嘉兴宝达物流电力监控系统设计

嘉兴宝达物流电力监控系统设计韩来发上海安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定摘要：本文介绍了基于Acrel-2000电力监控系统及网络多功能仪表，设计并实现了一套分散采集集中管理的自动化配电系统。通过计算机网络技术，对变配电设备实现远程精细、实时监控，避免人工采集数据的偏差，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。关键词：电力监控软件；网络电力仪表；配电自动化监测0引言

配电自动化，是一项集计算机技术、数据传输技术、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统。其目的是提高供电可靠性，改善电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。随着电力网络的不断发展，用电负荷的持续增长，各种新型负载不断涌现，用户更加关注电能质量问题，同时也对电能质量提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述变化带来的挑战，以实现配电系统持续可靠、高效低耗的运行。本文以宝达物流有限公司电力监控系统为例子，简单介绍变电站的配电自动化监测系统。1系统分析宝达物流有限公司位于嘉兴市全塘镇，一期工程拥有一个1万吨级散货泊位和一个1万吨级杂货泊位（兼顾3.5万吨级），可同时停靠两艘万吨级货轮,11年3月正式投入使用。本项目共有陆地及码头两个变电所，其中陆地变电所主要馈出办公大楼及高杆灯照明。共设20KV总降站一座、500KVA变压器一台，低压进线柜一面，电容补偿柜2面，低压出线柜2面（共计14个馈出回路）；码头变电所主要馈出门机及码头照明，共设20KVA压降一座、500KVA变压器一台、低压进线柜一面、电容补偿柜2面、低压出线柜6面（共计18个馈线回路）。陆地变电所配电详见表1：表1：柜号回路名称仪表型号地址波特率CTG0120KV进线继电保护119200COM4G03压变避雷器柜继电保护219200COM4G04变压器出线继电保护319200COM4G051#主变柜出线继电保护419200COM4G06备用出线继电保护519200COM41D1陆地380进线ACR320ELH519600COM31D2电容补偿ACR320ELH529600COM31D3综合楼照明ACR220EL539600COM3综合楼空调ACR220EL549600COM3西线高杆灯ACR220EL559600COM3备用ACR220EL569600COM31D4备用ACR220EL579600COM3备用ACR220EL589600COM3备用ACR220EL599600COM3备用ACR220EL609600COM3东线高杆灯ACR220EL619600COM3备用ACR220EL629600COM3中交二航局ACR220EL639600COM3保安办公室ACR220EL649600COM3配电房电源ACR220EL659600COM3码头变电所配电详见表2：表2柜号回路名称仪表型号地址波特率端口号G120KV进线继电保护119200COM5G3备用出线继电保护219200COM5G4备用出线继电保护319200COM5G5码头变压器出线继电保护419200COM5AL1码头380进线ACR320ELH519600COM6AL4码头高压板照明、变压器温控、电力监控电源ACR220EL529600COM6码头直流屏用电ACR220EL539600COM6码头PT智能照明柜ACR220EL549600COM6码头变电所照明ACR220EL559600COM6码头门卫电源ACR220EL569600COM6备用ACR220EL579600COM6备用ACR220EL589600COM6备用ACR220EL599600COM6AL5备用ACR220EL609600COM61#门机ACR220EL619600COM6AL6备用ACR220EL629600COM62#门机ACR220EL639600COM6AL7备用ACR220EL649600COM63#门机ACR220EL659600COM6AL8备用ACR220EL669600COM64#门机ACR220EL679600COM6AL9备用ACR220EL689600COM65#门机ACR220EL699600COM6用户需求陆地变电所和码头变电所之间相距约600米，且20KV的供配电方式，提高了电压等级，对供配电的安全可靠提出了更高的要求。因此整个码头供配电系统要求设立一套稳定可靠的电力监控及电能管理系统，实现对码头及办公大楼智能一体化的管理方式，减少因人工管理不到位所带来的安全隐患，同时实现对整个码头各个用电环节的用电情况进行监测。在总降站设置后台，对总降站及码头变电所内的主要设备进行遥测、遥信、遥控；对低压配电柜内的设备进行遥测、遥信。设计方案设计标准GB2887-2000 《计算站场地技术要求》GB/T13729-2002 《远动终端通用技术条件》DL478-2001 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》DL/T400-2010 《继电器和安全自动装置技术规程》DL/T814-2002 《配电自动化系统功能规范》DL/T634-2002 《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》DL/T721-2000《配电网自动化系统远方终端》DL/T770-2001《微机变压器保护装置通用技术条件》GB/T50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB-14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》GBJ232-2002 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB/T15145-2001 《微机线路保护装置通用技术条件》GB50171-2006《电气装置安装工作盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB/50198-2011 《监控系统工程技术规范》GB/T17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》DL/T5003-2005 《电力系统调度自动化设计技术规程》系统结构整个系统采设计了一套Acrel2000电力监控系统，采用分层分布式结构，即现场设备层、网络管理层、监控管理层，如图1所示：图1整套电力监控系统监控管理部分包括监控管理主机、打印机、UPS电源等；该配电系统分成两个部分：码头变电所及陆地变电所，电力监控管理部分设于陆地变电所总降站值班室。对于陆地变电所所有高低压配电设备监控仪表均可通过485总线接入通讯管理机，并由通讯管理机直接接入电力监控通讯机柜内的网络交换机，最终接入监控管理主机；对于码头变电所，距离电力监控值班室有600米左右距离，因此在码头变电所设置通讯采集箱，所有码头变电所高低压配电设备监控仪表均通过485总线接入通讯采集箱内通讯管理机，并由光电转换等设备将信号通过光钎传输至电力监控值班室内电力监控通讯机柜，最终经过以太网交换机接入至监控管理主机。在本项目中通讯系统包括通讯管理机、屏蔽双绞线、光纤、光电转换等；数据采集单元主要包括微机综合保护装置、ACR网络多功能仪表。整个配电管理系统以计算机站控管理系统为核心，应用自动控制技术、计算机信息技术、现代通讯技术对整个配电系统的一次主设备实现远程遥测、遥信。系统可根据用户的需求，实现对全部一次设备进行监测、计量、记录、报警等功能。并与继电保护设备进行通讯，实时掌握各种保护信息，实现变配电系统综合自动化。系统功能数据采集与管理配电系统的数据采集主要通过现ACR网络多功能仪表、PT、CT及微机综合保护装置将现场各回路电力系统运行参数，包括电流、电压、功率等遥测信息以及断路器分合闸状态、保护信息以及故障等开关量状态；现场设备将所采集和处理过的信号经屏蔽双绞线上传只通讯管理机经光纤或者五类线等媒介上传至站控管理层。各间隔级单元相互独立的存在于整个通讯网络中，增强了整个系统的可靠性及可用性。ACR网络多功能仪表及微机综合保护装置采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线双绞线传输，接线简单方便；通讯接口是半双工通信，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。信息处理对信号采集系统所采集实时数据进行统计、分析、计算，将数据进行定时存储。并通过计算产生每日/周/月/年用电量；每日/周/月/年最大负荷及最大负荷出现时间，对存在故障隐患的设备及时提出整改；通过电能分时计量累计电费，对不合理用电单位提出科学合理的改进；通过逻辑运算计算出设备正常、异常出现次数，存储事故发生时间、原因。电能报表如图2所示：画面显示19寸彩色液晶显示作为人机交互界面，实时显示配电系统各种信息画面，包括各断路器当前状态、各回路当前电压、电流、功率等测量值的实时信息。声光提示报警信息、保护设备动作及复位信息。实时画面如图3所示：画面显示负荷趋势曲线提供了某一段时间内该回路的负荷趋势，方便管理员掌握用电设备的运行状况，对存在故障隐患的设备及时提出整改，对不合理用电单位提出科学合理的改进。如图4所示：图2图3图4系统特点通讯线接点少，画面显示直观，数据刷新快，及时反应现场设备的运行状况，同时系统操作简单，方便用户使用，各种功能可根据用户的需求灵活变化，系统的设计快捷方便，修改软件也不繁琐。4结束语本文的配电自动化监测报警系统功能平台，实现的是基于B/S结构模式下的一种监测软件，在电力监控系统中配置网络电力仪表，方便实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，逐步提高配电自动化监测报警的水平。参考文献[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》，任致程、周中，中国电力出版社作者简介：韩来发(1985-)，男，本科，毕业于南京信息工程大学，从事变配电监控系统工作。上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部技术交流Q：1907079369Email:ACRELXLP@163.com

