安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统在南京市评事街历史风貌区中心站10kV配电工程的应用

时间：2020-12-24

安科瑞高佳乐

1 概述

南京市评事街历史风貌区是南京自明清以来，居住建筑由传统多进合院式逐步演进为*栋式、里弄式、现代合院式的典型代表，更是南京老城区内现存街市、作坊与居住交融的传统居住区，传统手工业文化、回民清真文化、秦淮灯市文化和南京近代报业文化承载其中。评事街历史风貌区，位于城南历史城区北部，中山南路以西，升州路以北，与南捕厅历史文化街区毗邻。规划范围东至中山南路，南抵升州路，西至鼎新路，北到泥马巷。总面积约14.46公顷。

该项目为南京市评事街历史风貌区中心站，设有高压柜16台，低压柜18台。其中高压部分有进线柜两台，计量柜两台，PT柜两台，变压器馈线柜八台，预留馈线柜两台。该项目选用我司AM系列微机保护装置、AMC系列电量采集监控装置以及PZ系列可编程智能电测仪表。

AM系列微机保护测控装置集保护、测量、控制于一体，适用于35kV及以下电压等级的用户终端变电站(所)，可实现用户变电站的保护和测控。应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。装置采用先进成熟可靠的保护原理和算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，通讯采用冗余设计。装置具备独立的高精度电流测量回路，多路开关量采集和继电器输出，能与Acrel-2000/Z电力监控软件配合，可以实现无人值班的终端用户变电站配电自动化系统。
AMC系列电量采集监控装置是集电参量采集、监测、控制于一体的智能电量采集装置。可测量的电参量有相电压、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、以及四象限电能。本次选用的AMC72L-E4还可以采集两路DI、两路DO。同时该装置带有RS485通讯接口，可采用Modbus协议将采集信息传给后台系统。
PZ系列可编程智能电测仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS485通讯接口，采用Modbus或Profibus协议；也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出；或带开关量输入/输出，继电器报警输出等功能。

2 需求分析

本次针对南京市评事街历史风貌区中心站10kV配电工程项目，需要达到如下要求以实现数据集中管理、分析处理。功能需求如下：

（一）针对每一配电回路，需要配置具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护的微机保护装置，来确认供电系统运行。

（二）针对每一配电回路，需要配置可编程智能电测仪表，实时监测高精度的全电量参数。

（三）针对整个配电工程配置一台电力监控系统，监控配电室的运行，其功能应包含：

（1）电压、电流、功率、功率因数以及频率等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称等信息。

（2）对回路的电能集中抄送功能，并可生成时间段内符合客户管理需求的用电报表。

（3）对回路仪表进行实时通讯状态显示。

（4）多用户权限管理，便于分级操作。

3 系统方案

根据该项目的实际需求，对每一高压柜配置了安科瑞AM5系列微机保护装置、FN210开关柜智能显示控制装置以及PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表，在低压侧配有AMC72L-E4电量采集监控装置以及PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表。在监控主站配置一台安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统，将微机保护装置、电量采集监控装置、可编程智能电测仪表等数据上传，实现对该项目变电站的控制和管理，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的**。

南捕厅中心站模拟图

3.1 现场一次接线图

整个中心站的一次接线图及柜内主要电气设备如下：

3.2 10kV配电工程我司产品明细

柜号	产品型号/名称	数量
1#进线柜	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
1#变电所1TD	AM5-T 变压器保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
2#变电所3TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
3#变电所5TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
4#变电所7TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
预留	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
2#进线	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
1#变电所2TD	AM5-T 变压器保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
2#变电所4TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
3#变电所6TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
4#变电所8TD	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1
预留	AM5-F 线路保护装置	1
	FN210开关柜智能显示控制装置	1
	PZ96L-E4/H可编程智能电测仪表	1

3.3 现场安装图

高压柜侧面整体图

抽屉柜正面整体图

1#进线柜正面图

抽屉柜仪表数据图

3.4 主站监控系统

监控系统主要实现对南京市评事街历史风貌区中心站10kV配电的用电监控与管理。监控范围为变电所的综合保护装置、智能仪表和直流屏。系统接入变电所的12台AM微机保护，12只PZ96L-E4/HKC智能仪表以及63只AMC72-E4电量采集监控装置。通过485总线直接接入本变电所内数据采集器，再经过网线上传数据至变电所值班室主机，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。

