电力监控系统的应用实例

第一篇：电力监控系统的应用实例

电力监控系统在龙岩青年大厦的应用

摘要：基于目前科学技术飞速发展，人们对电力资源的依赖越来越广泛，而现阶段国内电力系统的运营成本还相对较高，因此完善电力系统各方面的工作已经势在必行。电力监控系统在整个电力系统中具有重要的作用，它能够有力的促进电网管理工作效率，降低电力系统的运营成本，本文通过福建龙岩大厦电力监控系统的应用介绍电力监控系统在办公大楼中的应用。

引言

配电自动化，是一项集计算机技术、数据传输技术、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统。其目的是提高供电可靠性，改善电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。

随着电力网络的不断发展，用电负荷的持续增长，各种新型负载不断涌现，用户更加关注电能质量问题，同时也对电能质量提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述变化带来的挑战，以实现配电系统持续可靠、高效低耗的运行。本文通过对福建龙岩青年大厦电力监控的建设，介绍电力监控系统在办公建筑中的应用。

1、项目概述及建设目标

福建龙岩青年大厦位于龙岩市商务营运中心J地块，总投资1.8亿元，总建筑面积39500平米，总高为92米，共22层（地下1层，地上21层），其中地下1层为车库及人防，1至3层为商务金融及配套服务用房，4至21层为高端写字楼。整个大楼用电分为10kV和0.4kV，其中10kV部分包括两路进线以及两路变压器出线。0.4kV部分包括两路变压器进线以及74路低压出线回路，负责整栋大楼照明插座、动力、空调等设备供电。

本电力监控系统中，监控要求主要有以下几个方面：

1.远程观测。要求系统能够准确的对电流、电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、视在功率、功率因数、频率、开关状态、剩余电流等信息进行检测。

2.远程通信。要求系统能够及时的传递设备运作状态以及故障信息。

3.报警。要求系统能够通过设定，对各种信息进行报警。4.显示。要求系统能够就地显示出各部分运作信息。

2、电力监控系统的设计

在监控系统的设计中，要充分考虑客户的实际需求，以及电力系统的实际结构、电力系统的实际载荷能力等因素，进而合理的选择监控设备，这既有利于减少系统运作的成本，同时也有利于系统功能的实现。

本项目的电力监控系统，可以实现对楼内高低压配电回路的实时监控，有利于电能管理。另一方面，电力监控系统不仅能够准确的表示出回路的用电状况，它还具备网络通讯等功能，能够与计算机、串口服务器等设备进行组合，及时的显示楼内各个配电回路的运作状态，当楼内电力系统的负载越标时，电力监控系统能够迅速报警，发出语音提示。另外，电力监控系统还能够生成报表、曲线图等统计信息，便于有关人员分析楼内各部分的用电状况，使楼内的用电活动更加安全，从而保证楼内人员的生命安全，提高办公人员的工作效率。

2.1 系统结构

依据新建办公楼的配电情况和办公室分布情况，能耗在线监测系统建设采用分层分布式结构，系统包括：站控管理层、网络通讯层、现场设备层。系统网络结构如图2所示：

站控管理层管理人员与计算机进行人机交互的直接窗口，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。

通讯层使用的设备为NPORT5630串口服务器。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

现场设备层主要是连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电系统必要的基本组成元素。根据本项目的实际特点，在本项目方案设计时为低压配电回路每个回路安装ARCM200L-Z智能仪表，实现每个回路剩余电流、温度、三相电流、三相电压、频率、功率、四象限电能等电参量监测；并对每个回路断路器分合闸状态进行监测。

2.2 网络设计

电力监控系统中的网络系统能够及时的对数据进行传输，并迅速传递操作指令，是实现电力监控系统各项功能的基础。对于福建龙岩青年大厦电力监控系统来说，系统中监控设备相对较少，而且大多集中分布于一个配电时内，此时，可以先把每个设备就地与总线连接，之后在把各条总线全部接入通讯网关，来实现与主机的传递。

