安科瑞基于电力仪表的智能电力监控系统设计与选型方案

1基于电力仪表的智能电力监控系统设计与选型方案徐霜上海安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定2018011概述目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统软件借助了计算机、通信设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该电力监控系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrNetPower、“软”控制策略软件AcrStrategy、通信网关服务器AcrFieldComm、OPC产品、Web门户工具等，可以广泛地应用于企业信息化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统。2电力监控系统宜选电力监控仪表电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大型公共建筑的电力监控需求而设计的。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等，采用可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。电力监控仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。3电力监控表计的选型方案1．中压应用场合型号主要功能进线保护M5-FLCD显示、线路保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯电动机保护M5-MLCD显示、电动机保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯备自投保护M5-BLCD显示，备自投保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯电容器保护M5-CLCD显示，补偿电容器的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯变压器保护M5-TLCD显示、配变电保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯综合自动化保护M5-XLCD显示、变电站公用装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯2PT柜M4-ULCD显示、两段PT供电切换，PT柜的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、通讯固定柜、手车柜、3~35kV中置柜、环网柜等多种开关柜ASD200一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能ASD300一次电路模拟图、带电显示、温湿度显示及加热除湿控制、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应及语音功能、测所有电参量（含电能）2．低压适用场合型号主要功能高压重要回路或低压进线柜ACR330ELHLCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约低压联络柜、出线柜ACR220ELLCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议低压无功补偿柜ARC-12/J6-12路控制、过压保护、谐波保护、投切延时设定、12DI；RS485通讯接口、Modbus协议低压出线柜(马达回路)ARD系列测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相（不平衡）、堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯接口、Modbus协议低压出线柜(照明回路)AMC16-1E9/KAMC16-3E3/K9路单相（3路三相）I、U、P、Q、F测量；有功电能计量；18DI+1DO、RS485通讯接口、Modbus协议PZ48L-AI3LCD显示，三相电流测量，倍率任意设置3动力柜PZ96L-AI3/KCLCD显示、测量三相电流、4DI+2DORS485通讯接口、Modbus协议低压配电终端电流、电能采集，开关量采集及自动控制ARTU-K32遥信单元32路开关量采集、SOE事件记录、RS485通讯接口、Modbus协议ARTU-J16遥控单元16路继电器输出、SOE事件记录、RS485通讯接口、Modbus协议ARTU-P32遥脉单元32路脉冲量采集、RS485通讯接口、Modbus协议ARTU-M32遥测单元交、直流0-20mA、4-20mA，32路模拟量信号采集、RS485通讯接口、Modbus协议中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱式变电站内部空气温、湿度控制，防止电气爬电、闪络造成事故WHD系列温、湿度控制、加热器断线故障报警RS485通讯接口、Modbus协议水电厂、火电厂、大型变电站、母线、变压器绕组等温度的测量，防止因温升过高产生故障ARTM系列1~16路温度巡检，热电阻信号输入；RS485通讯接口、Modbus协议；2路继电器输出4电力监控系统4.1结构安科瑞Acrel-2000电力监控系统是基于10kV及以下变配电系统的监测与管理，该系统由管理层（站控层）、通信层（中间层）、间隔层（现场监控层）三部分组成，见图1。4图1电力监控拓扑图4.2功能4.2.1友好的人机交互界面（HMI）标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。4.2.2用户管理本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。4.2.3数据采集处理Acrel-2000型电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），5将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。4.2.4趋势曲线分析系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。4.2.5报表管理系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。4.2.6事件记录和故障报警系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。4.2.7五遥功能Acrel-2000型电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。遥调：用于有载变压器的调压升/降。遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。4.2.8性能指标序号内容指标序号内容指标1事件记录正确率≥99.9%8事故时遥信变位传送时间≤1s2遥信正确率100%9事故推画面时间＜2s3遥控正确率100%10遥信变位＜1s4遥调正确率100%11遥控过程完成＜3s5遥测正确率≥99.9%12模拟量测量综合误差＜0.5%66重要遥测更新周期＜2s13电网频率测量误差＜0.01Hz7一般遥测更新周期＜3s4.3软件画面4.3.1主接线图画面4.3.2电压、电流波形计数值显示界面，以及棒图、饼图的显示。74.3.3对某个用电单位的不同用电设备进行实时的报表查询和显示，并可以打印输出。4.3.4运行事件记录查询及打印输出5系统报价单位：元（RMB）名称型号单位面价备注监控主机IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166xDVD/KB+MS/D-Link530+外设台8500均可用户自备，以当时市场价格为准，该报价仅供参考显示器三星19寸液晶显示器台3000三星22寸液晶显示器台3800打印机HPLaserJet1020A4台2500EPSON-LQ1600KIIIHA3台40008UPS电源山特C1KS台5000山特C2KS台6500通讯线缆五类线米4.6屏蔽双绞线RVVP2×1.0米5.6光纤（多模）米6.6通讯机柜1200×600×600面30002200×600×600面5000光电转换HTB-1000只750远距离传输终端盒只60尾纤面50耦合器面50熔接点个50通讯转换扩展卡ACRNET-PCI/4块3000扩展卡串口服务器ACRNET-PORT(2口)只3000串口服务器串口服务器ACRNET-PORT(4口)只5500通讯前置机ACRNET-UC02(2口)只4000通讯前置机通讯前置机ACRNET-UC04(4口)只6000通讯前置机ACRNET-UC08(8口)只11500通讯管理机ACRHMI台30000人机界面组网设备网络交换机EDS-208台3000局域组网网络交换机EDS-408台8500监控软件Acrel监控组态软件V6.0系统组态软件图形组态软件电能管理软件数据库软件套3万设备数量1～104万设备数量11～206万设备数量21～408万设备数量41～8010万元以上设备数量80以上双机版套单机价格×1.5数据转发每+1用户套3000Web发布每+1用户（总用户数≤5）套5000中压仪表M5-F台1.8万M5-M台1.8万M5-B台1.8万M5-C台1.8万M5-T台1.8万M5-X台1.8万M4-U台1.5万ASD200台2900ASD300台4500低压仪表ACR330ELH台4860ACR220EL台3880ARC-12/J台1420ARD系列台根据不同的额定电流9AMC16-1E9/K台3550AMC16-3E3/K台3550PZ48L-AI3台1060PZ96L-AI3/KC台1460ARTU-K32台3200ARTU-J16台3200ARTU-P32台3200ARTU-M32台3800WHD96-22台660ARTM-8/JC台1620注：中、低压电力监控仪表可按上述报价的70%优惠供应。6结束语在电力监控系统中配置电力监控仪表，具有实施简明，投资少等显著优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。系统在胜利油田、沈阳故宫、天津土地交易所等项目中运行，取