变配电监控系统在上海华山医院病房新建工程中的应用.doc

变配电监控系统在上海华山医院病房新建工程中的应用0概述上海华山医院病房楼是一幢医用建筑,建筑面积约为2万平方米。根据配电系统管理和能耗监测的要求，需要对楼内的高压进线、0概述上海华山医院病房楼是一幢医用建筑,建筑面积约为2万平方米。根据配电系统管理和能耗监测的要求，需要对楼内的高压进线、低压配出线和各楼层内配电箱进行电力监控，以保证用电的安全、高效。Acrel-3000型低压智能配电系统，利用现代电子技术、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，将分散的现场设备连接为一个有机的整体，实现远程监控和集中管理。1配电监控系统构成本系统采用分层分布式计算机网络结构即现场设备层、网络通讯层和站控管理层如图1所示。图1系统拓扑结构现场设备主要的设备为：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，同时用户可以通过系统软件发送指令至现场设备，实现远程遥控功能。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。RS-485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监控系统的主要功能电力监控计算机通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各回路电力参数的数据采集，信息经分析、处理，以报表等多种形式供值班员参考，使值班员能够便捷的掌握供电系统的运行状况，包括相关设备的运行状况。2.1运行信息与保护信息采集系统采集来自智能测控单元装置送来的参数，所有信息低压主进、母联和出线的遥测信号。包括每个回路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能和各种告警信息等。2.2人机操作界面系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。可按照配电所显示配电系统设备状态及相应实时运行参数。系统软件提供功能齐全的图形编辑软件，用户可以根据实际情况和以往习惯自行定各种图元图形及设备在各种状态下的显示方式。包括如下功能特征：全图形方式编辑的图形画面具有多种显示特性，用户可以非常直观、方便地编辑、定位、查看有关信息和内容。提供画面管理工具，可联想相关调用、重要画面快速调用、画面文件索引选择、事故自动调用画面。提供多种数值显示手段，数值可用棒图显示、曲线显示，并可根据数值状态和系统状态由用户根据需要和习惯自行定义闪烁、变色及置上特殊符号以便区分包括遥测在内的各种数据的正常、越上限、越下限等情况。屏幕显示：中文液晶显示，可选择图形颜色、闪烁、动画等手段充分表示工况图及操作画面、配电系统实用参数表格、各类操作票及报表、事故及故障报警显示、测控及保护单元运行工况显示等电力运行状况；画面显示响应时间1s。见图2。图2配电系统图2.3统计分析、报表、打印时、日、月、年用电量统计；用户自定义报表格式和计算方法；所有报表的定时打印、召唤打印、和事件记录打印；数据库实时和历史记录保留2年以上；对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、日、月、季度和年度报表；见图3。图3电参量汇总表各设备参数和最值统计报表；全系统运行统计报表等对于事件记录、报警和数据报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印。能源统计报表及打印，对能源消耗进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、日、月、季度和年度报表；能耗统计报表，日、月、年的有功/无功电能的统计，并按用户常规格式输出电能报表，实现人工抄表到自动报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印，见图4。图4电能报表2.4历史记录与趋势分析系统收集各监测控制与管理装置的实时数据并存储在一个开放式数据库中予以保存，系统可保存长时段的历史记录。系统可以标准和设定文件格式随时调用和打印上述历史数据。根据历史数据记录可进行各参数的年度、月度和日变化和实时数据趋势分析，进行分类和综合比较分析，为业务流程优化和设备设施使用优化提供依据，见图5。图5电流趋势曲线图2.5系统安全本系统软件设置多达几百种密码分区和密级设置，为系统管理员、工程师、值长、一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施，见图6。图6用户权限管理2.6故障分析与设备维护管理系统依据带时标的事件记录和波形记录可进行故障和事件的成因分析；另外，系统统计开关等设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备维护预告；见图7。图7事件记录2.7保护信息管理管理保护定值和保护动作信息，提供有关查询。2.8其他功能其它日常管理，如运行记录及交接班记录管理，设备运行状态、缺陷、维修记录管理、规章制度等。管理功能满足用户要求，适用、方便、资源共享。各种文档能存储、检索、编辑、显示、打印。2.9系统自诊断功能本系统软件能在线诊断各软件和硬件的运行工况，当发现异常及故障时能及时显示和打印报警信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。由于本系统设备有冗余配置，当系统发生软、硬件故障时，能自动切换到备用系统设备上运行。