2.3监控系统软件功能设计

系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。

2.3.1数据的采集与处理

数据采集主要包括模拟量以及开关量的采集。模拟量的采集主要是对线路电压、电流、功率、功率因数、频率等信息进行采集，开关量的采集则主要是对断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的工作状态，以及断电保护、运行故障等报警信息进行采集，实现远程数据的本地实时显示。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。

2.3.2数据记录

电力监控系统的数据记录功能主要就是对断路器分合状态以及保护动作的前后顺序进行记录，它要求系统中必须有足够的内存空间，进而长时间的、大量的对数据信息进行记录和存储。其次，电力监控系统的数据记录功能也包括对故障信息的记录，即对故障发生时的实时电流、实时电压等数据进行记录存储。由此可见，数据记录功能可以通过对保护装置工作状态的记录，以及对故障信息的记录，准确的反映出系统中存在的问题，从而便于工作人员解决。

2.3.3远程操作

电力监控系统的远程操作包括远程监视、远程通信、远程调控等环节，实现了电力系统的远程控制，使工作人员可以远程对电流、电压等信息进行观测，对系统故障进行分析，对保护装置的状态进行评估，更便于工作人员在远程对隔离开关等设备进行操作，大大减少了工作人员的工作量，不过，在供配电设计中不仅要有电力监控系统，还要设计人工操作系统，当电力监控系统出现故障时，可以人工进行处理。

2.3.4电能管理

为了实现对本大楼内各回路用电量的监管，系统设计了电能管理报表，系统通过对有功电度的采集，按照回路名称的不同，自动生成日报表、月报表和年报表并有报表打印功能，并可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询，可以帮助物业建立有效的用能管理考核制度。通过系统的建设和制度的建立，使各入驻企业管理办公人员节能意识大大提高，有效的节约了企业管理办公能源消耗。

3、供配电设计中应用电力监控系统的意义

综上所述，电力监控系统帮助用电单位提高效率、减少损失、降低运营成本，电力监 控系统能够有效确保电网管理效率、缩小电力运营成本，也成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。电力监控系统的通信、故障报警、数据存储记录等功能使得工作人员在实际工作中更加方便，可以通过人机操作界面, 直接了解到电力系统的运行状态,并能迅速传递出操作指令，由于监控设备对数据的传递都是通过网络传输来实现，因此，不同的电力监控系统可以设计不同的组网方式,确保数据信息能够迅速、精准的进行传输。另一方面，在供配电设计中运用电力监控系统，应该根据实际情况选择监控设备。一般的电力监控系统通常都采用具有远程通信、远程观测以及远程控制等功能的设备，而一些高端电力监控系统则需要选择功能更加齐全的智能设备。

在商务楼、写字楼等场所设置电力监控系统，可以实现对楼内高低压配电回路的实时监控，有利于电能管理。另一方面，电力监控系统不仅能够准确的表示出回路的用电状况，它还具备网络通讯等功能，能够与计算机、串口服务器等设备进行组合，及时的显示楼内各个配电回路的运作状态，当楼内电力系统的负载越标时，电力监控系统能够迅速报警，发出语音提示。另外，电力监控系统还能够生成报表、曲线图等统计信息，便于有关人员分析楼内各部分的用电状况，使楼内的用电活动更加安全，从而保证楼内人员的生命安全，提高办公人员的工作效率。

第二篇：PowerLogic电力监控系统

PowerLogic电力监控系统

作为世界领先的电气产品供应商，针对客户需求，提供了专业的电力监控解决方案。它基于先进的现场总线方式实现电力系统信息的交换和管理，系统集保护、测量、控制、信号采集、故障录波、谐波分析、用电管理、电能质量分析、负荷控制和运行管理为一体，通过通讯网络、计算机和专业的电力监控软件使用户的电力系统透明化，是一套提高电力系统安全性、可靠性和管理水平的智能化系统。

PowerLogic电力监控系统充分运用了现代电子技术、计算机技术、网络通讯技术、控制技术的最新发展，实现了对变配电系统的中压系统、低压系统、变压器、直流屏、发电机组、应急电源等设备的分散数据采集和集中监控管理。