附录资料：不需要的可以自行删除疏浚工程质量控制措施方法疏浚工程质量控制措施本工程疏浚工程，我所考虑派一名航道专业监理工程师担任疏浚监理组的组长，并配备一名监理员全过程进行现场疏浚施工的监理，特别要杜绝承包人抛泥不到位的现象。质量控制基本方法水深测量测量是检验本疏浚工程实体质量控制的主要手段，测量专业监理工程师负责检查承包人的测量作业，包括GPS控制网参考站基点布设、检验、交接、高程基准面的确定，检查GPS仪器定位精度、测深仪精度、施工定位及水深测量验收等工作。在认真履行测量监理工程师职责的基础上，还应主要抓好以下几方面工作。指导各驻船监理工程师熟悉船载GPS方法检查施工定位，随时跟班检查施工船位保证挖槽的平面尺度，检查抛泥到位情况。指导驻船监理工程师掌握船载测深仪系统工作方式，随时检查挖泥水深情况。督促、检查承包人对测量仪器、设备进行定期校核，对督促检查中间过程检测及竣工测量。定期对中间测量成果进行统计分析，提出有关承包人案、技术措施的建议。船机管理疏浚施工船舶是实现工程目标的工具。工程实施过程中人、机、料、法、环五大因素都集中体现在施工船舶的运作上，所以，船机管理是实现工程目标的重要环节之一。监理部中设置一名熟悉船舶性能、船机设备、主要仪器仪表的监理工程师，负责对施工船舶设备性能、仪器仪表工作状况进行检查、监督，并指导驻船监理工程师或监理员对船机运行状况的掌握，随时跟班检查，保证施工过程质量。监理工程师除履行岗位职责外，主要抓好以下几方面工作。开工前督促承包人对所有船舶设备、仪器仪表进行一次校核。施工过程中经常检查船机设备的运行状况。指导驻船监理工程师检查船机状况、仪器仪表的记录读数，提出船机运行状况检查的标准表示，检查驻船监理工程师的日常记录情况。发现问题及时要求承包人检修、校验，向总监汇报船机工作状况，并提出船机状况报告及施工适应性意见。驻船监理监理部在每条施工作业的船只上配备监理人员，对船舶施工进行旁站监督，除认真履行岗位职责外，主要做好以下几点：认真做好监理日记，包括每挖泥船次，每作业班及每日的施工情况记录，记录内容全面，表示标准。向监理部提交监理日报。监理日记、日报中，记录每日、每班施工起止、停歇时间、完成挖泥船次，按要求计算船载方。每船挖泥记录中，记录挖泥土质情况、泥浆浓度、满载吃水与装载指示器显示值。检查承包人施工日志的真实详细情况，签认承包人的施工日报。检查督促承包人的安全管理措施。

