电力监控系统为福建星网锐捷保驾护航

1、浅析电力监控系统福建星网锐捷应用摘要：介绍福建星网锐捷程电力监控系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电 参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至 后台，通过 电力监控系统 实现变电所配电回路用电的实时监控。关键词：工业现场；0.4KV变电所；智能电力仪表；Acrel-2000;电力监控系统 0 概述福建星网锐捷通讯股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合创新科技，构建智慧未来”的经营理念，是国内领先的ICT应用方案提供商。2014年公司品牌价值132.13亿元。2010年6月，星网锐捷成功上市（股票代码：002396），成为一家以自主创新打造核心竞争力

2、的公众公司。基于强大的创新能力，星网锐捷在网络通讯、交换机、云计算终端、瘦 客户机、支付POS “桌面云”、无线接入、宽带接入、统一通信、视频信息应用等各 产品领域均形成了独特的领先优势，同时也致力于在移动互联网、云计算、物联网、 下一代网络、智慧园区、大数据等新兴应用领域为客户带来前瞻的应用解决方案，并 成功进军俄罗斯、印度、东南亚、非洲、美国等市场，向全球客户展示着“中国创造” 的独特魅力。作为国家首批创新型企业，星网锐捷锻造了以企业研究院为核心、开放合 作的自主创新体系。星网锐捷现有员工7000余人，其中研发技术人员占公司总人数的40鳩上，每年持续将 10%左右的销售收入投入研发，201

3、4年研发投入达到 5.4亿元。作为国家首批技术创新示范企业，星网锐捷多次承接和入选国家火炬计划、国家863计划项目、国家核高基重大专项，形成大批具有国内和国际领先水平的核心技术，截 止2015年6月，共申请专利 1998项。本项目为福建星网锐捷变电所电力监控系统。根据配电系统管理的要求， 需要对福建星网锐捷两个变电所内的高压柜、低压配出线分别进行监控，以保证用电 的安全、可靠和高效。Acrel-2000 型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管 理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分

4、散的配电所的现 场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理。1用户需求1.1 一般规定（1）电能管理系统 应满足商业管理便捷实用的要求。包括：保证所有变配 电设备监视系统集成在一个平台上；采用统一的操作界面；提供清晰的管理信息。并 提供远程访问功能。（2 ）电力监控系统的监控范围包括：高压进出线运行参数监测，低压配电 运行参数监测，备用电压运行监测，变配电机房运行参数监测等。（3）电力监控系统应满足商业管理安全管理的需求。包括：集中监视所有 的报警信息，集中显示重要设备的运行状态；使管理人员可通关过集成平台远程排查， 监视各机电设备现场情况。1.2功能要求1.2.1监测功能1

5、）应监测高压进出线运行参数，包括电流、电压、有功功率、无功功率、 视在功率2）应监测变压器所在环境的空气温度。3）柴油发电机进线运行参数：发电机端电压、电流、频率、启动电池电压、柴油机冷却水温度。4）应监测直流屏运行参数：输出电压、累计充放电次数、充电电压、充放 电状态、电池温度。5）应监测变压器运行参数：铁芯线圈温度、散热风机启停状态。1.2.2故障报警功能1）直流屏：电压异常。4）发电机主：启动失败、无法同步、短路；柴油发电机工作故障报警，日用 油箱油位显示及超高、超低报警。2）高压柜：高压进出线过流（负荷）、低电压、短路、接地。3）变压器：变压器咼温、超咼温1.2.3记录功能1）应记录上

6、述需要监测的运行参数和开关状态中的技术参数部分，以供分析 比对。2）应记录上述各项故障报警发生的内容和时刻。1.3电力监控系统的软硬件需求电力监控系统软硬件标准应符合万达广场BA系统设计标准要求，此外还应满足以下要求：1.3.1电力监控系统的硬件应包括至少1台服务器。与“慧云智能化管理系统”控制系统的网络连接如图 0所示。现场控制器现场控制器图0变配电子系统的硬件连接1.3.4电力监控系统的软件应具备权限管理功能。1.3.2电力监控系统应提供人机交互界面（与能源管理平台共用）。子系统人界面可以按照界面设计的规定设计，使子系统界面与“慧云智能化管理系统”集中监控系统界 面一致；也可以自行设计，实

