福清金輝城市廣場酒店項目電力監控系統的設計與應用

概述：福清金輝城市廣場酒店位于福州市福清市清昌大道與福人路交匯處，項目為占地面積17030平方米，總建筑面積74500平方米，大樓分地面23層，地下2層，并配套商業店鋪。

本項目低壓配電房設置在地下一層，地面設有高壓變配電室和SOHO變配電室。該項目總共有兩路30kV進線，五路10kV出線回路； 0.4kV配電室總共設置2處，T1、T2、T3、T4變壓器安裝地下一層低壓變配電室內，T5變壓器安裝在SOHO變配電室內。

此電力監控系統在結構設計和工程配置上充分考慮項目的實際情況,的實現相關功能,滿足電力系統線路運行的相關要求,體現系統的各項技術特點。最終實現分散控制、集中管理、綜合監控。本項目電力監控系統采用分層分布式結構包括站控管理層、網絡通訊層及現場設備層。10kV變電站值班室設置有電力監控系統主機、顯示器 、通訊管理機、 UPS電源、打印機等設備。系統為上級管理系統預留了通訊接口,可以進行相關數據信息的轉發和遠傳,從而實現資源信息的共享。

一、電力監控系統主要功能

1、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絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。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Epi、遠程設備運行狀態等數據。

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

2、人機交互

系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

3、歷時事件

歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

4、數據庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

5、用戶權限管理

針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

6、運行負荷曲線

負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

7、遠程報表查詢

報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

二、系統監控內容

微機綜合保護裝置和多功能電力儀表等。

安科瑞AM5微機綜合保護裝置監測內容應包含:遙信量(斷路器分合閘狀態、手車位置、彈簧儲能狀態等);遙測量(電壓、電流、功率、功率因素等);保護信號(過流、速斷、零序等)。

安科瑞AMC72L-E4及AMC96L-E3多功能電力儀表是一款經濟實用，集電參量采集、監測、控制于一體的智能電量采集監控裝置。電量測量：相電壓、線電壓、相電流；分相有功功率、總有功功率；分相無功功率、總無功功率；分相視在功率、總視在功率；分相功率因數、總功率因數；四象限電能。

三、電力監控系統網絡構成

本項目接入安科瑞多功能電力儀表AMC72L-E4/C,數量168只；AMC96L-E4/C，數量27只；AMC96L-E3/C，數量8只。ABB 雙電源切換裝置OTM1600E4C8D220C,數量3臺。帝森克羅德無功補償控制器KLD-SMRT16,數量5只。西門子綜合繼電保護器7SJ6865-7DW90-0KD0-LOV AC220V,數量8只。華高電氣直流屏,數量1只。江西華達變壓器溫控儀,數量5只。

各配電室內放置采集裝置，現場智能儀表經485總線連接至對應的采集裝置，現場串口服務器經網線或光纖將數據傳輸至監控主機上。

系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網絡層和現場控制層。系統使用高可靠性工業控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

監控層包括工程師站和遠動通信站，包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監控軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取通訊管理機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

圖1 網絡結構圖

四、項目應用介紹

項目采用AMC多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理系統及智能建筑等領域。

重要配出回路采用AMC系列多功能電力儀表，該儀表主要測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。

 

配電一次圖見圖3，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

圖2配電一次圖

參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢供4個變電所各高低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。界面可以很直觀的顯示故障抽屜柜，起到第一時間預警管理員的作用。

五、結束語

隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在石獅榮譽國際大酒店電力監控系統項目的應用，可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、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，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。