智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在杭州賽諾菲民生健康藥的應(yīng)用
安科瑞 師晴晴1
1江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇 江陰 214405;
摘要：介紹杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：配電;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
0 概述
杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司是世界有名醫(yī)藥企業(yè)之一 ，是賽諾菲-安萬特與杭州民生藥業(yè)有限公司共同組建的健康藥業(yè)領(lǐng)域合資企業(yè)。主要從事OTC市場的銷售。該合資企業(yè)將主要生產(chǎn)和經(jīng)營維生素和礦物質(zhì)產(chǎn)品。維生素和礦物質(zhì)產(chǎn)品是中國非**藥市場中大的一個(gè)類別，民生藥業(yè)憑借其旗艦品牌21金維他，已在該領(lǐng)域擁有相當(dāng)?shù)膶?shí)力。賽諾菲-安萬特是全球第五大健康藥業(yè)企業(yè)，并且不斷通過并購，擴(kuò)大其在全球健康藥業(yè)領(lǐng)域的實(shí)力。民生賽諾菲的產(chǎn)品已經(jīng)得到了眾多老百姓的認(rèn)可和支持。
杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司共有2個(gè)配電室(動(dòng)力中心配電室、生產(chǎn)廠房及倉庫配電室)，2個(gè)配電室之間的距離約為70米，計(jì)劃將配電值班室置于動(dòng)力中心配電室隔壁。
根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司2個(gè)配電室內(nèi)所有低壓配出線進(jìn)行電力監(jiān)控，電力監(jiān)控平臺置于配電值班室內(nèi)，通過該平臺可查看配電室內(nèi)所有回路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以保證用電的**、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(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進(jìn)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(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層;如圖(1)所示：
圖(1)電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)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(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)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(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，大傳輸距離為1.2km。
2 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
2.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
2.2 人機(jī)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，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。
2.3 歷時(shí)事件
歷時(shí)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、越限記錄提供方便友好的人機(jī)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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。
2.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報(bào)表，以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的**，可靠運(yùn)行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)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(quán)限的修改。
2.6 運(yùn)行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線;對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨
勢分析和故障追憶，為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
2.7 遠(yuǎn)程報(bào)表查詢
報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能。
報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。
3 案例分析
本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司2個(gè)配電室(動(dòng)力中心配電室、生產(chǎn)和倉庫配電室)配電系統(tǒng)監(jiān)控。
動(dòng)力中心配電室內(nèi)有2臺進(jìn)線柜、1臺母聯(lián)柜、4臺補(bǔ)償柜及24路普通饋線回路;生產(chǎn)及倉庫配電室內(nèi)有2臺進(jìn)線柜、1臺母聯(lián)柜、4臺補(bǔ)償柜及43路普通饋線回路，整個(gè)監(jiān)控范圍為81個(gè)回路的電參量監(jiān)測，具體回路清單如下：
其中Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于動(dòng)力中心配電室隔壁的值班室內(nèi)，動(dòng)力中心配電室有2臺變壓器，共有31臺智能儀表;現(xiàn)場采用2根屏蔽雙絞總線連接，拉設(shè)至值班室內(nèi);生產(chǎn)廠房及倉庫配電室有2臺變壓器，共有50臺智能儀表;現(xiàn)場采用2根屏蔽雙絞總線連接，拉設(shè)至值班室內(nèi);其中生產(chǎn)廠房及倉庫配電室距離值班室的距離約100m。
在配電室內(nèi)安裝的所有表計(jì)均為多功能網(wǎng)絡(luò)儀表，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。
配電室二次圖見圖(2)(3)，功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：線三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，提醒用戶及時(shí)處理故障。
圖(2)動(dòng)力中心低壓配電二次圖
圖(3)生產(chǎn)廠房及倉庫低壓配電二次圖
遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。具備歷史查詢功能，見圖(4);負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置，間圖(5)
圖(4)報(bào)警信息查詢
圖(5)負(fù)荷報(bào)警限值設(shè)定
參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢兩個(gè)配電室4臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱，如圖(6)為2-2LP1進(jìn)線柜回路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示;用戶也可同時(shí)查詢所有回路的歷史遙測電參量，方便管理人員對比分析，如圖(7)為所以回路電參量查詢報(bào)表。
圖(6)單回路參數(shù)抄表
圖(7)所有回路參數(shù)抄表
用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢【圖(8)所示】，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能，也可默認(rèn)按月查詢報(bào)表【圖(9)所示】，為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他指定位置。
圖(8) 自定義電能報(bào)表
圖(9) 月查詢電能報(bào)表
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)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(10)。
圖(10)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的**，可靠運(yùn)行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)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(quán)限的修改，見圖(11)
圖(11) 用戶登錄
負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。通過點(diǎn)擊一次圖上面的符合曲線按鈕，即可對應(yīng)查看該回路的實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持，見圖(12)。
圖(12)趨勢曲線圖
4 結(jié)束語
電力的供應(yīng)對社會(huì)的生產(chǎn)、工作的正常進(jìn)行有著非常重要的作用，管理人員如何才能在值班室內(nèi)快速迅捷的發(fā)現(xiàn)配電回路的故障及運(yùn)行情況呢?本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)的應(yīng)用很好的解決了這一問題，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對配電室低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊及WEB發(fā)布功能，可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框及語音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行**、可靠、穩(wěn)定，為配電室用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。[2]
參考文獻(xiàn)：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)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(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
QQ：2880157874 T：0510-86189390 M:18860995120 F:0510-86179930 E-MAIL:2880157874@qq.com
網(wǎng)址：http://www.jyacrel.cn http://ecc.acrel.cn/