施耐德电力监控系统的主要功能：

·电力系统运行监视

·电能消耗管理：分析电能消耗、设备电能分配、电能流向

·电能质量管理：谐波分析、波形捕捉、扰动和波动监测等

·报警和事件管理

·历史数据管理

·远程控制

·报表管理

·用户管理

PowerLogic电力监控系统为用户提供了完整的电力监控解决方案，同时具有良好的开放性，可以方便地与其它自动化系统和智能装置进行通讯，如DCS系统、楼宇自控系统、消防控制系统等，实现自动化系统间相互通讯和信息共享。

北京合众科林公司和施耐德电气不仅为用户提供了专业的电力监控系统解决方案，同时提供了专业的系统集成服务：协助进行需求的分析、监控方案的制定、系统费用的预算、设计和施工图纸的制作、现场的施工和调试、用户的培训、售后服务等。

客户价值：

·提高电气系统运行管理的效率

·减少电能消耗成本

·提高系统运行连续性和可靠性

·缩短停电时间，减少停电损失，避免故障发生

·减少系统运行管理和维护费用

·监视电能质量，发现潜在故障

第三篇：电力监控系统在工厂变电所的应用

上海安科瑞电气股份有限公司

电力监控系统在工厂变电所的应用

朱祝丰1

1上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介绍苏州轴承厂有限公司电力监控系统，采用智能电力仪表和微机保护装置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变电所配电回路用电的实时监控。

关键词：苏州轴承厂有限公司;变电所;智能电力仪表;Acrel-2000型;电力监控系统

概述

苏州轴承厂有限公司地处长江三角洲，太湖之滨，美丽的工业城市苏州市，北靠长江，南通浙江，东邻上海，西至太湖，交通方便,地理经济条件得天独厚。其前身为国营苏州轴承厂。成立于1958年，是原机械轴承行业骨干企业，国有大型企业。03年4月改制成为以自然人为主体的股份制企业，是江苏省高新技术企业，是全国生产滚针、滚针轴承最大的专业化公司。

本项目为苏州轴承厂有限公司新建的变电所。根据配电系统管理的要求，需要对厂区变电所内的高压进线、低压配出线进行电力监控，以保证用电的安全、可靠和高效。

Acrel-2000型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，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。系统结构描述

本监控系统主要实现苏州轴承厂有限公司的10/0.4kV配电系统进行用电监测与电能管理；监测范围为新建变电所的T1、T2变压器进线柜，联络柜，温控仪，高压侧仪表及综保进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有31只仪表（其中包括26只ACR220E，3只ABB，2只温控仪），分3条总线，都是直接通过屏蔽双绞线走管道拉至值班室连接到主机

扩展卡上，实现总线上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）

间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。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：通讯服务器，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、报警蜂鸣器等设备。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-RTU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

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REF615保护器，软件界面实时显示综保的运行状态，实时显示综保的测量参数。

图（2）高压系统一次图

低压配电二次图见图（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（3）低压配电二次图

参数抄表功能，主要完成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。该报表查询供变电所2台变压器出线各低压回路的电参数，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。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。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

第四篇：电力监控系统在教学演示中的应用

上海安科瑞电气股份有限公司

电力监控系统在教学演示中的应用

孔冠军

上海安科瑞电气股份有限公司

上海嘉定

摘要：介绍北京市电气工程学校（电力运行管理与维修实训中心）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，现场配有模拟屏，通过后台控制模拟屏的分合，演示给学生高压、低压倒闸操作等的步骤。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且由扩展卡传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现变电所配电回路用电的实时监测和模拟屏的控制。

