Acrel-3000在焦作煤业开元化工配电系统中的应用

分类：技术教程日期：2013-05-29 15:07:48 来源：江苏安科瑞电器制造有限公司

0 前言

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。

安科瑞开发的Acrel-3000型电能管理系统软件借助计算机、通讯装置、计量保护装置等设备，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。该电能管理系统为焦作煤业开元化工提供“监控一体化”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等。

1 项目概述
焦作煤业集团是河南煤化集团主要成员企业之一。至今已经具有112年的开采历史。矿区地处河南省西北部，横跨洛阳、济源、焦作、新乡四个地市，是我国六大无烟煤生产基地之一，也是全国最早运用现代技术开采的四大煤矿之一。焦作开元化工是河南煤化集团下的一个化工企业。

本项目针对现场3个低压配电室(A、B、C)内安装的100只左右电力仪表。监控室在A配电室内，B配电室距离A配电室200米左右，仪表为20只左右。另一个C配电室距离A配电室600米左右，仪表为40只左右。

上海安科瑞电气股份有限公司于2011年4月承接了焦作开元化工远程自动抄表系统项目的设计与实施。项目采用Acrel-3000型电能管理系统，实现对焦作开元化工的烧碱变、中控中化楼、公用变等三个配电房的若干个回路进行监控；监测范围为低压配电柜及高压配电柜。

2 客户需求

厂区配电中心提供一套电能管理系统，双机同步显示；将厂区各变压器的主进线柜、出线柜、各低压回路配多功能智能仪表，接至监控后台。系统能监控分时计量尖峰、峰、平、谷电量；实时测量相电压、线电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等数据，能打印月度用电报表，并有历史曲线的查询（时间不小于30天）。各参数及数据通过网络送至配电中心的电工值班室（后台监控中心）。

电能管理组态软应具有方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板，高性能实时、历史数据库，支持报警、事件网络数据断线存储、恢复功能；提供报表操作函数集、支持复杂脚本控制，其中包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，设计多套报表模板。

3 参照标准

GB2887-2000 《计算站场地技术要求》

GB/T13729-2002 《远动终端通用技术条件》

DL/T 814-2002 《配电自动化系统功能规范》

DL/T634-2002 《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》

DL/T721-2000 《配电网自动化系统远方终端》

DL/T770-2001 《微机变压器保护装置通用技术条件》

GB/T50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

GB-14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》

GBJ232-2002 《建筑电气工程施工质量验收规范》

GB/T15145-2001 《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/50198-2011 《监控系统工程技术规范》

GB/T17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》

4 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、网络通信层和现场设备层，如下图所示：

5 组网方案设计：

1、配电室A、B用双绞线直接连接到通讯服务器。配电室A、B共有仪表80只左右，采用一台4口通讯服务器。

2、配电室C距离较远，考虑干扰，采用光纤连接。采用一台4口通讯服务器。

3、仪表之间采用屏蔽线连接。

4、监控室根据客户要求采用双机（研华工控机）。

5、所需硬件：工业主机（2台）、显示器（2台）、Acrel-3000电能管理软件（2套）、UPS电源（2台）、打印机（2台）、操作台（1台）、通讯机柜（2套）、通讯服务器（2台）、屏蔽线（1千米）、光纤(800米)、光电转换（2个）、开关电源（2台）、交换机(1台)。

6 系统的主要功能

6.1数据采集与处理

数据采集是配电监控系统的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Ep、远程设备运行状态等数据。

数据处理主要是把按要求将采集到的电参量实时准确的显示给用户，满足配电监控系统的自动化、智能化要求，同时把采集到的数据存储至数据库并供用户查询。

6.2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，配电系统电气一次主接线图，显示设备状态及实时运行参数；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；报警记录显示等。

a、高压一次图界面：

界面显示母线电压、各个高压回路电流值。红色表示回路处于闭合状态。并可显示各高压回路的核心电参数，要观察高压回路的详细电参量，点击对应回路的详细电参量按钮即可查看该回路的详细电参量数据。

b、低压一次图界面：

模拟显示现场的实际配电情况，包括中控中化楼配电一次系统图、公用变配电一次系统图、烧碱变配电一次系统图。一次图中可显示各个回路的遥测值，如电压、电流、功率、电能等。

各回路详细参数如下图：

主进线、高压部分含有谐波和复费率计量功能。界面显示2-31次电压、电流谐波含量，报表、棒图直观、明了。

c、曲线界面：

界面内的功能按钮包括时间间隔的选择、刷新曲线、搜索曲线、曲线在显示界面里的左右移动以及电流曲线位置的调整。电流在趋势图中位置的调整分为5档（0.5倍、原始倍数、2倍、4倍、0.1倍），用户可以根据查询电流的大小，选择适当的量程。

d、报表界面：

报表部分包括电参量报表和电能报表。电量报表可以查询任意时刻回路电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素等全电量的值。电能报表支持手动输入时间查询任意时间段的用电量。

e、报警界面：

报警菜单栏下有4个功能按钮，分别为实时遥测量报警、历史遥测报警信息、实时遥信报警，历史遥信报警信息。具备实时报警信息和历史报警信息查询功能。报警界面内提示的内容包括报警时间、回路名称、报警内容、报警限值以及当值人员等。

最后是用户管理窗口，窗口内包括用户登录、注销、密码修改和添加删除功能按钮，也可以根据用户的级别设置不同的权限。

f、部门棒图界面：
部门日/月棒图：选择每个分部门回路，可查询以任意时刻为起始时间的30天电能棒图。

g、直流屏界面：

查询直流屏各电参量的值，如主入电压、备入电压、母线电压、母线电流、电池电压、电池电流等。

h、故障报警及事故追忆

在配电系统发生运行故障时，会发出声光报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间、地点，以被用户查询、追忆故障原因。

6.3 用户权限管理

可根据买方要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。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。

7 结束语

过去配电室内的电力仪表都是“各自为政”，各类通讯协议的系统无法实现数据共享。这不符合电气值班人员精简和系统集中监控的发展。焦作开元化工通过上位机电能管理软件，读取配电室各仪表的信息，实现监控主机对配电室内电力仪表的集中监控。可以了解到整个工厂的电力系统状况，这对电力系统事故状态下的调度指挥也很有益处。

8 总结
经过科学的设计、安装和调试，整套系统达到了预期的功能。通过监控系统实现对各种仪表的控制；实现对配电室的数据采集、监控和管理；同时具备报警处理等功能。友好的界面操作系统和简易的操作使系统更具有人性化。而且，本系统将硬件设备组装在自行设计的通用开关柜中，实现集中管理，同时也便于系统的维护与更换，提高产品的模块化、标准化、层次化，便于系统的扩展。采用电能管理系统，减少了电力设备状态监视对人力的依赖，降低人力成本，提高经济效益，为电力系统的生产运行和管理提供了科学、准确的依据。

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