3结束语随着社会的快速发展，用户对供配电自动化和智能化的要求越来越高，实现配电室的无人职守已经成为未来配电自动化发展的一个方向；ACREL-3000型变配电监控系统是解决供配电高质量运行的良好方案，运行表明，系统可靠、安全、稳定，并降低了设备运行成本，提高配电自动化质量。0概述上海華山醫院病房樓是一幢醫用建築,建築面積約為2萬平方米。根據配電系統管理和能耗監測的要求，需要對樓內的高壓進線、0概述上海華山醫院病房樓是一幢醫用建築,建築面積約為2萬平方米。根據配電系統管理和能耗監測的要求，需要對樓內的高壓進線、低壓配出線和各樓層內配電箱進行電力監控，以保證用電的安全、高效。Acrel-3000型低壓智能配電系統，利用現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的現場設備連接為一個有機的整體，實現遠程監控和集中管理。1配電監控系統構成本系統采用分層分佈式計算機網絡結構即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層如圖1所示。圖1系統拓撲結構現場設備主要的設備為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統軟件發送指令至現場設備，實現遠程遙控功能。以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲幹擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。2監控系統的主要功能電力監控計算機通過現場設備和通信系統提供的傳輸通道，完成對各回路電力參數的數據采集，信息經分析、處理，以報表等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握供電系統的運行狀況，包括相關設備的運行狀況。2.1運行信息與保護信息采集系統采集來自智能測控單元裝置送來的參數，所有信息低壓主進、母聯和出線的遙測信號。包括每個回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能和各種告警信息等。2.2人機操作界面系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。可按照配電所顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數。系統軟件提供功能齊全的圖形編輯軟件，用戶可以根據實際情況和以往習慣自行定各種圖元圖形及設備在各種狀態下的顯示方式。包括如下功能特征：全圖形方式編輯的圖形畫面具有多種顯示特性，用戶可以非常直觀、方便地編輯、定位、查看有關信息和內容。提供畫面管理工具，可聯想相關調用、重要畫面快速調用、畫面文件索引選擇、事故自動調用畫面。提供多種數值顯示手段，數值可用棒圖顯示、曲線顯示，並可根據數值狀態和系統狀態由用戶根據需要和習慣自行定義閃爍、變色及置上特殊符號以便區分包括遙測在內的各種數據的正常、越上限、越下限等情況。屏幕顯示：中文液晶顯示，可選擇圖形顏色、閃爍、動畫等手段充分表示工況圖及操作畫面、配電系統實用參數表格、各類操作票及報表、事故及故障報警顯示、測控及保護單元運行工況顯示等電力運行狀況；畫面顯示響應時間1s。見圖2。圖2配電系統圖2.3統計分析、報表、打印時、日、月、年用電量統計；用戶自定義報表格式和計算方法；所有報表的定時打印、召喚打印、和事件記錄打印；數據庫實時和歷史記錄保留2年以上；對各電氣設備和系統運行參數進行匯總統計，並根據用戶要求生成各類報表，包括：分時、日、月、季度和年度報表；見圖3。圖3電參量匯總表各設備參數和最值統計報表；全系統運行統計報表等對於事件記錄、報警和數據報表，可設置為定時和根據需要的召喚打印。能源統計報表及打印，對能源消耗進行匯總統計，並根據用戶要求生成各類報表，包括：分時、日、月、季度和年度報表；能耗統計報表，日、月、年的有功/無功電能的統計，並按用戶常規格式輸出電能報表，實現人工抄表到自動報表，可設置為定時和根據需要的召喚打印，見圖4。圖4電能報表2.4歷史記錄與趨勢分析系統收集各監測控制與管理裝置的實時數據並存儲在一個開放式數據庫中予以保存，系統可保存長時段的歷史記錄。系統可以標準和設定文件格式隨時調用和打印上述歷史數據。根據歷史數據記錄可進行各參數的年度、月度和日變化和實時數據趨勢分析，進行分類和綜合比較分析，為業務流程優化和設備設施使用優化提供依據，見圖5。圖5電流趨勢曲線圖2.5系統安全本系統軟件設置多達幾百種密碼分區和密級設置，為系統管理員、工程師、值長、一般值班操作人員等提供分級密碼，並對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施，見圖6。圖6用戶權限管理2.6故障分析與設備維護管理系統依據帶時標的事件記錄和波形記錄可進行故障和事件的成因分析；另外，系統統計開關等設備的狀態參數和累積壽命參數，可據此提出設備維護預告；見圖7。圖7事件記錄2.7保護信息管理管理保護定值和保護動作信息，提供有關查詢。2.8其他功能其它日常管理，如運行記錄及交接班記錄管理，設備運行狀態、缺陷、維修記錄管理、規章制度等。管理功能滿足用戶要求，適用、方便、資源共享。各種文檔能存儲、檢索、編輯、顯示、打印。2.9系統自診斷功能本系統軟件能在線診斷各軟件和硬件的運行工況，當發現異常及故障時能及時顯示和打印報警信息，並在運行工況圖上用不同顏色區分顯示。由於本系統設備有冗餘配置，當系統發生軟、硬件故障時，能自動切換到備用系統設備上運行。3結束語隨著社會的快速發展，用戶對供配電自動化和智能化的要求越來越高，實現配電室的無人職守已經成為未來配電自動化發展的一個方向；ACREL-3000型變配電監控系統是解決供配電高質量運行的良好方案，運行表明，系統可靠、安全、穩定，並降低瞭設備運行成本，提高配電自動化質量。