船机设备检查监理程序11、施工船舶调遣计划、拖航计划2、施工船舶性能一览表3、各船机定编人员一览表4、施工船舶调遣进场申请表施工船舶调遣报告承包人 提交报告资料施工船舶调遣报告承包人审查调遣报告监理工程师核查结果审查调遣报告监理工程师核查结果11、施工船舶配备与施工组织设计一致2、船机性能满足施工要求3、工程船舶安全措施检查登记表4、工程船舶调度令整改检查审核内容整改批复施工船舶调遣申请表，同意调遣或签发整改通知批复施工船舶调遣申请表，同意调遣或签发整改通知不合格批复/指令合格11、施工船舶进场报告2、施工船舶启舱报告施工船舶调遣、进场承包人 施工船舶调遣、进场承包人检查进场船舶的船名、船型、数量检查进场船舶的船名、船型、数量检查进场船舶的主要性能检查进场船舶监理工程师整改检查进场船舶监理工程师整改1、签署施工船舶进场报告、批准船舶启舱报告；21、签署施工船舶进场报告、批准船舶启舱报告；2、不符合要求的船舶通知返航。核查结果核查结果不合格批复/指令合格船舶主要仪器仪表一览表、技术说明主要仪器仪表率定报告船舶仪器仪表率定承包人船舶主要仪器仪表一览表、技术说明主要仪器仪表率定报告船舶仪器仪表率定承包人参加仪器仪表率定，检查仪器率定过程和记录参加仪器仪表率定，检查仪器率定过程和记录旁站仪器仪表率定监理工程师整改旁站仪器仪表率定监理工程师整改核查结果签署仪器仪表率定报告或整改通知核查结果签署仪器仪表率定报告或整改通知不合格批复/指令合格同意船机使用同意船机使用 监理要点船机性能及数量的配备，在审查施工组织设计时必须把关，认真审查承包人对施工条件的分析，承包人案和船机配备。施工船舶调遣进场前，必须向监理提交报告，监理实地检查船机情况，符合要求时方同意调遣进场。船机设备、仪器仪表必须经过校验，监理检查签认后同意使用。挖泥施工监理程序施工计划安排、承包人案施工计划安排、承包人案技术条件、安全措施开工准备承包人 提交报告资料开工准备承包人检查开工条件监理工程师核查结果检查开工条件监理工程师核查结果不同区段的船机布置有无互相影响不同区段的船机布置有无互相影响与组织设计的安排一致技术条件可行、方案合理、安全可靠整改检查审核内容整改签署《挖泥开工报告》或签发整改通知签署《挖泥开工报告》或签发整改通知不合格批复/指令合格施工定位施工定位承包人挖泥区间就位，端部及边线位检查施工水尺的设置是否符合要求检查挖泥定位监理工程师核查结果挖泥区间就位，端部及边线位检查施工水尺的设置是否符合要求检查挖泥定位监理工程师核查结果整改检查审核内容整改不合格合格（续前表）提交挖泥施工记录表计算挖泥施工统计汇总表挖泥施工承包人提交挖泥施工记录表计算挖泥施工统计汇总表挖泥施工承包人检查挖泥作业效率检查施工水尺的设立精度施工工艺是否符合施工组织设计的要求挖泥过程监理工程师核查结果检查挖泥作业效率检查施工水尺的设立精度施工工艺是否符合施工组织设计的要求挖泥过程监理工程师核查结果整改检查审核内容整改发现不符合要求时，提出改进要求或签发整改通知发现不符合要求时，提出改进要求或签发整改通知不合格批复/指令合格抛泥区范围、水深、容量及抛泥顺序安排航行、抛泥承包人 抛泥区范围、水深、容量及抛泥顺序安排航行、抛泥承包人检查航行线路及抛泥区水深泥门布置、开启方式、开启顺序抛泥是否到位检查航行、抛泥监理工程师核查结果检查航行线路及抛泥区水深泥门布置、开启方式、开启顺序抛泥是否到位检查航行、抛泥监理工程师核查结果整改检查审核内容整改发现不符合要求时，要求改进或签发整改通知发现不符合要求时，要求改进或签发整改通知不合格批复/指令合格单循环结束单循环结束监理要点挖泥施工工艺方案及承包人符合施工组织设计要求，密切注意施工条件及船机仪器的工作状况，决不能盲目施工。驻船监理工程师跟班旁站，监督检查船机设备与仪器仪表的工作状况以及气象、水文、施工干扰等施工条件，并认真记录。严格检查挖泥的装舱及抛泥到位。

