0 概述

    東北第一大站哈爾濱西站按一站兩場設計一次建成，哈大客專聯絡線、哈牡城際鐵路、哈佳新線引入西場；哈大客專引入東場并與哈齊四線貫通東場，設到發線11條，旅客站臺6座，西場設到發線7條，旅客站臺4座，總計為18個站臺22線，設東西兩個廣場，綜合樓建筑面積將達到7萬平方米。站內擁有高架候車室、貴賓室等現代化候車區。整個站舍區域東邊到工電路、南北以站場中心為基點，各向南北400米內擴延。同時哈爾濱西站將規劃東西兩個廣場，以東廣場為主，設置公交停車場、出租停車場、長途客運站和社會停車場。西廣場設計了公交、出租和社會停車場點

    安科瑞電氣股份有限公司于2013年10月承接哈西客運站10KV變電所,10KV東廣場A變電所,10KV東廣場B變電所,10KV東廣場C變電所,10KV東廣場D變電所,10KV西廣場變電所6個配電室6套電力監控系統的設計與實施，供配電系統圖如圖1所示下：

圖（1） 供配電系統圖

1.客戶需求

    本工程主要是設計長橋街道集宿樓電能管理系統，監控范圍為現場6個變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表，系統應通過多功能表計、通訊網絡和計算機軟件，實現供配電系統在運行過程中的數據采集、數據計算、電能抄表、報表生成等，根據其實際情況提出以下需特別注意的需求：

    1）集中采集AM系列的綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表的數據并在一次系統圖界面顯示。

    2）SOE事件記錄，實時記錄發生的電流速斷保護、電流限時速斷保護、過電流保護、過負荷保護等保護事件并可查詢。

    3）遙信報警查詢功能，對開關分合閘位置、彈簧儲能、小車開關工作位置和試驗位置、接地刀位置等開關量的變化實時記錄并提供歷史查詢功能。

    4）負荷趨勢曲線，對配電系統總進線回路設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報。

    根據用戶需求，需要對現場變配電所通過現場總線進行組網并建立電力監控系統（主要是數據的實時監控），在控制中心值班室內設置監控平臺，對6個變電所實時監測、統計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

2.系統結構描述

    本系統采用分層分布式結構進行設計，即站控管理層、網絡通訊層和現場設備層，項目組網圖如下，現場6個變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表經RS485現場總線連接至串口服務器，然后通過以太網傳輸至現場監控主機，實現數據的采集，存儲，處理，顯示和上傳，如圖（2）所示：

圖（2）10KV東廣場D變電所電力監控系統網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表分別對應相應的一次設備分散安裝在同各配電室的電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    建設完成后的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。

3  案例分析

    本監控系統主要實現河北省玉田信用社辦公樓變電所5個回路配電實時監測、分析及管理，監控范圍如下表1所示：

表1 監測點位分布表

    根據其改造的回路，系統可實時顯示一次回路運行狀況，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線電壓、電流、功率、功率因數、等電參量。見圖（3）

圖（3） 軟件一次系統圖

    系統監控現場所有點的通訊狀態，紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監測點通訊狀態，如圖4：

圖（4） 通訊狀態圖

    遙信報警查詢功能，對開關分合閘位置、彈簧儲能、小車開關工作位置和試驗位置、接地刀位置等開關量的變化實時記錄并提供歷史查詢功能，見圖（5）。

圖（5） 遙信報警查詢

    遙測報警功能，主要完成對直變和主變負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢功能，見圖（6）。

圖（6）歷史遙測報警信息

     SOE事件查詢功能，可對發生的電流速斷保護、電流限時速斷保護、過電流保護、過負荷保護、接地保護、負序過流一段保護、負序過流二段保護等發生的保護事件進行查詢如圖（7）所示：

圖（7） SOE事件歷史查詢

    參數抄表功能，主要所有回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。電參數主要包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率和有功電度。如圖（8）所示。

圖（8） 參數抄表

    用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖（9）所示：

圖（9） 電能報表

    負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持，見圖（10）。

圖（10）電流趨勢曲線圖   

4  結束語

    1）本系統于2014年6月完成現場調試，順利通過用戶驗收并投入運行，系統穩定可靠，至今未出現任何故障，得到用戶好評。

    2）本項目的成功實施表明：本項目的技術方案是科學的、合理的、可行的。

    3）本系統采用高低配電的集中監控，達到了預期的效果，電力監控軟件運行界面滿足了用戶需求，并有效降低了設計和施工成本。

作者簡介：

張林鋒，男，漢族，本科，工程師，從事智能電網用戶端能效管理解決方案工作，手機：15000183317，QQ：2880157876