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師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰 214405

摘要：本文針對(duì)陜西中煙智能配電系統(tǒng)，利用Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和電力監(jiān)控儀表，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無(wú)人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)操作的煩瑣，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng)；電力監(jiān)控儀表；SCADA

0 引言

    SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應(yīng)用為廣泛，技術(shù)發(fā)展也為成熟。它在電力系統(tǒng)中占重要地位,可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能,即我們所知的”四遙”功能。RTU(遠(yuǎn)程終端單元),FTU(饋線(xiàn)終端單元)是它的重要組成部分。

    介紹了SCADA在現(xiàn)今的變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)中的重要作用，本文以安科瑞公司的Acrel-2000型電力監(jiān)控軟件在陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠(chǎng)配電管理中的典型應(yīng)用為例做一介紹。

1 項(xiàng)目介紹

    陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠(chǎng)原名澄城卷煙廠(chǎng)。于1976年6月建廠(chǎng)。2003年3月底，在全國(guó)煙草行業(yè)實(shí)施組織結(jié)構(gòu)調(diào)整的新形勢(shì)下，與徐州卷煙廠(chǎng)重組，成為徐州卷煙廠(chǎng)澄城分廠(chǎng)。澄城卷煙廠(chǎng)在其自身發(fā)展的同時(shí)，堅(jiān)持"利益至上，消費(fèi)者利益至上"的宗旨，為和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出過(guò)突出的貢獻(xiàn)，成為渭南市、澄城縣財(cái)政的重要支柱和骨干稅源。2007年12月12日，根據(jù)《煙草專(zhuān)賣(mài)局、中國(guó)煙草總公司關(guān)于調(diào)整澄城分廠(chǎng)管理體制的批復(fù)》，澄城分廠(chǎng)由江蘇中煙工業(yè)公司整體劃歸陜西中煙工業(yè)公司，成為陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠(chǎng)。

    陜西中煙電力系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)分為兩個(gè)低壓配電室：東配電室和西配電室。其中監(jiān)控室位于東配電室內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)儀表為上海安科瑞ACR系列智能電力儀表，儀表通過(guò)MODBUS協(xié)議RS485總線(xiàn)連接到串口服務(wù)器上，再與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

2 用戶(hù)需求

    上海安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)集成部對(duì)陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠(chǎng)要解決的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，弄清楚項(xiàng)目發(fā)起人及項(xiàng)目其他干系人的要求¸待開(kāi)發(fā)的信息系統(tǒng)要解決客戶(hù)和用戶(hù)的業(yè)務(wù)問(wèn)題以及問(wèn)題的來(lái)龍去脈后，經(jīng)雙方溝知電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)各配電室各饋線(xiàn)回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，配電室整體一次圖形式直觀(guān)動(dòng)態(tài)顯示；完成對(duì)各配電回路的電壓、電流或功率實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)的繪制，便于分析該回路配電運(yùn)行工況，調(diào)配三相配電平衡和削峰填谷；完成對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶(hù)管理需求的用電報(bào)表，所有報(bào)表或圖表支持查詢(xún)打印功能。

3 設(shè)計(jì)方案

    根據(jù)可靠性和率配電管理的要求，以及實(shí)用性，性，實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，上海安科瑞電氣股份有限公司對(duì)中化平原化工有限公司的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設(shè)計(jì)方案。

3.1 參考標(biāo)準(zhǔn)

    系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

        ISO/IEC11801     《綜合布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)》

        JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

        GB/J63-90        《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

        GB/T13730         《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

3.2 組網(wǎng)方案

    為滿(mǎn)足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場(chǎng)安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器后接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，進(jìn)而傳輸至后臺(tái)主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢(xún)。

3.3 儀表和軟件以及組網(wǎng)設(shè)備選型

    電力監(jiān)控儀表選型

    ACREL電力監(jiān)控儀表是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的。它能進(jìn)行全電量測(cè)量，如三相電流、電壓，有功、無(wú)功功率，電度、諧波等。由于該電力儀表還具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，所以我們也稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)電力儀表。它非常適合于智能變配電系統(tǒng)。