7、现功能设计中各项监测、故障报警和运行监测功能。1.3.3电力监控系统的软件应具备数据库功能，实现功能设计中的各项记录功能。1.4电力监控系统与慧云平台的数据交互要求 1.4.1能耗管理系统 应采用标准通信协议和接口。子系统应开放其设备的各层通信协 议。宜采用自带监控功能的变配电设备（机组）。要求各个变配电机组能够自动测量 功能设计中的各种信息。142电力监控系统应向“慧云智能化管理系统”集中控制系统提供功能设计中各项监 测、记录功能需求的数据，包括机电设备启停状态、系统运行参数、故障报警参数、 能耗数据参数。2设计原则引用标准2.2引用标准(1) 万达广场慧云智能化管理系统设计标准(2015版

8、)(2) ISO/IEC11801 国际综合布线标准(12) DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信(13) DL/T 698.42-2010第4-2部分：通讯协议-集中器下行(4) GB50052-2009供配电系统设计规范(5) GB50054-2011低压配电设计规范(3) GB/50198监控系统工程技术规范(8) DL/T 698.31-2010第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求(9) DL/T 698.35-2010第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求(10) DL/T 698.41-2010 第

9、4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信(11) DL/T 698.42-2010 第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议(6) DL/T 698.1-2009第1部分：总则(7) DL/T 698.2-2010第2部分：主站技术规范2.1设计原则(1) 开放性：本系统中将涉及到不同厂商的设备技术，以及系统的扩展需求， 在本项目的产品技术选型中，避免采用专有技术，从而使系统的软硬件平台具有充分 的开放性.(6)扩展性：在本系统中，所有的网络、服务器、存贮、应用软件的设计遵 循可扩充的原则，以实现随着需求的发展而扩展。系统采用模块化结构，具有很好的 兼容性和可扩充性，即可使不同的厂商

10、的设备和系统集成到同一个平台中，又可使系 统在日后可以根据用户需求方便地扩展。(3) 高性能：系统设计应从服务器处理能力、网络带宽传输能力、软件系统 效率等角度综合分析，合理设计结构、使系统具有足够的处理能力，以适应大数量量 数据处理和用户访问需求，保障系统服务质量。(2) 先进性：系统的软硬件平台建设、应用系统的设计开发以及系统的维护管理所采用的产品技术均综合考虑当今技术发展趋势，采用相对先进同时市场相对成 熟的产品技术，以满足系统未来的发展需求.(5)可靠性：系统应从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综 合考虑，以确保系统中没有单故障节点，实现7X24不间断服务。(4) 安全性：

11、系统对安全性问题予以高度重视，从操作系统层，网络层，应 用层每个层次都有相应的措施以解决传输安全，系统安全和信息安全的需求。通信协议3 系统结构描述本监控系统主要实现福建星网锐捷通讯股份有限公司两个变电所的建筑智能化。高压部分监控范围为高压柜上安装的7只许继 WXH-831A和WCB-831A系列微机保护测控装置；低压部分监控范围为变电所低压柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜。该高压系统总计有7只微机保护测控装置分一条总线直接接至串口服务器，低压系统144只ACR330ELH和ACR220EL型号的多功能电力仪表，分7条总线，通过串口服务器采集处理数据，

12、最后通过网线连接至值班室内 监控主机上，实现总线上仪表与监控主机的数据连通。本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：t4尊训堺出储图（1）网络拓扑图间隔设备层主要为：微机综合保护、多功能网络电力仪表等。这些装置 分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBU总线组网通讯，实现数据现场采集。网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采

13、集显示现场设备运行状况，以人 机交互的形式显示给用户。以上网络仪表均采用 RS485接口和MODBUS-RT通讯协议，RS485采用屏 蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双 方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbp&RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增 强，总线上允许连接多达 32个设备，最大传输距离为1.2km。4 电力监控系统主要功能本项目针对这一个变电所的 10/0.4kV配电系统进行用电监控；监控范围 为变电所内的T1、T2、T3、T4、T5、T6变压器的低压进线柜、

