缪建梅
安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定
摘要：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，全国各地的重点工程项目、标志性建筑、大型公共设施等用户的急剧增加，对供配电的可靠性、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。
本文介绍了基于Acrel-3000电能管理系统在苏州金阊中学的应用，实现了分散采集，集中管理的智能化变配电管理。
关键词：远程抄表 网络电力仪表 电能管理
0 引言
金阊中学座落在苏州金阊新城区中心地块，位于虎新路以北，新莲路以西，中轴北路以东，规划占地面积为48653平方米（约73亩），规划建筑面积为39856平方米。校内将建有行政图书楼、教学楼、实验楼、艺体楼、师生餐厅和宿舍楼六大建筑群，并同连廊、小桥流水等江南风格相融为一体，加上室外的天然运动场就构建出了学校的主体。学校预计于2011年9月正式开学，将办成一个三年16轨，共48个班级的公办初级实验中学。建成后学校将以景范中学为依托，将传统和现代相结合，在凸显景范优秀文化的基础上，打造出一个以人为本的国际化、现代化多元发展学校。学校在配电管理上，紧跟时代步伐，采用先进的智能化的Acrel3000的电能管理系统，做到集中管理、集中控制，省去了值班人员现场抄表的烦琐，具有投资少、简明实用、便于智能管理等优点。
1 项目简介
苏州金阊中学共有一个变配电室，整个配电系统主要有2台10/0.4 kV配电变压器和2排高压进线柜，共计62低压4个10kV中压进出线柜，实现了对整个学校的电力供应。本项目电能管理系统主要对变电所内62个进出线回路及10kV配电回路进行管理，实现电力参数实时遥测、电能计量、电能报表等功能。
其中低压配电柜各进出线回路安装了上海安科瑞电气股份有限公司设计生产的ACR220E网络电力仪表，具有测量三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能等多种电参量，并带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点,带RS485通讯接口。
2 设计方案
2.1 主要设计参考标准
IEC870-1 《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》
IEC870-4 《远动设备及系统性能要求》
IEC870-5 《远动设备及系统传输规约》
DL 448-91 《电能计量装置管理规程》
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》
2.2 设计功能
2.2.1 系统结构
整个系统采设计了一套Acrel3000电能管理系统，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；通讯系统包括通讯管理机、屏蔽双绞线等；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。
2.2.2系统要求
整个配电管理系统以计算机站控管理系统为核心，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。
整个配电管理系统应用自动控制技术、计算机信息技术、现代通讯技术将整个配电系统各部分连接成一个有效的整体，从而实现对分散数据的采集，到后台数据集中分析最后反作用于配电系统的循环管理。
2.2.3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至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：
图2
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：
图3
负荷趋势
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4 趋势分析
事件报警
主要用于查看实时跳闸报警信息；帮助用户进行事故查询可追忆；支持历史查询，打印等
功能。报警菜单栏下有2个功能按钮，实时遥信报警，历史遥信报警信息，事件记录。实时报警信息和历史报警信息查询功能全部具备。如果有任何一个回路跳闸，实时报警信息中会及时展现哪一个回路跳闸，并且伴随着报警警报，直至值班员过去处理并且清除报警才会停止报警。
图5
3 结束语
Acrel-3000电能管理系统具有通用性好、可靠性高、组态灵活等优点，在金阊中学项目上得以成功应用。随着计算机信息技术的普及，低压配电智能化的要求也越来越高，变配电监控及低压配电管理使得实现配电室的无人职守真正成为现实，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少人力投入，提高工作效率，从而降低整个系统的运营成本。
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