北京某工业园配电室改造电力监控系统的设计及应用

摘要：介绍北京某工业园配电室改造电力监控系统，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，组网后通过无线路由器无线通讯传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现配电回路用电的实时监控和电能管理。

1 概述

北京某工业园占地1300亩，规划建设100万平方米。

本次项目针对北京某工业园配电室改造电力监控系统。根据配电系统管理及客户实际要求，需要对某工业园工业园区内的多个配电室所有配电回路进行电力监测及电能的管理，以保证用电的清晰、安全、可靠。

2 系统结构描述

本项目主要实现某工业园配电室进出线用电监控与电能管理；该系统监控区域有中四配电室86台多功能仪表、中一配电室67块多功能仪表、东一配电室87块多功能仪表、东三配电室48块多功能仪表、北一配电室70块多功能仪表、中试北配电室73块仪表、中试南配电室73块仪表多功能仪表、西四配电室79块多功能仪表及独栋配电室51块多功能仪表。各配电室有一台集中采集器，采集器通过集中采集现场仪表数据后再通过无线路由器通过4G把各分配电室的数据传输到值班室监控主机上，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，通讯层与设备层。

设备层主要为多功能网络仪表，仪表采用RS485通信方式实现现场的数据采集。

网络通讯层主要为：串口服务器，其主要功能是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。

3 电力监控系统主要功能

3.1数据采集与处理

数据采集主要由多功能仪表采集各配电回路的电参量及开关量等，串口服务器再通过总线把仪表内的数据传到后台监控主机上。需要完成采集的信号包括：三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参量及设备运行状态等开关量数据。

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。

3.2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，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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

3.6运行负荷曲线

负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

3.7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、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

4 案例分析

北京某工业园配电改造电力监控系统，监控范围为园区内各区低压配电室中的所有进出线回路。

低压配电系统模拟一次图见图（1），功能有电量遥测，主要监测运行设备的电参量，其中包括：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（1） 配电系统模拟一次系统图

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。见图（2）。

图（2）电参量报表

电能报表功能，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，详见图（3）。

图（3）电能报表

负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；帮助用户进线趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。见图（4）。

图（4）负荷趋势曲线

5  结束语

通过Acrel-2000电力监控系统在北京某工业园配电室改造项目上的应用可以让我们认识和了解电力监控系统主要由计算机监管层、通信网络层、系统管理层三部分组成。

电力监控系统中需要监测的电力仪表分别分布在若干个变电所内，比较分散，通讯管理机的作用就是将区域内电力仪表通过RS485总线网络完成本地采集和处理，通过网络与监控服务器联网。

监控服务器通过工业以太网接口收集数据，一个系统可以用于分布管理区域内的监控数据。

监控站采用通用工业监控计算机，操作系统采用windows操作系统，软件在计算机上24小时运行，它不单记录，而且还同时记录各种告警数据

各种数据和运行日志被记录于标准的数据库中，支持现有的各种办公软件直接生成相应的报表。

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