3.4.1 系统架构

系统网络拓扑图如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

系统网络拓扑图

站控管理层

站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控机、显示器、UPS等。

网络通讯层

通讯层主要是由数据采集器及总线网络组成。数据采集器主要功能是监测现场多功能仪表、综合保护装置和直流屏；总线网络的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。

现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由多功能仪表、综合保护装置和直流屏组成，通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程监控。

3.4.2 微机保护装置及多功能仪表现场连接示意图

现场微机保护装置以及多功能仪表以手拉手方式通过屏蔽双绞线（RVSP2*1.0）进行通讯连接，每根总线连接微机保护数量6只，多功能仪表6-17只。具体连接示意图如下所示：

通讯线路连接示意图

3.4.3 系统配置

序号	名称	型号、规格	单位	数量	备注
1	工控机	IPC-510MB/501G2(10串口,双网口) /G1620/2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研华键盘+光电鼠标	台	1	研华
2	显示器	19"液晶显示器分辨率 1600*900	台	1	DELL
3	8口串口卡	CP-138U-I 串口标准： RS-422/485 (PCI插槽带隔离)	只	1	MOXA
4	音箱	R19U	台	1	漫步者
5	电力监控软件	系统组态软件Acrel-2000/Z	套	1	安科瑞
6	UPS电源	C1K/1KVA 塔式 (SANTAK)	台	1	SANTAK，山特
7	打印机	HP 1108 A4幅面	台	1	惠普，甲供
8	操作系统	WINDOWS7 64位简体中文旗舰版	套	1	微软，甲供
9	操作台	钢制结构 1.2米	台	1

4 系统功能
4.1 功能特点

本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

4.2 登录界面

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统为**系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全**。

主要功能：将用户的级别分为操作工、班长、工程师、系统管理员四个等级，每个等级可以分别赋予不同的操作权限，包括进入运行、退出运行、遥控操作、报表管理、系统配置、用户管理等。

4.3 配电监测界面

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统人机界面友好，能够以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参量信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态以及有关故障、告警等信号。

主要功能：一次图显示各回路对应回路名称、电流、电压、总有功功率、总功率因数，断路器、地刀、隔离开关等合分位状态，弹簧储能状态、手车位置状态。下图是该项目的监测界面。

高压保护柜电力监控图

抽屉柜1电力监控图

抽屉柜2电力监控图

4.4 通讯管理

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备通讯情况进行管理、控制、数据的实时监测。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主程序右键打开通讯管理程序，然后选择通讯控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通讯和数据情况。

主要功能：具备完整的系统通讯拓扑结构图，实时显示设备通讯状态，红色状态表示对应设备通讯正常，绿色状态表示设备通讯异常。系统主机和串口服务器/通讯管理机旁标明设备分配IP地址，各设备旁标识了设备地址和设备回路编号。

4.5 电参量报表

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、*时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。

电参量报表

主要功能：查询各回路或者设备*时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。电参量报表也支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。下图是历史电参量的查询曲线

历史曲线查询

4.6 电能报表

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统以丰富的报表体系支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇*计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

主要功能：具有起始时间和结束时间的时间选择框，选定想要查询的时间段后，通过点击查询按钮可查询出系统项目范围内所有配电回路的用电量。可通过导出按钮将报表以Excel形式导出保存，通过打印按钮进行报表打印。

电能统计报表

4.7 报警及事件

实时报警

实时报警窗口监测系统所采集的遥测量。报警窗口会在系统运行时自动打开，并一直隐藏在后台。

当有电流或者电压越限，并且触及报警界**，“相应实时报警”窗口就会自动弹出，并以红色字体显示具体的报警信息：回路名称、越限的电参量、报警值等。

历史报警

通过调节开始时间和结束时间，即可查询到过去任意时间段内的系统报警信息，包括遥测报警和遥信报警，还包括具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

5 结束语

在当今配电设施的应用中，变电所的配电安全性至关重要，本文介绍的安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统在南京市评事街历史风貌区中心站10kV配电工程的应用，可以实现对变电所供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、负载越限具有弹出对话框、语音提示、短信报警灯，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，为解决用电问题提供了真实可靠的依据。

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