安科瑞10/0.4KV配電監控系統在沈陽故宮博物院項目中的應用

1.上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
2.遼寧省建筑設計研究院 遼寧沈陽 110031)

　　摘要：本文介紹了基于Acrel-3000電力監控軟件和ACR220EK網絡電力儀表，設計并實現了一套分散式采集和集中控制管理原理的配電自動化系統。系統實現了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現場操作斷路器的煩瑣，提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優點。

　　關鍵詞：電力監控軟件；網絡電力儀表；配電監控

　　0引言

　　當前，國內很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實現分散供電，給整個系統的運行管理帶來了很多的不便，計算機技術和網絡通信技術日趨成熟，配電系統測量、控制等功能的智能化、網絡化已是發展的必然趨勢，配電系統運行中的各種問題可以通過微機全面解決。

　　智能化配電系統由開關配以具有通信功能的智能化元件經數字通信與計算機系統網絡連接，實現對分散分布的低壓電纜分接箱內開關設備運行的自動化管理。系統可實現數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控制及設備維護信息管理等功能。

　　1.系統拓撲結構

　　沈陽故宮博物院為中國明清皇宮文化遺產，各宮殿建筑展廳的供電開關置于73個分布式的低壓電纜分接箱內，見圖1。電纜分接箱內由AHK-0.66系列電流互感器、ACR220EK網絡電力儀表采集測量電流，總開關的分合閘由ACR220EK的DO（開關量輸出）接口觸發繼電器，由繼電器控制斷路器的分合閘；開關狀態由輔助觸點接入ACR220EK儀表的DI（開關量輸入）接口，所有電參量數據由儀表的通訊接口經RS-485總線傳給上位機，實現遙測、遙控和遙信功能。

　　沈陽故宮博物院電力監控系統的拓撲結構如圖2。系統多采用分布式結構，按功能或區域進行劃分，模塊化設計。整個系統一般分為三層，即現場層、中間層、主控層。

2.1現場層

　　現場層主要任務是將現場的各種配電系統的運行參數進行采集和測量，并將采集和測量的各種數據傳輸給監控系統。其主要設備是：AHK-0.66系列電流互感器、正泰智能斷路器及ACR220EK網絡電力儀表，裝設在現場的電纜分接箱內。上述設備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，ACR220EK具備RS-485 通信接口，通過現場的RS-485總線將檢測到的各項電參數和狀態信號實時傳輸到中間層的數據處理單元。

　　ACR220EK網絡測控電力儀表，是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關量輸入/輸出狀態等。該系列儀表具備完善的通信聯網功能，能實現遠程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監控系統；電力儀表與智能斷路器配合實現遙測、遙控。控制方式見圖3。

2.2中間層

　　中間層位于現場層與主控層之間，采用PCI插槽模式內置于監控計算機主板上，給計算機虛擬出更多的RS485接口，并帶2400VDC的光電隔離，主要完成現場層設備與主控計算機之間的網絡通信聯接、數據交換。

　　2.3主控層

　　主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現對整個箱式配電系統的實時監控。

　　2. Acrel-3000電力監控組態軟件解決方案

　　Acrel-3000電力監控組態軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網絡應用中，所有應用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據完全相同，通過“組態”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統集成的時間，提高了集成效率。

　　監控中心位于故宮停車場內的文物倉庫，位于故宮外的西南角落，現場監控設備分布于故宮內各個角落，直接采用鋪設RS-485總線進行通訊較為方便，考慮到現場地理位置及走線方便合理等問題，采用4路RS-485網絡可將所有現場監控點覆蓋，位于故宮南部的辦公區為離中控室較近和線路較短的回路，位于故宮西北部的西七間樓至七間房的監控點組成一個RS485網絡，位于故宮中部武警營房至太廟的監控點和東北部的鳳凰樓至正蘭旗亭分別組成RS485網絡，由于此兩路距離較長，均超過1500米，已超過RS485通訊最大距離，線路中采用安裝RS485隔離中繼器將通訊距離延長。

　　3. 結束語

　　在電力監控系統中配置網絡電力儀表，具有實施簡明，投資少等顯著優點，可以方便和實時地監控配電系統的運行狀態，對故宮內各殿堂展廳的用電設備進行統一管理，免去開館和閉館需人員進行合分閘的煩瑣工作，系統對各種用電設備的歷史運行數據和狀態進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。

　　參考文獻：

　　1）《電力電測數字儀表原理與應用指南》 任致程，周中，中國電力出版社

　　2）《變配電所計算機監控系統工程實例》 黃陽，智能建筑電氣技術，2006年7月第5卷第3期。

　　作者簡介：

　　1、羅炳華 畢業于河海大學自動化專業 從事低壓配電系統集成工作

　　2、孫勝進 遼寧省建筑設計研究院 電氣總工 教授級高工