浚前及竣工测量监理程序测量计划安排测量计划安排人员组成、船机配置、主要仪器装备一览表测量施测报告测量准备工作承包人 提交报告资料测量准备工作承包人检查准备工作监理工程师检查准备工作监理工程师人员、船机、仪器及施测时间安排测量任务书、技术报告书符合要求船舶、仪器性能满足要求整改检查审核内容整改签署测量施测报告或签发整改通知签署测量施测报告或签发整改通知核查结果不合格批复/指令核查结果合格深仪、GPS定位精度检测报告测深仪换能器动吃水改正数深仪、GPS定位精度检测报告测深仪换能器动吃水改正数仪器、设备检查承包人检查审核检查审核监理工程师全过程旁站监理GPS定位精度的比测率定及测深仪比测工作整改全过程旁站监理GPS定位精度的比测率定及测深仪比测工作整改核查结果签署仪器精度检测记录核查结果签署仪器精度检测记录或签发整改通知，要求重新调试、校准不合格批复/指令合格11、水文观测资料2、水位过程曲线3、测深手簿、测深记录纸（复印件）、记录磁盘、航迹图水深测量承包人 提交报告资料水深测量承包人技术交底书技术交底书测深线、测深检查线布设测图比例、测深线定位点间距跟踪旁站测量监理工程师整改跟踪旁站测量监理工程师整改签署外业测量手簿及原始资料或签发整改通知签署外业测量手簿及原始资料或签发整改通知核查结果不合格批复/指令核查结果合格

（续前表）测量图纸测量技术总结报告内业整理承包人测量图纸测量技术总结报告内业整理承包人审查内业资料监理工程师核查结果审查内业资料监理工程师核查结果11、深度基准面的确定，水位改正；内插水深点等，水深量取、计算、校核2、检查输入的深度基准面等控制参数；测深线的取舍；定位点特征点等3、图纸分幅、比例、标识、签字等整改检查审核内容整改签署测量图纸及相关分析资料或签发整改通知，要求重测、补测签署测量图纸及相关分析资料或签发整改通知，要求重测、补测不合格批复/指令合格结束结束监理要点严格审核测量施工的准备工作，测量仪器必须经承包人校准、监理工程师检查签认后才能使用。注意检查施测条件，必须在GPS接收信号、工况等满足测量要求的情况下进行水深测量。外业记录必须详细符合要求。内业资料整理必须在经监理工程师逐项校对后才能正式出图。

竣工验收程序自检测量平面图自检测量平面图施工记录及补测资料测量仪器检查记录挖泥施工完成报告单工程施工完工报告承包人 提交报告资料工程施工完工报告承包人核查设计挖槽及边坡范围内的各水深点核查设计挖槽及边坡范围内的各水深点补测资料的水深测量仪器检查记录检查完成情况监理工程师整改检查完成情况监理工程师整改签署挖泥完工报告或签署整改通知签署挖泥完工报告或签署整改通知核查结果不合格批复/指令核查结果合格竣工测量开工报告、施测计划及技术方案竣工测量开工报告、施测计划及技