14、联络柜、馈线柜及高压 侧仪表进行远程实时监控。进出线回路均采用 ACR330EL限ACR220EL多功能电力仪表，其是针对电 力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它 能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、 频率、有功电度、无功电度等多种电参量。并且本仪表带有光电隔离开关量输入接点 和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的遥信、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 自动化等领域。遥信和遥测报警功能，主要完成对低压各出线回路的开关运行状态和负载进线具备历史查

15、询功能。见图（3）。监控，对开关变位和负载越限弹出报警界面指示具体的报警位置并声音报警，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。Acref百口 g皐汽Acrel-2000电力监控系统BW4EE11Q43事科宅甲II詩樹JI.4J5_6UbIII临FD压电1 FR H 日 I fill Mfl-lf.ABPFIlia-41Afc_2Afi_EFT说車也霞ZDI5ri ZflbRl DHU 闿 K_M： ZIJJMIAAJi ZPF功聿闿最细巧右 细&日罪1畀舟増心2LtJfeflAAJ6_2PFllia.IHAD 匹乍 1HTH中仗冲却呼Afi-T4111037ZDISi

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19、皿山盅提耳块图（3）实时遥信报警信息负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。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的切换；帮助用户进线趋势 分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便 的软件支持。见图（6 ）。lAAcmfi ，ffifEKIiKFMlPl理日屯流趋势曲线/1/1 I1i1n 333 11rr h丨丨丹LL a 1.1. n 4, 9QQLa 3Sb ess ：1 刃tl TFT II M也 4M-II . n!». UM- LL ISJ hzn ：ll 31C! ZZ2 1 1 n+E 3 LL

20、3?TG3 40J 世*：与KU fhnhl.ilTi£i.<U ra.mTlu* DD|超师 1205-12- 7DU39S11:難累粗塢| ffl-WW 1ttl韩平務1间隔reP«- <- -> 1 -» 1地抽JE示倍车'曲细吨打环1血 打可曲绍税户:诅工If图（6）趋势曲线图用电量报表功能，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的电能报表。该报表各 回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称，见图（4 ）。Acrel-2000电力监控系统2*1呂和辱? iii

21、aaLEA.2: MTeSEF & HI复费率用电量报表a4、±fl上上Ri«att (Hh*且且0.00B£t DO且。.谄4DiDO40.004£t DO4DiDOdf-am车D.0D¥D.W¥D.OO7 ariamD.0D着D.WdD.OO谕世（»讣B逊E Ml且itwlMjME41*1 iM且SKi&j6 00g4E®瞬JW4L：3附.<N4LLB3I2.QQ4监倜纯闻ID车樹 T&.D0干平LB?Li2.01辛阖瞬備i.jLi占旳：1虹證i腔删.cn菩H9O.01甘iT购庵備

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24、白-TJUPffl.P ! MT杭诞莱单州北里网悅强诅诵电力址用荒址3h典1加试疔翊WKISM1g io I血：冷11 中血T fl琥 啣楓ESH卞41Z. TO 丨中追TITEflT却.rHb" 15-®EnnEHOenoenoiri中血f诅Ll 中ilJ.-L. L.2.3JB 比詁LBllM-y-换' *-* 1JwI 中dEwi*2：:FH£F 湮-A- am寻' >：! 卜违I* SL.K id中击,中H咨事 7W-A- amM *>« Ql«II甘 <>Ia i Tfli 40"打卜

25、3U I 中tfVHItR."打卜FJmF低压回路实时监测，低压配电二次图见图（2）,功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流，功率，功率因数，电能，频率 等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态，主要包括: 开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号, 及时处理故障。口 Acrelft A 4 电 0 ikMBAUIi>： arti oEIkOL号殳压器-L | ffl.P !検选菲单 |拥览显网饋虚込那it力蛊a眸图（2 ）低压配电二次图系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构， 系统采用分层分布式结构，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常， 绿色表示通讯故障。 见图（5）。Acrel-2000电力监控系统COHTOOM：8COHLOC0HL1柚抗无或或珂龍柜 关1» 中iifeiF Utt. FOfi iSTLulAC-g.'T'lW# 关1*书知F甲佩番廉 关而丼汽 柚应无55李打帘柜Uii5F机功侶用