ACREL-3000在晉城污水處理廠(chǎng)配電系統中的應用

摘要：本文介紹山西晉城污水處理廠(chǎng)高低壓配電電能管理系統，采用智能電力儀表和微機保護采集配電現場(chǎng)各回路的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行現場(chǎng)采集設備的組網(wǎng)，組網(wǎng)后聯(lián)至通訊層設備將采集上來(lái)的數據遠傳至系統監控后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現污水處理廠(chǎng)電力能耗數據化管理、現場(chǎng)設備的遠程控制等功能，為污水處理廠(chǎng)設備監控，電能管理和節能降耗提供數據依據。

關(guān)鍵詞：污水處理廠(chǎng)  智能電力儀表  電能管理  遠程控制

前言

目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著(zhù)舉足輕重的作用,全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶(hù)的急劇增加，對供配電系統的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

安科瑞的Acrel-3000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監控系統可以為武漢重型機床集團提供“監控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數據庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

系統概述

晉城污水處理廠(chǎng)是山西晉城市市 為減少污染，美化環(huán)境而建立的。

上海安科瑞電氣股份有限公司承接晉城污水處理廠(chǎng)遠程自動(dòng)抄表系統項目的設計與實(shí)施。采用Acrel-3000型電力監控系統， 本監控系統的監控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室微機保護為9臺，低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表共126臺。

客戶(hù)需求

高壓微機保護部分：對IA、IB、IC、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、f、fs、PF的測量和保護電流Ia、Ib、Ic的監視，以及對正向kWh、反向kWh、正向kVarh、反向kVarh的計量。其中電壓、電流和功率因數的測量精度達到了0.2級，功率、電度的精度達到了0.5級，測頻偏差zui大±0.01Hz。具有用于事故分析診斷的信息SOE記錄功能。

系統具有較強的人機接口、全漢化的友好界面，系統畫(huà)面、打印格式組態(tài)方便，用戶(hù)可自行生成新的界面或打印畫(huà)面。

全部功能通過(guò)綜合一體化系統來(lái)完成，各間隔層設備（微機保護裝置和電力參數采集儀）、通訊層和監控層設備間相互獨立，各間隔層設備的功能和可靠性不依賴(lài)于通訊或監控層設備。

高壓系統的所有信息都保存在微機綜合保護裝置中，便于故障錄波和事故追溯。

本系統通訊層實(shí)現通訊數據的傳輸、網(wǎng)絡(luò )和通訊規約的轉換，各種運行參數的本地保存，且掉電不丟失。當系統監控層工作站故障時(shí)，可存儲兩個(gè)周的監控參數，當工作站恢復時(shí)，能夠將數據批量上傳。

系統采用模塊化、分布式結構，所有間隔層設備都分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上，簡(jiǎn)化二次系統結構。

參照標準

GB2887-2000  《計算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002  《遠動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL/T 814-2002  《配電自動(dòng)化系統功能規范》

DL/T634-2002         《遠動(dòng)設備和系統傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準》

DL/T721-2000         《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統遠方終端》

DL/T770-2001         《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008     《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》

GB-14285-2006  《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》

GBJ232-2002          《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范》

GB/T15145-2001  《微機線(xiàn)路保護裝置通用技術(shù)條件》

GB/50198-2011  《監控系統工程技術(shù)規范》

GB/T17626.5  《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》

軟件設計

按照晉城污水處理廠(chǎng)的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢(xún)與打??；歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權限管理、高壓遙控等主要功能。

整個(gè)系統采用網(wǎng)絡(luò )分布式結構，監控主機位于監控室內，系統采用開(kāi)放的通訊協(xié)議，現場(chǎng)的微機保護和低壓智能電測儀表通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)連接到監控主機的通訊擴展卡，然后將現場(chǎng)采集到的數據上傳至主機。

系統的結構

本系統采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設備為：電力儀表、開(kāi)關(guān)量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據采集。

中間層主要為：串口擴展卡，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU開(kāi)放式通訊協(xié)議。

系統的主要功能

 一、數據采集與處理

數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò )儀表采集完成，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據。

數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

二、人機交互

系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示設備狀態(tài)及實(shí)時(shí)運行參數；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；報警記錄顯示等。

1、高壓一次圖：

高壓一次圖為系統主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測高壓回路的運行狀態(tài)，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。

2、高壓光子牌

顯示微機保護裝置上電、裝置掉電、裝置復位、信號復歸、遙控操作、就地操作、修改保護定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信號，信號跳變時(shí)伴隨聲光報警。

3、低壓一次圖

實(shí)時(shí)顯示低壓進(jìn)線(xiàn)回路，電容補償、出線(xiàn)回路的合分閘情況，實(shí)時(shí)刷新負載、電流、電壓、功率等的實(shí)時(shí)值。

4、電能報表

此電能報表支持手動(dòng)輸入時(shí)間查詢(xún)任何時(shí)段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線(xiàn)回路安排在同一個(gè)電能報表內，便于管理人員的統計管理。系類(lèi)報表可設計成用戶(hù)慣用的電能報表格式，以延續工作人員的工作風(fēng)格。

三、故障報警及事故追憶

在配電系統發(fā)生運行故障時(shí)，會(huì )及時(shí)發(fā)出聲光報警提示用戶(hù)及時(shí)響應故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、回路名稱(chēng)、值班人員等信息，以便用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。

五、用戶(hù)權限管理

可根據買(mǎi)方要求添加和刪除軟件的用戶(hù)數量和設置用戶(hù)的權限。針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行。

總結

本系統在軟件功能和界面友好成都等方面都達到了客戶(hù)的要求，順利通過(guò)了項目的驗收。通過(guò)監控系統實(shí)現了控制各種儀表；實(shí)現對配電室數據采集、監控和管理；同時(shí)具備報警處理等功能。友好的界面操作系統和簡(jiǎn)易的操作，使系統更具有人性化。而且，本系統采用組態(tài)軟件，減少了電力設備狀態(tài)監視對人力依賴(lài)，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟效益。為電力系統的生產(chǎn)運行和管理提供了科學(xué)、準確的依據。

參考文獻

任致程、周中編著(zhù)  電力電測數字儀表原理與應用指南 中國電力出版社 2007.4

朱立泉 變配電系統的智能管理系統分析  智能建筑電氣技術(shù)  2007年第1卷第4期

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