Acrel-2000在中国石油大厦（武汉）配电系统中的应用

安科瑞 缪凯伦 陈聪 陈正

摘要：中国石油大厦(武汉)电力监控系统运用屏蔽双绞线直接连接的方式：把仪表、组态软件与网络设备连接起来。该系统将硬件电路组装在通讯机柜中，通过ACREL-2000组态开发设计监控软件，显示系统的配置及各种电气参数，实现对高、低压配电室数据采集、监控、遥控和管理。整个系统集成度、可靠性、实时性高，能满足中国石油大厦(武汉)电力监控系统智能化的要求。
关键词：电力仪表   组态软件   网络设备   中国石油    电力监控

前言

  目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用,全国各地工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。

  安科瑞的Acrel-2000型电力监控系统软件借助了计算机、通讯设备、计量保护装置等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。 该电力监控系统可以为武汉重型机床集团提供“监控一体化"的整体解决方案，主要包括实时历史数据库AcrSpace、工业自动化组态软件AcrControl、电力自动化软件AcrNetPower等。

系统概述
     武汉中国石油大厦建筑面积近6.8万平方米，共30层.其中, 五星级酒店21层,写字楼部分9层.大厦外观简洁大方、气势恢宏，在周边建筑群中个性鲜明。大厦酒店拥有近300间套温馨的客房，包括精心设计的行政楼层客房和总统套房；共有1100个餐位，包括粤式中餐厅、典型欧式西餐厅、特色餐厅和大型宴会厅；配套有标准的游泳池以及各种康体设施；武汉中国石油大厦将按照标准酒店管理和经营。

安科瑞电气股份有限公司承接中国石油大厦(武汉)远程自动抄表系统项目的设计与实施。采用ACREL-2000型电力监控系统， 本监控系统的监控范围：高压配电室、低压配电室1#、低压配电室2#的电力仪表。其中高压配电室为锐致微机保护7台，低压配电室1#、2#有上海安科瑞电气股份有限公司仪表PZ80E4共146台。

用户需求

中国石油大厦（武汉）电力监控系统所要实现的功能是：远程监视大厦高低压配电系统的所有电参量；实时界面显示高低压各回路的重要电参数，高灵敏度和可靠度的实时数据刷新率；能看到实时的数据和查询各高压回路和低压进线以及低压重要出线回路的电流曲线图（或者负荷曲线图）；所有回路具有电参数查询报表，能查询到秒级的电参量历史值；电能报表，根据管理的需要可适当修改报表格式，能查询任意时刻的电能值。

主要设计参考标准

DL/T721-2006          《配电网自动化系统远方终端》

GB/50198-94           《监控系统工程技术规范》

GB50254～59－96   《电气装置安装工程施工及验收规范》

GB/J63-90               《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

ISARP55.1              《数字处理计算机硬件测试》

DL/T630                  《交流采样远动终端通用技术条件》

DL/T 814-2002         《配电自动化系统功能规范》

ISO/IEC11801          《国际综合布线标准》

GBJ232-2006           《电测量仪表装置设计技术规程》

DL5002-2010            地区电网电力调度自动化设计技术规范

DL451-2003             循环式远动规约

设计思路

按照中国石油大厦(武汉)的实际需求和智能元器件的功能，完成系统的设计，主要功能为：一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录，系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；历史曲线，用户权限管理、高压遥控、低压主进线遥控等主要功能。

整个系统采用网络分布式结构，监控主机位于监控室内，系统采用开放的通讯协议，通过现场总线连接到通讯服务器。

系统的结构

本系统采用分层分布式计算机网络结构即间隔层、通讯层和站控层如下图所示：

间隔层主要的设备为：电力仪表、开关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。

中间层主要为：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。

系统的主要功能

一、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Ep、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。

二、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，配电系统电气一次主接线图，显示设备状态及实时运行参数；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；报警记录显示等。

1、高压一次图：

高压一次图为系统主监控画面，主要实时监测高压回路的运行状态，重要的电参量等。界面上各回路一次图显示红色代表合闸，绿色代表分闸。

2、低压一次图：

实时显示低压进线回路，电容补偿、出线回路的合分闸情况，实时刷新负载、电流、电压、功率等的实时值。

3、实时、历史曲线图：

界面内的的功能按钮包括时间间隔的选择，刷新曲线、鼠标缩放、鼠标平移，搜索曲线、曲线在显示见面里的左右移动以及电流曲线位置的调整。电流在趋势图中位置的调整分为5个档，用户可以根据查询电流的大小，选择适当的量程。

4、电能、电量报表

此电能报表支持手动输入时间查询任何时段和任何回路的耗电量。同一变压器下的出线回路安排在同一个电能报表内，便于管理人员的统计管理。系类报表可设计成用户惯用的电能报表格式，以延续工作人员的工作风格。

5、高压光子牌：

显示微机保护装置上电、装置掉电、装置复位、信号复归、遥控操作、就地操作、修改保护定值、装置自检错误、装置超温等信号，信号跳变时伴随声光报警。

三、故障报警及事故追忆

在配电系统发生运行故障时，会及时发出声报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间地点，以被用户查询，追忆故障原因。

四、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。

五、用户权限管理

可根据买方要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。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。

结束语

中国石油大厦（武汉）通过集中监控微机的软件，读取配电室各仪表的信息量，实现监控机对配电室的电力仪表集中监控。可以了解到整个大厦的电力系统状况，这对电力系统事故状态下的调度指挥也很有益处。
   中国石油大厦电力监控系统项目，通过监控系统软件实现了控制现场仪表；实现对配电室数据采集、监控和管理；同时具备报警处理等功能。友好的界面操作系统和简易的操作，使系统更具有人性化。而且，本系统将硬件设备组装在自行设计的通用开关柜中，实现集中管理，同时也便于系统的维护与更换，提高产品的模块化、标准化、层次化，便于系统的扩展。采用组态软件，减少了电力设备状态监视对人力依赖，降低了人力的成本，提高了经济效益。为电力系统的生产运行和管理提供了科学、准确的依据。