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江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心二期电能管理系统的设计与应用

日期:2019-09-01 13:01
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摘要: 沈烨 安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 摘要:介绍江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心二期电能管理系统,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Acrel-3000型电能管理系统实现配电回路用电的实时监控和电能管理。 关键词:办公楼;变电所;智能电力仪表;Acrel-3000型;电能管理系统 0 概述 江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心项目位于南京市建邺区康文路以南、云龙路以西、嘉陵江东街以...
沈烨
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要:介绍江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心二期电能管理系统,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Acrel-3000型电能管理系统实现配电回路用电的实时监控和电能管理。
关键词:办公楼;变电所;智能电力仪表;Acrel-3000型;电能管理系统

0  概述 
江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心项目位于南京市建邺区康文路以南、云龙路以西、嘉陵江东街以北、泰山路以东。总用地面积约24814㎡。
本项目为江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心二期电能管理系统。根据配电系统管理的要求,需要对大楼内的强电井的低压箱进行电能管理,以保证用电的安全、可靠和高效。
Acrel-3000型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新发展,对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,将分散的楼层电表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  系统结构描述
本监控系统主要实现大楼楼层配电箱电表进行用电监控与电能管理;监控范围为低压出线柜进行远程实时监控和电能管理。该系统总计3栋独立的大楼,共有DDSD1352-C   57 只;PZ72L-E4/KC  185只;ADF300-I-9D(3S)   18只;ADF300-I-12D(4S)  11只;ADF300-II-18D(6S)  12只,分24条总线,直接拉至值班室的串口服务器,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:
图(1)网络拓扑图

间隔设备层主要为:多功能网络电力仪表。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MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。
网络通讯层主要为:串口服务器,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、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中采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-RTU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*高传输速率为10Mbps。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30个设备,*大传输距离为0.5km。

2  电能管理系统主要功能
2.1  数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
2.2  人机交互
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。
2.3  历史事件
历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互,通过历史事件查看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件,为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。
2.4  数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。
2.5  用户权限管理
针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作,方便用户对账号和权限的修改。
2.6  远程报表查询
报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计,数据导出和报表打印等功能。
 
3  案例分析
江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心二期电能管理系统包含楼层配电箱电表,对电表的各种电参量进行远程实时监控和电能管理。
电表采用PZ72L,ADF300多功能仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦、办公大楼的电力监控需求而设计的网络电力仪表,它能测量常规电力参数,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。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。
低压配电一次图见图(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,提醒用户及时处理故障。 
图(2)低压配电一次图

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。 电流越限值在相应权限下可自由设置。具备历史查询功能。见图(3)。
图(3) 电流曲线

参数抄表功能,主要对低压各出线回路的电参数进线查询。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。该报表查询供变电所2台变压器出线各低压回路的电参数,主要包括:三相电压、电流、功率因数、有功功率和有功电度。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。
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。为值班人员提供了准确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。如下图所示,显示健身中心某段时间内的各配电回路的准确用电量,用户可以直接打印报表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图(4)。
图(4) 电能报表

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。见图(5)。
图(5)系统通讯结构示意图

4  结束语
随着社会的发展及电力的广泛应用,电能管理系统已成为国内各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择,本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在江苏康缘集团总部暨**中药研究与GLP安全评价中心的应用,可以实现对楼层配电箱用电的实时监控与电能管理,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、计算机等组成电能管理系统。系统实现对采集数据的分析、处理,实时显示变电所内各配电回路的运行状态,对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示,并生成各种电能报表、分析曲线、图形等,便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定,为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据,取得了较好的社会效益。[2]
 
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. 4
[2].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:
沈烨, 安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电网供配电
Email:2885118973@qq.com 手机:18702109267  QQ:2885118973
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