关键词：北京市电气工程学校;模拟屏;智能电力仪表;Acrel-2000型;自行组网;电力监控系统

0引言

北京市电气工程学校创建于1976年，1984年成立职业高中部，1991年被教委批准为独立设置的职业高中校，1995年走向规模办学，1998年评为北京市中等职业学校骨干示范校，2001年制冷与空调设备运用与维修专业被评为北京市骨干特色专业，2003年被北京市教委评为“北京市职业教育先进单位”。2003年合并了原朝阳职成中专学校，到目前已发展成拥有：经济法律事务、工商法律事务、制冷和空调设备运用与维修、电子与信息技术、计算机及外设维修、计算机软件、楼宇智能化技术、电气设备运行与管理、物业管理等9个专业，面向社会开展各相关专业的职业资格培训，在全市处于领先地位，是市级再就业培训的先进单位。

学校目前一校五址，有独立使用权校舍的占地面积27370平方米，建筑面积21133平方米；藏书8万余册，学校设有塑胶跑道、人工草皮足球场、塑胶篮球场，装备了先进的闭路电视教学系统、校园局域网、计算机房、财会模拟室、多媒体教室和远程教学系统，具有高精技术指标适应现代教学需求的空调制冷、电工、电子、视频、钳工、电梯、汽修等实习室。学校师资力量雄厚，84%的教师具有中高级技术职称，专业教师均持有中、高级专业技术资格证书。在校生近1200人。社会培训每年2000人左右，累计毕业生3128人，就业率95%以上，近三年高职升学共计260人，升学人数居朝阳职高校第二名。目前学校开设八个专业：制冷和空调设备运用与维修、电子与信息技术专业、计算机软件专业、计算机及外设维修、电梯安装与维修、楼宇智能化技术、汽车运用与维修、电气设备运行与管理、经济法律事务专业、工商法律事务专业，各专业学校均有职业资格等级培训资格，学生职高毕业可取得学历和岗位资格或等级证两个以上的证书。多年来学校全面贯彻教育方针，秉承持续发展的人力资源开发及服务首都经济建设和社会发展的办学宗旨，坚持学历教育与非学历教育并举的多种模式办学，为首都培养了几千名优秀技术人才，学校注重学生全面素质和综合职业能力的培养和提高，办学成绩斐然，得到社会各界的普遍赞誉。

由于北京市电气工程学校为了给学生充分展示配电教学的全过程，因此建立了后台电力监控系统，对配电进行智能化管理。本项目主要是对北京市电气工程学校变电所配电进行监测以及对模拟屏进行实时控制。根据学校配电系统管理的要求，需要对变电所内的低压配出线进行电力监测，对模拟屏实时控制，以便学生可以充分学习到配电系统的每一个部分。

Acrel-2000型电力监控系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，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

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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测和实时监控。

1系统设计

本电力监控系统主要对一个变电所进行变配电管理，本变电所并不投入使用，主要是演示给学生如何操作的，模拟屏的作用是进行学生考核的，即学生在后台进行对模拟屏发送信号，老师在模拟屏现场观察，以此来判断学生的操作顺序是否正确。高压并没有运行，只是引进的220v普通用电，低压也是模拟运行。本系统监控值班室设置在隔壁房间的监控室。因此，为实现对整个北京电气工程学校电力系统的实时监测及对模拟屏的实时监控，在值班室设立了监控中心，基于Acrel-2000的电力监控系统后台，实现对整个配电系统的实时监测与实时监控。1.1 系统结构

本电力监控系统主要实现北京电气工程学校变电所的0.4kV配电系统的用电监测与模拟屏的实时监控；监测范围为变电所的T1、T2变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜中的智能电力仪表和模拟屏，从而实现远程实时监测和模拟屏的实时监控。该系统总计有61只仪表（其中全部为PZ系列智能仪表）和一个模拟屏，分4条总线，由于变电所与值班室距离较近，采用变电所内自行组网，然后通过扩展卡直接接至电脑，实现该现场总线上仪表、模拟屏与监控主机的数据连通。

系统主要采用分层分布式计算机网络结构，如图1所示：站控管理层、网络通讯层和现[1]场设备层。

图1 系统总体拓扑图

1）站控管理层

站控管理层针对电能管理系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。电

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能管理系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。

UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行，提供足够的时间进行数据存储。2）网络通讯层

通讯层设备为CP134U-I四口扩展卡。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，Modbus通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。

3）现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表和模拟屏组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。智能电力仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。

以上网络仪表均采用RS485接口和Modbus-Rtu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32个设备，最大传输距离为1.2km。

1.2 现场仪表

本项目对于变压器低压主进线回路，馈线回路等，采用的都是PZ-80/E4智能电力仪表，PZ-80/E4智能电力仪表，为嵌入式安装，可安装在动力箱或低压出线柜门板上，面板尺寸为80mm×80mm，规格为220/380V、5A，电流经互感器接入，精度0.5级，广泛应用于高、低压进线柜、联络柜、出线柜、动力柜等场合，带RS485接口，Modbus通讯协议。

[2]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。

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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 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。2.7 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。2.8 模拟屏的实时监控

系统使用者可以在后台中进行高压低压倒闸模拟操作，可以通过点击后台画面中高压低压回路的开关，对模拟屏发送信号，可以实现对模拟屏中每一个点的实时控制。

3系统案例分析

上位机软件为Acrel-2000电力监控系统组态软件，该软件是对现场电参量数据进行采集与监控的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态形式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成对现场数据的采集与监控功能。Acrel-2000电力监控系统具有友好的人机交互界面，可实时和定时采集现场设备各电参量及开关量状态，并将采集到的数据上传给监控主机进行实时显示与存储。系统还提供了实时曲线和历史趋势曲线分析，符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能。整个系统可以实现所有回路用电量的采集和统计，实现了远程自动抄表、电力监测与实时监控功能。

3.1 数据采集和系统图显示

现场仪表测量并采集回路数据信息，上位机软件再对现场仪表的数据进行定时或周期采集并存储，可以自由设置采集的时间周期，最小的系统支持的采集周期。可以随时查看任一表计的瞬时表值、累计量等信息，记录时间间隔内电力仪表的电压、电流、功率因数和有功电度等。这些参数信息可以自动保存到数据库中，便于查询。

系统具有友好的人机界面，便于普通的现场值班人员查看并记录相关信息，系统一次图（如图2）不仅显示了线路的开关状态，还实时显示电力等重要的电力参数。所有数据信息

[3]

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都定期的保存到数据库中。

图2高压一次系统图

3.2 远程抄表

系统对所有采集到的数据都能实时的显示，并保存到数据库中，因此可以手动查询每个回路的所有实时及历史电参量数据，并以表格的形式展现给用户，便于打印、保存。如图3所示。

图3 回路远程抄表

3.3 电压趋势曲线

本系统对于重要回路，不仅可以对电压进行实时显示与监测，并可以根据保存的历史数据做成趋势曲线，可以查看实时和历史变化趋势，预测电能质量，并可对电力故障进行查询，保证电力负荷的安全运行。如图4所示。

图4 电流趋势曲线

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3.4 事件记录与报警

主要用于查看历史报警信息；帮助用户进行事故查询与追忆；支持历史查询，打印等功能。实时报警信息会即时弹出，提醒用户所进行的操作。并对所有操作具有自动事件记录功能。如图5所示。

图5 回路跳闸报警

3.5 模拟屏的实时监控

主要用于老师对学生的考核。学生可以在电脑前进行高压、低压分合闸过程的模拟操作，同时系统会相应的给模拟屏发送信号，老师可以在模拟屏现场查看学生操作的是否正确。如图6所示。

图6 模拟屏

4结束语

随着智能建筑的发展及电力的广泛应用，对智能建筑的配电系统的智能化集成管理已成为国家机关办公建筑及大型公共建筑智能化建设的必然趋势，本文介绍的基于Acrel-2000的电力监测与电力监控系统，不仅可以实时显示电力运行状态及用电状况，还能对数据进行分析处理，以用户适用的方式展现出来，满足用户的需求，实现对采集数据的分析、处理，其生成各种电能报表、分析曲线、图形等，极大的方便了用户的使用，便于配电系统的实时监控与电参量的远程抄表与分析研究，为智能建筑的节能技术提供参考。参考文献