    該表具有很高的性能價(jià)格比，可以直接取代常規(guī)電力變送器及測(cè)量?jī)x表。作為一種的智能化、數(shù)字化的前端采集元件，該系列網(wǎng)絡(luò)儀表已廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中以及能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

    電能管理軟件選型

    安科瑞Acrel-2000型電力監(jiān)控軟件是上海安科瑞電氣股份有限公司總結(jié)多年的開(kāi)發(fā)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和電力用戶(hù)需求而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高產(chǎn)品。靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，降低了組態(tài)開(kāi)發(fā)的工作量；高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，快速訪(fǎng)問(wèn)接口在數(shù)據(jù)庫(kù)4萬(wàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)負(fù)荷時(shí)；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線(xiàn)存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過(guò)腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏；強(qiáng)大的ACTIVEX控件對(duì)象容器，增加了通過(guò)腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過(guò)腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；全新的、靈活的報(bào)表設(shè)計(jì)工具；提供豐富的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制。

    組網(wǎng)設(shè)備選型

    對(duì)陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠(chǎng)提出的需求和我們確定的組網(wǎng)方案，站控管理層設(shè)備層采購(gòu)華北工控的工業(yè)主機(jī)，聯(lián)想的顯示器，SANTAK的UPS以及HP的打印機(jī)；網(wǎng)絡(luò)通訊層使用MOXA的NPORT5430I串口服務(wù)器，華為3C16470網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采上海安科瑞公司PZ80系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表，總線(xiàn)鋪設(shè)屏蔽雙絞線(xiàn)，以滿(mǎn)足系統(tǒng)組網(wǎng)的要求，

4 系統(tǒng)功能

    上位機(jī)軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

    4.1 一次圖顯示：Acrel-2000軟件通過(guò)中間采集設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)電力監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)一次圖顯示出來(lái)。如下圖所示，各個(gè)回路三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電能等電參量實(shí)時(shí)刷新顯示，能直觀(guān)反映該系統(tǒng)各進(jìn)出線(xiàn)回路運(yùn)行狀況。

    4.2  遠(yuǎn)程抄表查詢(xún)：各個(gè)配電室各個(gè)回路按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。選擇回路后，可選擇時(shí)間間隔、時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)該回路進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)和電能等常用數(shù)據(jù)。查詢(xún)結(jié)果可導(dǎo)出成EXCEL表格進(jìn)行保存，也可打印保存。

    4.3 趨勢(shì)曲線(xiàn)：各重要回路電流、功率實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示及歷史趨勢(shì)查詢(xún)功能。選擇回路后，該回路實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)會(huì)不斷刷新，選擇“起始時(shí)間”可查看該回路歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)，選擇“時(shí)間長(zhǎng)度”可查看歷史日、月、年趨勢(shì)曲線(xiàn)，能更加直觀(guān)反映該回路運(yùn)行情況。

5 項(xiàng)目實(shí)施后的效果分析

    實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費(fèi)用：可以實(shí)現(xiàn)各種電參量數(shù)據(jù)的集中采集記錄,集中數(shù)據(jù)分析,減少分支變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。

    兼容性和可擴(kuò)展性分析：安科瑞2000電力監(jiān)控系統(tǒng)充分考慮了與BA系統(tǒng)之間的互連互通，避免成為信息孤島，只要稍做調(diào)整即可與正在實(shí)施或即將實(shí)施的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接，可以充分保護(hù)企業(yè)的投資。

    保持?jǐn)?shù)據(jù)的原始性，防止被修改：原始的由現(xiàn)場(chǎng)電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數(shù)據(jù)抄送過(guò)程中被修改而使領(lǐng)導(dǎo)讀臟數(shù)據(jù)的幾率，安科瑞2000電力監(jiān)控系統(tǒng)保持了數(shù)據(jù)的原始性，便于領(lǐng)導(dǎo)層了解真實(shí)的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

     Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)把各個(gè)站點(diǎn)綜合起來(lái)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對(duì)各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提率。同時(shí)，根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社