無錫普利司通配電監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹無錫普利司通配電所電力監(jiān)控，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：無錫普利司通;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監(jiān)控系統(tǒng);短信群發(fā)

0  概述

    普利司通是世界上zui大的橡膠輪胎制造企業(yè)之一，2010年世界財富500強第289位，有49家大型輪胎制造基地，134家橡膠關聯(lián)企業(yè)，14萬員工遍布23個國家和地區(qū)。BRIDGESTONE輪胎憑著的行駛性能應用于飛機、汽車等各種交通工具，被眾多世界的汽車制造廠商選為配套輪胎，并且為參加F1賽車的車隊提供輪胎，幫助其多次獲得了比賽*。

    普利司通（無錫）輪胎有限公司是日本株式會社普利司通下屬的獨資企業(yè)，是普利司通集團的第47個工廠，也是中國的第3個工廠，注冊資本1.89億美元。公司提供優(yōu)良的環(huán)境、的工作配套設施和優(yōu)厚的福利待遇，為員工搭建起拓展才華的舞臺。

    本項目為無錫普利司通變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對無錫普利司通八個變電所的高壓出線回路開關狀態(tài)進行電力監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1  客戶需求

    客戶要求電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍涵蓋10KV的八個高壓變電所的出線回路，要求每個變電所的數(shù)據(jù)采集器配備一個能夠斷電運行一小時的UPS不間斷供應電源，所有數(shù)據(jù)采集器直接通過各配電所的局域網(wǎng)口（客戶提供）接入監(jiān)控系統(tǒng)主機。電力監(jiān)控系統(tǒng)要求如下：

    1.實時監(jiān)測各回路的開關量變位；

    2.開關量報警短信群發(fā)功能；

2  系統(tǒng)結(jié)構描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)無錫普利司通八個變電所10kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與集中管理；監(jiān)控范圍為普利司通每個變電所的高壓出線回路的開關狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)控和集中管理。該系統(tǒng)總計有8只儀表（ARTU-K16），每個變電所一只電力儀表，由于每個變電所都有局域網(wǎng)口故置一個一口串口服務器，采用局域網(wǎng)組網(wǎng)連接，值班室的監(jiān)控主機也直接接入局域網(wǎng)實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

    本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：多功能網(wǎng)絡電力儀表、開關量等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

    網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、打印機、報警蜂鳴器等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，zui大傳輸距離為1.2km。

3  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

3.1  人機交互

    系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，圖形顯示高壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，實時顯示各回路的通訊狀態(tài)是否異常；高壓二次系統(tǒng)圖，畫面實時動態(tài)刷新；開關量狀態(tài)顯示。

3.2  事件記錄

    實時遙信報警信息，開關發(fā)生變位時及時產(chǎn)生報警信息，提醒用戶及時處理故障。

    歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

3.3  短信群發(fā)

    系統(tǒng)內(nèi)高壓出線回路開關量變位報警記錄群發(fā)至配電系統(tǒng)相關管理人員的手機上，方便管理人員及時對事故進行分析和處理。

3.4  用戶權限管理

    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(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

4  案例分析

    無錫普利司通電力監(jiān)控系統(tǒng)分八個變電所，本項目針對這八個變電所的10kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與集中管理；監(jiān)控范圍為普利司通每個變電所的高壓出線回路的開關狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)控和集中管理。

    每個變電所采用一個ARTU-K16遙信單元，它能監(jiān)測16個配電回路的開關量狀態(tài)。該儀表采用光電隔離技術，實現(xiàn)輸入輸出的電氣隔離，與上位機通過RS485總線進行數(shù)據(jù)交換，實時反映輸入信號狀態(tài)，并可存儲事件順序記錄。

    系統(tǒng)通訊結(jié)構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（2）。

圖（2） 高壓系統(tǒng)一次圖

    高壓配電回路二次圖見圖（3），遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。 

圖（3）低壓配電二次圖

    遙信報警功能，主要完成對高壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進行監(jiān)控，對開關變位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。具備歷史查詢功能。見圖（4）、圖（5）和圖（6）。

圖（4） 實時遙信報警信息

圖（5）歷史遙測報警信息查詢

圖（6）事件報警記錄查詢

    短信群發(fā)功能，主要對高壓各出線回路的開關量狀態(tài)變位報警然后通過短信群發(fā)至配電系統(tǒng)相關管理人員，能夠及時的對事故報警情況進行分析和處理，避免發(fā)生重大事故和經(jīng)濟損失。

5  結(jié)束語

    隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在無錫普利司通變電所的應用，可以實現(xiàn)對變電所高壓配電回路用電的實時監(jiān)控與集中管理管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的社會效益。［2］

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡介：

徐霜，女，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。，