臨清人民醫院電力監控系統的設計與應用
安科瑞 陳玉茹
江蘇安科瑞電器製造有限公司
摘要：介紹日臨清人民醫院電力監控系統，採用智慧電力儀表採集配電現場的各種電參量。系統採用現場就地組網的方式，組網後通過現場匯流排通訊並遠傳至後臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現變電所配電迴路用電的實時監控。
關鍵詞：醫院;變電所;智慧電力儀表;Acrel-2000;電力監控系統
0 概述
本專案為臨清人民醫院電力監控系統。根據電能系統管理的要求，需要對臨清人民醫院的老年大學配電室和綜合樓配電室進行電能監測，以保證用電的安全、可靠。
安科瑞Acrel-2000電能管理系統平臺基於現場配電分佈情況進行設計。本方案結合配電幹線的分佈情況，在各回路配置適用於電引數測量、電能計量的智慧表計,可實現電參量資訊與電能資料的測量與統計、資料資訊遠傳集中與處理、實時資料庫儲存與展示，從而為本專案搭建起完整、合理的電能計量體系。
1 系統結構描述
本專案共233只多功能儀表，老年大學配電室110杭州嘉禾多功能儀表和5只嘉禾綜保，綜合樓配電室123只AMC72多功能儀表和4只AM4綜保，在綜合樓配電室和老年大學配電室分別放置採集箱，現場串列埠伺服器經網線或光線將資料傳輸至監控主機上。
本監控系統採用分層分散式結構，即站控層，通訊層與間隔層。
間隔裝置層主要為：多功能網路電力儀表、智慧電動機保護器開等。這些裝置分別對應相應的一次裝置安裝在電氣櫃內，這些裝置均採用RS485通訊介面，通過現場MODBUS匯流排組網通訊，實現資料現場採集。
網路通訊層主要為：工業串列埠伺服器，其主要功能為把分散在現場採集裝置集中採集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的資料互動。
站控管理層：設有高效能工業計算機、顯示器、UPS電源、印表機等裝置。監控系統安裝在計算機上，集中採集顯示現場裝置執行狀況，以人機互動的形式顯示給使用者。
以上現場裝置均採用RS485介面和MODBUS-RTU通訊協議，RS485採用遮蔽線傳輸，一般都採用二根連線，接線簡單方便；通訊介面是半雙工通訊即通訊的雙方都可以接收、傳送資料但是在同一時刻只能傳送或接收資料，資料傳輸速率≤10Mbps。
RS485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連線多達32個裝置，傳輸距離≤1.2km。
2 電力監控系統主要功能
2.1 資料採集與處理
資料採集是配電監控的基礎，資料採集主要由底層多功能網路儀表採集完成，實現遠端資料的本地實時顯示。需要完成採集的訊號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠端裝置執行狀態等資料。
資料處理主要是把按要求採集到的電參量實時準確的顯示給使用者，達到配電監控的自動化化和智慧化要求，同時把採集到的資料存入資料庫供使用者查詢。
2.2 人機互動
系統提供簡單、易用、良好的使用者使用介面。採用全中文介面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統裝置狀態及相應實時執行引數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態重新整理；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。
2.3 歷時事件
歷時事件檢視介面主要為使用者檢視曾經發生過的故障記錄、訊號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機互動，通過歷史事件檢視平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要檢視的歷史事件，為您把握整個系統的執行情況提供了良好的軟體支援。
2.4 資料庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時採集，並且建立資料庫，定期生成報表，以供使用者查詢列印。
2.5 使用者許可權管理
針對不同級別的使用者，設定不同的許可權組，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，可靠執行。可以通過使用者管理進行使用者登入、使用者登出、修改密碼、新增刪除等操作，方便使用者對賬號和許可權的修改。
2.6 執行負荷曲線
負荷趨勢曲線功能主要負責定時採集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成執行負荷趨勢曲線的，方便使用者及時瞭解裝置的執行負荷狀況。點選畫面相應按鈕或選單項可以完成相應功能的切換；可以檢視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，幫助使用者進線趨
勢分析和故障追憶，為分析整個系統的執行狀況提供了直觀而方便的軟體支援。
2.7 遠端報表查詢
報表管理程式的主要功能是根據使用者的需要設計報表樣式，把系統中處理的資料經過篩選、組合和統計生成使用者需要的報表資料。本程式還可以根據使用者的需要對報表檔案採用定時儲存、列印或者召喚儲存、列印模式。同時本程式還向使用者提供了對生成的報表檔案管理功能。
報表具有自由設定查詢時間實現日、月、年的電能統計，資料匯出和報表列印等功能。
3 案例分析
進線迴路採用PZ80L多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智慧大廈的電力監控需求而設計的網路電力儀表，它能測量所有常規電力引數，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。該系列網路電力儀表主要應用於變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理系統及智慧建築等領域。
重要配出迴路採用PZ72-AI3/C電流儀表，該儀表主要測量三相電流。
低壓配電二次圖見圖（1），功能有電量遙測主要監測執行裝置的電參量，
引數抄表功能，主要對低壓各出線迴路的電引數進線查詢。支援任意時刻電引數查詢，具備資料匯出和報表列印等功能。該報表查詢供變電所8臺變壓器出線各低壓回路的電引數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和資料庫關聯，方便使用者修改迴路名稱。見圖（2）。
用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支援任意時間段電度累計查詢，具備資料匯出和報表列印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和資料庫關聯，方便使用者修改迴路名稱。如下圖所示，顯示1#變壓器進線某段時間內的各配電迴路的用電量，使用者可以直接列印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（3）。
系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統採用分層分散式結構，同時監測間隔層裝置的通訊狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（4）。
負荷趨勢曲線介面中可直觀的查看回路的負荷執行情況。檢視實時和歷史趨勢曲線，點選畫面相應按鈕或選單項可以完成相應功能的切換；幫助使用者進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線列印功能。為分析整個系統的執行狀況提供了直觀而方便的軟體支援。
4 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專案、標誌性建築/大型公共設施等大面積多變電所使用者的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在濟南名泉廣場的應用，可以實現對地下室低壓配電迴路用電的實時監控與電能管理，不僅能顯示迴路用電狀況，還具有網路通訊功能，可以與串列埠伺服器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對採集資料的分析、處理，實時顯示變電所內各配電迴路的執行狀態，電流越限具有彈出報警對話方塊，並生成各種報表、分析曲線、圖形等，便於電能的遠端抄表以及分析、研究。該系統執行安全、可靠、穩定，為變電所使用者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。
參考文獻：
[1].任致程 週中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].週中等編著. 智慧電網使用者端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10
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