河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面所電力監(jiān)控系統(tǒng)項目的設(shè)計與應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：本文介紹河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面6kV變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，通過管理機(jī)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng); 

0概述 
       隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生產(chǎn)自動化程度的提高、勞動力的解放和生活質(zhì)量的改善，大量電能驅(qū)動設(shè)備投入到生產(chǎn)、生活中，人們對電力的依賴程度越來越高。供電的可靠性、連續(xù)性已經(jīng)成為整個社會關(guān)心的重要問題之一。由于供電系統(tǒng)具有產(chǎn)生和消費(fèi)同時發(fā)生的特殊性，對整個供電過程進(jìn)行的監(jiān)控，是保證供電可靠性和連續(xù)性的重要手段。
河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面6kV變電所，現(xiàn)場共有1個配電室。
     本次項目主要涉及城郊煤礦地面6kV變電所配電室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、微機(jī)保護(hù)、馬達(dá)保護(hù)、斷路器、直流屏等設(shè)備，監(jiān)控主機(jī)位于1層的值班室。
1需求分析
     為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電室中進(jìn)線及出線回路進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進(jìn)行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。
2  系統(tǒng)方案
     安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面6kV變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過光纖將數(shù)據(jù)上至配電室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。
1）站控管理層
     站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面6kV變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)工程中主要指置于一層配電室的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
    通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
      現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3  系統(tǒng)功能
      變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所：

                                                                                                  一次系統(tǒng)圖
       遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。       
事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

          報警功能實時查詢
        參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦地面6kV變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)配電室進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù)，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(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

                                                                                                電參數(shù)抄表
           用電量報表功能，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

                                                                                                 電能報表
        系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

                                                                                       通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4  結(jié)束語
          在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在城郊煤礦地面6kV變電所的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報警對話框、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(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為商業(yè)廣場項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)：
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)
[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計》，姚強(qiáng)，科技天地
作者簡介：
劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
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