Acrel-2000在中國石油大廈（武漢）配電系統中的應用

安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正

摘要：中國石油大廈(武漢)電力監控系統運用屏蔽雙絞線直接連接的方式：把儀表、組態軟件與網絡設備連接起來。該系統將硬件電路組裝在通訊機柜中，通過ACREL-2000組態開發設計監控軟件，顯示系統的配置及各種電氣參數，實現對高、低壓配電室數據采集、監控、遙控和管理。整個系統集成度、可靠性、實時性高，能滿足中國石油大廈(武漢)電力監控系統智能化的要求。
關鍵詞：電力儀表   組態軟件   網絡設備   中國石油    電力監控

前言

??目前，供配電產業的發展及可靠性對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用,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急劇增加，對供配電系統的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

??安科瑞的Acrel-2000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監控系統可以為武漢重型機床集團提供“監控一體化"的整體解決方案，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業自動化組態軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

系統概述
     武漢中國石油大廈建筑面積近6.8萬平方米，共30層.其中, 五星級酒店21層,寫字樓部分9層.大廈外觀簡潔大方、氣勢恢宏，在周邊建筑群中個性鮮明。大廈酒店擁有近300間套溫馨的客房，包括精心設計的行政樓層客房和總統套房；共有1100個餐位，包括粵式中餐廳、典型歐式西餐廳、特色餐廳和大型宴會廳；配套有標準的游泳池以及各種康體設施；武漢中國石油大廈將按照標準酒店管理和經營。

安科瑞電氣股份有限公司承接中國石油大廈(武漢)遠程自動抄表系統項目的設計與實施。采用ACREL-2000型電力監控系統， 本監控系統的監控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室為銳致微機保護7臺，低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表PZ80E4共146臺。

用戶需求

中國石油大廈（武漢）電力監控系統所要實現的功能是：遠程監視大廈高低壓配電系統的所有電參量；實時界面顯示高低壓各回路的重要電參數，高靈敏度和可靠度的實時數據刷新率；能看到實時的數據和查詢各高壓回路和低壓進線以及低壓重要出線回路的電流曲線圖（或者負荷曲線圖）；所有回路具有電參數查詢報表，能查詢到秒級的電參量歷史值；電能報表，根據管理的需要可適當修改報表格式，能查詢任意時刻的電能值。

主要設計參考標準

DL/T721-2006          《配電網自動化系統遠方終端》

GB/50198-94           《監控系統工程技術規范》

GB50254～59－96   《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

GB/J63-90               《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

ISARP55.1              《數字處理計算機硬件測試》

DL/T630                  《交流采樣遠動終端通用技術條件》

DL/T 814-2002         《配電自動化系統功能規范》

ISO/IEC11801          《國際綜合布線標準》

GBJ232-2006           《電測量儀表裝置設計技術規程》

DL5002-2010            地區電網電力調度自動化設計技術規范

DL451-2003             循環式遠動規約

設計思路

按照中國石油大廈(武漢)的實際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；歷史曲線，用戶權限管理、高壓遙控、低壓主進線遙控等主要功能。

整個系統采用網絡分布式結構，監控主機位于監控室內，系統采用開放的通訊協議，通過現場總線連接到通訊服務器。

系統的結構

本系統采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設備為：電力儀表、開關量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

中間層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

站控層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸。

系統的主要功能

一、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Ep、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。

二、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，配電系統電氣一次主接線圖，顯示設備狀態及實時運行參數；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；報警記錄顯示等。

1、高壓一次圖：

高壓一次圖為系統主監控畫面，主要實時監測高壓回路的運行狀態，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。

2、低壓一次圖：

實時顯示低壓進線回路，電容補償、出線回路的合分閘情況，實時刷新負載、電流、電壓、功率等的實時值。

3、實時、歷史曲線圖：

界面內的的功能按鈕包括時間間隔的選擇，刷新曲線、鼠標縮放、鼠標平移，搜索曲線、曲線在顯示見面里的左右移動以及電流曲線位置的調整。電流在趨勢圖中位置的調整分為5個檔，用戶可以根據查詢電流的大小，選擇適當的量程。

4、電能、電量報表

此電能報表支持手動輸入時間查詢任何時段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線回路安排在同一個電能報表內，便于管理人員的統計管理。系類報表可設計成用戶慣用的電能報表格式，以延續工作人員的工作風格。

5、高壓光子牌：

顯示微機保護裝置上電、裝置掉電、裝置復位、信號復歸、遙控操作、就地操作、修改保護定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信號，信號跳變時伴隨聲光報警。

三、故障報警及事故追憶

在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。

四、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。

五、用戶權限管理

可根據買方要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。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。

結束語

中國石油大廈（武漢）通過集中監控微機的軟件，讀取配電室各儀表的信息量，實現監控機對配電室的電力儀表集中監控。可以了解到整個大廈的電力系統狀況，這對電力系統事故狀態下的調度指揮也很有益處。
   中國石油大廈電力監控系統項目，通過監控系統軟件實現了控制現場儀表；實現對配電室數據采集、監控和管理；同時具備報警處理等功能。友好的界面操作系統和簡易的操作，使系統更具有人性化。而且，本系統將硬件設備組裝在自行設計的通用開關柜中，實現集中管理，同時也便于系統的維護與更換，提高產品的模塊化、標準化、層次化，便于系統的擴展。采用組態軟件，減少了電力設備狀態監視對人力依賴，降低了人力的成本，提高了經濟效益。為電力系統的生產運行和管理提供了科學、準確的依據。