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- 摘要：介绍成都市妇女儿童医院电力监控系统 ，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式 ，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现配电回路用电的实时监控和电能管理 。
0 概述
本项目为成都市妇女儿童医院电力监控系统 。根据配电系统管理的要求 ，需要对成都市妇女儿童医院的变电所的进出线回路进行电力监控 ，以保证用电的安全、可靠和高效。
Acrel-2000型智能配电系统充分利用了现代电子技术 、计算机技术 、网络技术和技术的新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理 。对配电系统的二次设备进行组网 ，通过计算机和通讯网络 ，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理 。
1 系统结构描述
本监控系统主要实现成都市妇女儿童医院的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理；监控范围为低压进出线线柜进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有243只PZ80仪表，分10条总线 ，变电所仪表直接拉至变电所的串口服务器 ，至后台电脑，实现仪表与监控主机的数据连通 。
本监控系统采用分层分布式结构 ，即站控层 ，通讯层与间隔层；
如图（1）所示：
图（1）网络拓扑图
间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表 。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口 ，通过现场MODBUS总线组网通讯 ，实现数据现场采集。
网络通讯层主要为：串口服务器及光纤收发器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集 ，同时远传至站控层 ，完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器 、UPS电源 、打印机等设备 。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-通讯协议 ，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据 ，数据最高传输速率为10Mbps。RS485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30个设备 ，最大传输距离为1km 。
2 电力监控系统主要功能
2.1 数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础 ，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Epi 、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户 ，达到配电监控的自动化化和智能化要求 ，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询 。
2.2 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，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图 ，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数 ，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。
2.3 历史事件
历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录 、信号记录、操作记录 、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台 ，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件 ，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持 。
2.4 数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表 ，以供用户查询打印 。
2.5 用户权限管理
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。可以通过用户管理进行用户登录 、用户注销、修改密码 、添加删除等操作 ，方便用户对账号和权限的修改 。
2.6 远程报表查询
报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式 ，把系统中处理的数据经过筛选 、组合和统计生成用户需要的报表数据 。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
报表具有自由设置查询时间实现日 、月 、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能 。
3 案例分析
成都市妇女儿童医院电力监控系统包含变电所电表 ，对变电所的低压配电回路进行远程实时监控和电能管理 。
变电所采用PZ80多功能仪表 ，其是针对电力系统、工矿企业、公共设施 、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表，它能测量常规电力参数 ，如：三相电压 、电流、有功功率 、无功功率 、功率因数、频率 、有功电度 、无功电度等多种电参量。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化 、小区电力监控 、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域 。
低压配电二次图见图（2） ，功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量，其中包括：线三相电压，电流 ，功率 ，功率因数，电能 ，频率等电参量及配出回路的三相电流；遥信功能实现显示现场设备的运行状态 ，主要包括：开关的分 、合闸运行状态和通讯故障报警 。
图（2）低压配电一次图
遥信和遥测报警功能，主要完成对低压各出线回路的开关运行状态和负载进线监控 ，对开关变位和负载越限弹出报警界面 ，指示具体的报警位置并声音报警，提醒值班人员及时处理。具备历史查询功能 。见图（3）：
图（3） 实时遥信报警信息
参数抄表功能 ，主要对低压各出线回路的电参数进线查询 。支持任意时刻电参数查询 ，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询配电箱出线回路的电参数，主要包括：三相电压 、电流、功率因数、有功功率和有功电度 。该报表各回路名称和数据库关联 ，方便用户修改回路名称 。见图（4）：
图（4） 参数抄表
用电量报表功能 ，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了精确可靠的电能报表 。该报表各回路名称和数据库关联 ，方便用户修改回路名称 。用户可以直接打印报表 ，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图（5）：
图（5） 电能报表
系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构 ，系统采用分层分布式结构 ，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯故障 。见图（6）：
图（6）系统通讯结构示意图
4 结束语
随着社会的发展及电力的广泛应用 ，电力监控系统已成为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必然选择 ，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在成都市妇女儿童医院的应用，可以实现对变电所低压配电回路用电的实时监控与电力监控 ，不仅能显示回路用电状况 ，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器 、计算机等组成电力监控系统 。系统实现对采集数据的分析、处理 ，实时显示变电所内各配电回路的运行状态 ，对分合闸 、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示，并生成各种电能报表 、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析 、研究。该系统运行安全 、可靠、稳定 ，为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据 ，取得了较好的社会效益 。
参考文献：
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10
作者简介：张小莉，女 ，本科 安科瑞电气股份有限公司 ，主要研究方向为智能电网供配电
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