福清金辉城市广场酒店项目电力监控系统的设计与应用

概述：福清金辉城市广场酒店位于福州市福清市清昌大道与福人路交汇处，项目为占地面积17030平方米，总建筑面积74500平方米，大楼分地面23层，地下2层，并配套商业店铺。

本项目低压配电房设置在地下一层，地面设有高压变配电室和SOHO变配电室。该项目总共有两路30kV进线，五路10kV出线回路； 0.4kV配电室总共设置2处，T1、T2、T3、T4变压器安装地下一层低压变配电室内，T5变压器安装在SOHO变配电室内。

此电力监控系统在结构设计和工程配置上充分考虑项目的实际情况,实现相关功能,满足电力系统线路运行的相关要求,体现系统的各项技术特点。最终实现分散控制、集中管理、综合监控。本项目电力监控系统采用分层分布式结构包括站控管理层、网络通讯层及现场设备层。10kV变电站值班室设置有电力监控系统主机、显示器 、通讯管理机、 UPS电源、打印机等设备。系统为上级管理系统预留了通讯接口,可以进行相关数据信息的转发和远传,从而实现资源信息的共享。

一、电力监控系统主要功能

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、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。

3、历时事件

历时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。

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。

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。

6、运行负荷曲线

负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

7、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、打印或者召唤保存、打印模式。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。

二、系统监控内容

微机综合保护装置和多功能电力仪表等。

安科瑞AM5微机综合保护装置监测内容应包含:遥信量(断路器分合闸状态、手车位置、弹簧储能状态等);遥测量(电压、电流、功率、功率因素等);保护信号(过流、速断、零序等)。

安科瑞AMC72L-E4及AMC96L-E3多功能电力仪表是一款经济实用，集电参量采集、监测、控制于一体的智能电量采集监控装置。电量测量：相电压、线电压、相电流；分相有功功率、总有功功率；分相无功功率、总无功功率；分相视在功率、总视在功率；分相功率因数、总功率因数；四象限电能。

三、电力监控系统网络构成

本项目接入安科瑞多功能电力仪表AMC72L-E4/C,数量168只；AMC96L-E4/C，数量27只；AMC96L-E3/C，数量8只。ABB 双电源切换装置OTM1600E4C8D220C,数量3台。帝森克罗德无功补偿控制器KLD-SMRT16,数量5只。西门子综合继电保护器7SJ6865-7DW90-0KD0-LOV AC220V,数量8只。华高电气直流屏,数量1只。江西华达变压器温控仪,数量5只。

各配电室内放置采集装置，现场智能仪表经485总线连接至对应的采集装置，现场串口服务器经网线或光纤将数据传输至监控主机上。

系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。

监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS以及Acrel-2000电力监控软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备，网络结构如下图所示：

图1 网络结构图

四、项目应用介绍

项目采用AMC多功能电力仪表，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，它能测量所有常规电力参数，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。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点，这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。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。

重要配出回路采用AMC系列多功能电力仪表，该仪表主要测量所有常规电力参数，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。

配电一次图见图3，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；断路器变位时会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。

图2配电一次图

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。该报表查询供4个变电所各高低压回路的电参数，主要包括：三相电流、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。

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。界面可以很直观的显示故障抽屉柜，起到第一时间预警管理员的作用。

五、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选择，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在石狮荣誉国际大酒店电力监控系统项目的应用，可以实现对变电所低压配电回路用电的实时监控与电能管理，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。