[1].王斌 杜运东等.基于Acrel-5000的大型公共建筑能耗监测系统设计与应用[J].智能建筑电气技 术.2009.3(5)[2].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 [3].周中.杜运东.电力仪表在大型公共建筑电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气 2010.6

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作者简介：

孔冠军（1988－），男，汉族，学士，系统集成工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统

邮箱：ACREL001@VIP.163.com

第五篇：清远蒙牛事业部电力监控系统

安科瑞电气股份有限公司

Acrel-2000电力监控系统 在清远蒙牛事业部的应用

温刚

1安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介绍清远蒙牛事业部电力监控系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯远传至监控后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现对变电所配电回路用电的实时监控。

关键词：变电所;智能电力仪表;Acrel-2000;电力监控系统;

0 概述

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

本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）（2）所示：

蒙牛乳业(清远)有限公司创建于2009年10月18日,地处中国经济发展较快的广东省清远市,是目前蒙牛在长江以南集团自筹资金建设的第二个工厂,工厂一期总投资2.6亿元,二期投资2亿元。占地面积178.8亩,一期低温日处理鲜牛奶200吨,预处理日处理量400吨。

清远蒙牛事业部项目包括一期电力监控系统，二期电力监控系统。其中一期包括动力中心配电房，生产车间配电房；二期包括二期配电房。一期电力监控：

根据配电系统管理的要求，需要对清远蒙牛事业部一期和二期所有低压配出线进行电力监控，且在一期与二期值班室内需设有独立的监控系统平台，同时该监控平台也可查看另一平台的实时数据，以保证用电的安全、可靠和高效。

Acrel-2000型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中

图（2）二期网络拓扑图

图（1）一期网络拓扑图

间隔设备层主要为：多功能网络电力仪表、开关

量、模拟量采集模块和智能断路器等。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：通讯服务器/通讯扩展卡，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、报警蜂鸣器等设备。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；一期电力监控系统和二期电力监控系统之间采用光纤连接，实现数据与画面共享。

以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU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32个设备，最大传输距离为1.2km。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。

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。

2.7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。

3案例分析

本监控系统主要实现清远蒙牛事业部一期、二期配电系统监控，监控范围如下：

一期配电房由两个相互独立的配电房组成，生产车间配电房距动力中心配电房约200米。动力中心配电房包含主室和次室，次室距主室的约30米。其中Acrel-2000电力监控系统在动力中心配电室的次室里。动力中心配电房有2台变压器（1#变压器、2#变

压器），共有57台智能仪表（3种类别）；现场采用4根屏蔽双绞总线连接。

生产车间配电房中有2台变压器（3#变压器、4#变压器），共有39台智能仪表，现场采用2根屏蔽双绞总线连接。二期电力监控：

二期配电房内有4台变压器（5#变压器、6#变压器、7#变压器、8#变压器），共有187台智能仪表（3种类别），现场采用9根屏蔽双绞总线连接。

在配电房内安装的所有表计均为多功能网络仪表，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。

配电室二次图见图（3）（4），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（3）一期低压配电二次图

图（4）二期低压配电二次图

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。负载越限值在相应权限下可自由设置。具备历史查询功能，见图（5）。

图（5）实时报警信息

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。该报表查询供两个变电所8台变压器出线各低压回路的电参数，主要包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率和有功电度。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称，如图（6）为5#变压器回路实时数据显示。

图（6）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，图（7）为5#变压器回路用电报表统计。

图（7）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（1）和图（2）。

负荷趋势曲线界面中可直观的查看回路的负荷运行情况。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；帮助用户进线趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。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，见图（8）。

图（8）趋势曲线图

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，见图（9）

图（9）用户登录

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电力监控系统在清远事业部的应用，可以实现对变电所低压配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯及WEB发布功能，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。［2］

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产品选型及解决方案[M].北京.机械工业出版社.2011.10

作者简介：

温刚，男，汉族，本科，工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统