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苏州旭创科技有限公司电能管理系统的设计与应用
发布时间:2019-03-08   点击次数:101次

赵娜

安科瑞电气股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介绍苏州旭创科技有限公司电能管理系统,采用智能电力仪表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-3000型电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控。

 

关键词:工厂;苏州旭创科技有限公司;楼层;智能电力仪表;Acrel-3000型;电能管理系统

 

 

0  概述 

  苏州旭创科技有限公司位于苏州工业园区霞盛路8号,苏州旭创科技有限公司专注于产品设计研发的高科技公司。公司研发设计高端的,跟国际前沿技术接轨下一代的10Gbit/s和40Gbit/s光模块及其测试系统。 具体产品包括:10G SFP+和XFP 模块,40G QSFP+模块,100G CFP模块以及自主设计的高性价比10G 误码仪。

  本项目为苏州旭创科技有限公司的电能管理系统。根据配电系统管理的要求,需要对楼层配电箱出线分别进行电能管理,以保证用电的安全、可靠和高效。

  Acrel-3000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。

1  系统结构描述

  本监控系统主要实现苏州旭创科技有限公司楼层和变电所的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为213台安科瑞自制的多功能电力仪表进行远程实时监控和电能管理,其中213台PZ80L-E4/C,120台ARTM系列温度巡检仪。该系统333台智能监控设备,分19条总线,所有总线通过屏蔽双绞线拉至串口服务器,经TCP/IP网络连接至值班室监控主机,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)、(2)、(3)所示:

图(1)低压网络拓扑图1

图(2)低压网络拓扑图2

图(3)低压网络拓扑图3

  间隔设备层主要为:安科瑞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:串口服务器,其主要功能为把RS485信号转换成RS232信号,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能发送或接收数据,数据传输速率为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  电能管理系统主要功能

  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  历史事件

  历史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  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

  苏州旭创科技有限公司电能管理系统监控区域为楼层配电箱,本项目针对楼层和变电所配电系统进行用电监控与电能管理。

  现场所有回路采用PZ80L-E4/KC多功能仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电能管理需求而设计的网络电力仪表,它能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、无功电度等多种电参量。并且本仪表带有2路光电隔离开关量输入接点,这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电能管理、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。

  测温回路采用ARTM-8/16温度巡检仪,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦而设计的测温型智能模块。

  低压配电二次图见图(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。  

 

 

 

 

 

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. 智能电网用户端电能管理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:

赵娜,女,本科  安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电网供配电

 

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