哈医大一院电力监控系统

0　 概述
　　当前，国内很多建筑配电仍普遍采用箱式变电站配以低压电缆分接箱实现分散供电，给整个系统的运行管理带来了很多的不便，计算机技术和网络通信技术日趋成熟，配电系统测量、控制等功能的智能化、网络化已是发展的必然趋势，配电系统运行中的各种问题可以通过微机全面解决。
　　智能化配电系统由开关配以具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接，实现对分散分布的低压电缆分接箱内开关设备运行的自动化管理。系统可实现数据的实时采集、数字通信与程序控制及设备维护信息管理等功能。
　　本文以哈医大一院电力监控系统为例子，简单介绍以下变电站的智能化管理。

1　 系统分析
　　哈尔滨医科大学附属第一医院始建于1949年，是集医疗、教学、科研为一体的大型综合性三级甲等医院。作为黑龙江全省最大的医疗中心，医疗专科设置齐全，技术力量雄厚。医院设有门诊部、住院处、急诊急救中心、远程会诊中心等业务机构，共有87个临床科室，24个医技科室，拥有开放床位3,524张。2009年门、急诊量达164万人次，出院人数11.8万人次，手术量近5.8万例次。医院同时承担着副省级以上领导及重要外宾的保健、诊疗任务。
　　哈医大一院电力监控系统项目是2010年7月份开始的项目，旨在通过该系统实现哈医大一院的故障报警检测，实现远程精细化及时性，避免因停电造成医疗事故。
　　项目启动前买方需提供配电系统一次系统图、平面图、二次系统图等，以供卖方设计参考。卖方按照买方的实际需求和智能元器件的功能，完成系统的设计，主要功能为：一次主接线图界面显示；电参量遥测；事件记录，系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷等主要功能，实际细化功能卖方可以根据买方的使用习惯和需求做可行性修改。
　　整个系统采用网络分布式结构，监控主机位于报告厅和外科楼的地下一层的动力中心中。该项目实现了哈医大一院2个楼内远程精细化及时性报警。设计方案为2个楼内的2个配电室，仪表数据通过485接口，MODBUS通讯协议经数据采集器输送到值班室主机。

2　 系统的结构
　　本系统采用分层分布式计算机网络结构即站控管理层、网络通讯层和现场设备层。
　　现场设备为：PZ系列多功能网络电力仪表和ARTU四遥单元。这些装置分别对应安装在电气柜内，经RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。
　　网络通讯层设备为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控管理层，完成现场层和站控层之间的数据交互。
　　站控管理层设备为：高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。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。
　　以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线双绞线传输，接线简单方便；通讯接口是半双工通信，数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。

3　 Acrel-3000电力监控组态软件解决方案
　　Acrel-3000电力监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，比如在分布式网络应用中，所有应用（例如趋势曲线、报警等）对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同，通过“组态”的方式可以缩短自动化工程师的系统集成的时间，提高集成效率。
　　该系统实施后，实现了各类用电设备的一次系统图显示，进线回路电能报表、以及进线回路的负荷用电趋势、所有回路的分合闸断电报警、图表分别见图1、2、3、4。

图1　系统一次图

　　系统一次图：直观地显示低压系统各回路的状况，在断电或分合闸时一次图上绿色刀闸会自动变为红色而且会有提示框弹出并伴随声音报警。

图2　实时电参量

　　实时电参量：低压各回路三相电流、电压、功率、频率、电能数据等查询、打印及导出。

图3　报警查询

　　分合闸报警信息：各重要回路分合闸遥信报警，实时报警及历史报警查询。

图4　弹出式提示框

　　弹出式提示框：弹出式提示框可显示回路名称，故障报警原因。

　　系统特点：通讯线接点少，画面显示直观，数据刷新快，及时反应现场设备的运行状况，同时系统操作简单，方便用户使用，各种功能可根据用户的需求灵活变化，系统的设计快捷方便，修改软件也不繁琐。

4　 结束语
　　在电力监控系统中配置网络电力仪表，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。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析建筑总体能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。

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