張林鋒

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：本文介紹基于人機(jī)界面和三相電子式多功能電能儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的繁復(fù)性，減少人工操作的誤差性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：人機(jī)界面；三相電子式多功能電能儀表；自動化系統(tǒng)；監(jiān)控

0引言

    隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理已成為多數(shù)用電量高的企業(yè)必然選擇，節(jié)能、減少人工現(xiàn)場電能統(tǒng)計(jì)誤差是當(dāng)前用電迫在眉睫的問題，積極采用先進(jìn)的技術(shù)和管理手段實(shí)現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)更是節(jié)能行之有效的途徑。

    配電自動化系統(tǒng)包括很多部分，其中配電監(jiān)測是配電自動化系統(tǒng)的一個非常重要的組成部分，主要功能包括：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、導(dǎo)出，配電網(wǎng)運(yùn)行管理，用戶管理，地理信息系統(tǒng)（GIS）等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，我國電力行業(yè)正朝著信息化程度更高的方向發(fā)展，各種先進(jìn)的信息技術(shù)正逐步應(yīng)用于配電自動化監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中。

    本文以石油鉆具有限公司電能監(jiān)控系統(tǒng)為例子，提出了利用觸摸屏和安科瑞公司三相電子式多功能電能儀表研制了一套適用于高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。

    1、項(xiàng)目介紹

    石油鉆具有限公司主要生產(chǎn)鉆桿接頭、加重鉆桿接頭、特殊鉆桿接頭等產(chǎn)品，公司擁有中型配電室一個，該項(xiàng)目采用昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS TPC7062KX與安科瑞DTSD1352三相電子式多功能電能表，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的監(jiān)測、控制，主要對整個配電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行全程的智能化監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析，以及對各回路所用電能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)^[1]。

    2、用戶需求

    石油鉆具有限公司為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化、統(tǒng)一化、智能化以及規(guī)范化的管理，經(jīng)過前期詳細(xì)的市場調(diào)研和對不同電力系統(tǒng)公司的考察后，最終提出以下需求：

    實(shí)時顯示:各配電柜回路電壓、電流及電能監(jiān)測信息實(shí)時刷新，并在觸摸屏實(shí)時顯示；

    電能管理:完成對各電能儀表的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表，報表能夠在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)電能實(shí)時查詢；

    數(shù)據(jù)導(dǎo)出:實(shí)現(xiàn)各電能儀表電能按照客戶要求的時間進(jìn)行自動、手動導(dǎo)出，導(dǎo)成Excel形式到U盤，供客戶對電能統(tǒng)計(jì)、打印。

    3、設(shè)計(jì)方案

    根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，以及實(shí)用性，安全性，實(shí)時性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，對石油鉆具有限公司的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設(shè)計(jì)方案。

    3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

    DL/T 814-2002       《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    DL/T645-1997        《多功能電能表通信規(guī)約》

    GB/50198-2011       《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    DL/T721-2000        《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

    GB/T50063-2008      《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

    DL/T634-2002        《遠(yuǎn)動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

    DL/T645-2007        《規(guī)約數(shù)據(jù)標(biāo)識》

    GB/T13729-2002      《遠(yuǎn)程終端通用技術(shù)條件》

    3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

    為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，現(xiàn)場所有儀表通過屏蔽雙絞線連接至觸摸屏，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理，實(shí)時顯示以及歷史查詢，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電力監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

    4、系統(tǒng)功能

    上位機(jī)采用觸摸屏MCGS TPC7062KX，通過觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場儀表連接、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)中監(jiān)控現(xiàn)場電能表用電量的功能^[2]。

    4.1 實(shí)時顯示

    觸摸屏采集現(xiàn)場各個電能表A相、B相、C相電流、電壓及當(dāng)前總有功電能數(shù)據(jù)，并在人機(jī)界面實(shí)時刷新顯示，具體數(shù)據(jù)如下圖2所示。

圖2 電能表數(shù)據(jù)顯示界面

    4.2 電能管理

    各個配電柜的電能表可以按照時間段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，選擇時間間隔對系統(tǒng)采集的電能表歷史電能數(shù)據(jù)精確查詢，根據(jù)客戶要求，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每隔1小時自動存儲電能，查詢結(jié)果在觸摸屏存盤數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)建中顯示，電能存盤數(shù)據(jù)如下圖3所示。

圖3 電能表數(shù)據(jù)存盤界面

    4.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

    本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電能表數(shù)據(jù)自動/手動導(dǎo)出，手動導(dǎo)出數(shù)據(jù)界面如下圖4所示，用戶根據(jù)需要選定導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時間段（開始時間、結(jié)束時間），即可導(dǎo)出電能數(shù)據(jù)，以Excel形式導(dǎo)出到U盤，同時系統(tǒng)根據(jù)觸摸屏對電能表數(shù)據(jù)存盤，自動導(dǎo)出所存盤的數(shù)據(jù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)如下圖5所示。

圖4 電能表數(shù)據(jù)導(dǎo)出界面

圖5 導(dǎo)出數(shù)據(jù)界面

   5、運(yùn)行效果

    數(shù)據(jù)的實(shí)時性：項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，各回路時間不統(tǒng)一，可對性差；項(xiàng)目實(shí)施后后臺實(shí)時采集，可比性強(qiáng)。

    存儲管理：項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢時翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲，數(shù)據(jù)可存儲幾年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。

整體分析：項(xiàng)目實(shí)施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比；項(xiàng)目實(shí)施后通過電能存盤數(shù)據(jù)分析，可了解各個時段的用電情況。

    數(shù)據(jù)安全：項(xiàng)目實(shí)施前分散管理，手工定時備份，對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動即時備份。

    設(shè)備管理：項(xiàng)目實(shí)施前各個配電柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時無報警；項(xiàng)目實(shí)施后通過觸摸屏清晰展示，回路是否正常產(chǎn)生數(shù)據(jù)，后臺自動記錄數(shù)據(jù)。

    6、結(jié)束語

    在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有實(shí)施簡明，投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，減少人員工作量，同時，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，工作人員根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析配電系統(tǒng)總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻(xiàn)：

[1].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

[2].昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS初級、中級教程. 2013.4

作者簡介：

張林鋒，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)，Email: 2880157876@qq.com手機(jī)：15000183317   QQ:2880157876