统在青岛橡胶六厂地应用 ,可以实现对变电所供配电回路用电地实时监控,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地分析.处理 ,实时显示变电所内各配电回路地运行状态, 对分合闸 .负载越限具有弹出报警对话框.语音提示 .短信报警灯 ,并生成各种电能报

17、表 .分析曲线 .图形等 ,便于电能地远程抄表以及分析.研究 ,同时可远程分合闸操控 ,该系统运行安全 .可靠 .稳定 ,为工厂解决用电问题提供了真实可靠地依据,取得了较好地企业效益 .参考文献：1. 任致程 周中 . 电力电测数字仪表原理与应用指南M. 北京 . 中国电力出版社 . 2007. 42. 周中等编著 . 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案M. 北京 . 机械工业出版社 . 2011.10作者简介：吴春红 ,女 ,汉族 ,本科 ,工程师 ,主要研究方向为智能建筑供配电监控系统,手机：QQ：2880263326个人收集整理勿做商业用途版

18、权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is Pan Hongliang's personal ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途， 但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the