Acrel-3000電能管理系統在包頭蘇寧廣場(chǎng)項目的應用

摘要：介紹包頭蘇寧廣場(chǎng)項目，采用智能電力儀表、采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。
 
關(guān)鍵詞：包頭蘇寧廣場(chǎng);大型公建;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統

 0 概述 
  包頭蘇寧廣場(chǎng)項目位于包頭核心位置鋼鐵大街中心，總建筑面積18萬(wàn)平方米，建筑高度110米，地上27層，地下2層，匯集蘇寧云店、時(shí)尚餐飲、公寓、購物中心等。
本項目在地下一層有兩間0.4KV變配電室，其中T1、T2變壓器安裝在1#商業(yè)低壓變配電室內，T3、T4、T5、T6、T7、T8變壓器安裝在2#商業(yè)低壓變配電室內。1#商業(yè)低壓變配電室進(jìn)線(xiàn)柜、電容柜、母聯(lián)柜及重要出線(xiàn)回路合計11塊PZ80-E4/C多功能儀表，其他出線(xiàn)回路合計59塊PZ72-E4/C多功能儀表；2#商業(yè)低壓變配電室進(jìn)線(xiàn)柜、電容柜、母聯(lián)柜及重要出線(xiàn)回路合計34塊PZ80-E4/C多功能儀表，其他出線(xiàn)回路合計174塊PZ72-E4/C多功能儀表。
1 需求分析
  為保證包頭蘇寧廣場(chǎng)用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對項目現場(chǎng)的兩間商業(yè)低壓配電室中進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)回路進(jìn)行電壓、電流、功率等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶(hù)找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據。
本技術(shù)條件適用于包頭蘇寧廣場(chǎng)1#、2#商業(yè)低壓配電室電能管理。供方產(chǎn)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(chǎn)品應至少滿(mǎn)足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應滿(mǎn)足對配電室數據監控的要求。
數據采集
  自動(dòng)采集現場(chǎng)所有電量?jì)x表的模擬量數據，自動(dòng)采集現場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數據。
  支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。
  支持數據傳輸正確性檢驗，異常數據自動(dòng)處理。
  支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。
  數據實(shí)時(shí)顯示采用配電柜一次圖直觀(guān)顯示模式，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。

數據分析與處理
  數據的綜合統計、分析需要實(shí)現以下功能：
  各設備用電數據小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內的統計、計算。
  統計各出線(xiàn)回路及整體的用電量（有功、無(wú)功）。
數據查詢(xún)與展示
  要求能方便實(shí)現客戶(hù)端查詢(xún)和各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)和對比分析，各類(lèi)統計分析的數據可靈活采用報表等多種圖表方式直觀(guān)的展示功能。
  數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層用能展示。
權限管理
  要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。
  系統要求具備合理完善的用戶(hù)安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。
故障報警
  故障判斷與報警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括微機保護開(kāi)關(guān)量變位，電壓、電流超限，現場(chǎng)綜?；蛘邇x表與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握配電室實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案
  安科瑞Acrel-3000電能管理系統根據包頭蘇寧廣場(chǎng)現場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò )結構采用在兩間商業(yè)低壓配電室內各設置一臺內置串口服務(wù)器的數據采集箱，每間商業(yè)低壓配電室內的低壓進(jìn)出線(xiàn)儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)直接接至對應的串口服務(wù)器然后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接至就近的弱電井交換機上，通過(guò)包頭蘇寧廣場(chǎng)的內部網(wǎng)絡(luò )將各儀表數據傳輸至一層消防控制室內的監控主機，保障了電能管理監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。
1#商業(yè)低壓配電室內共有11只PZ80-E4/C多功能儀表,59只PZ72-E4/C多功能儀表，儀表分為四條RS485總線(xiàn)接至1#商業(yè)低壓配電室數據采集箱內串口服務(wù)器上；2#商業(yè)低壓配電室內共有34只PZ80-E4/C多功能儀表,174只PZ72-E4/C多功能儀表，儀表分為十二條RS485總線(xiàn)接至2#商業(yè)低壓配電室數據采集箱內串口服務(wù)器上。
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。在包頭蘇寧廣場(chǎng)工程中主要指置于一層消防控制室內的監控主機。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層
   通訊層主要是由1#商業(yè)低壓配電室內的Nport5610-8一臺、串口轉換隔離器I-7520R七只，2#商業(yè)低壓配電室內的Nport5610-16一臺、串口轉換隔離器I-7520R十六只以及以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現站控管理層于現場(chǎng)設備之間的數據交互，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(wú)人值守的目的。
3）現場(chǎng)設備層
  現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由低壓智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入對應商業(yè)低壓配電室內的串口服務(wù)器上。
系統結構圖

智能儀表現場(chǎng)連接示意
  現場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接至對應配電室數據采集箱內的串口服務(wù)器上，每根總線(xiàn)連接智能儀表數量在20只左右，再經(jīng)過(guò)包頭蘇寧廣場(chǎng)的內網(wǎng)將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

3  系統功能

  變電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)的運行參數和狀態(tài)，可以看到低壓柜的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所：

通訊結構示意圖

  負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。

趨勢曲線(xiàn)圖

  用戶(hù)權限管理，對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。下圖為權限配置界面。

用戶(hù)權限管理

4  結束語(yǔ)

  在當今配電設施的應用中，大型公共建筑項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在包頭蘇寧廣場(chǎng)的應用，可以實(shí)現對配電室供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，系統對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話(huà)框、聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、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，為本項目解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據。