陈海霞

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文主要介绍了上海新阳半导体材料股份有限公司采用安科瑞智能电力仪表及Acrel-3000电能管理系统对厂区配电系统进行监测；仪表通过总线型组网方式，把数据上传至后台，进行智能化组网。系统实现了分散式采集和集中控制管理的智能化、数字化、网络化电能管理。

关键词：智能电力仪表；电能管理；Acrel-3000；新阳半导体

0 项目概述

    上海新阳半导体材料股份有限公司低压配电测量原用指针式仪表，现项目需改造为智能电力仪表，并组建电能管理系统，要求有最大需量和短信提醒功能。

     整个厂区共有12个厂房和办公楼，其中变电所在5号厂房，其它厂房和办公楼的电源均从5号厂房变电所引出。变电所共10面低压柜，1路进线，35路出线，另外有3面电容器柜。低压柜上原有指针式电流表，现需要把原有指针式电流表更换成安科瑞多功能网络电力仪表，并对原回路加装电流互感器，并配置一套电能管理系统，采集所有网络电力仪表的数据，进行实时的监控。

1 用户需求

    由于没有对所有回路进行有效实时监控，所以当电费有异常大幅超标的情况下，不能掌握电能消耗情况，找不到异常超标的原因。配置一套电能管理系统，需求如下：

    1）对主进线回路进行需量管理，当需量越限时发出告警信号，并发短信通知；

    2）实时监控所有馈线回路的功率消耗，并记录功率曲线；

    3）记录所有馈线回路的电能消耗，并自动生成日/月/年电度报表；

2 设计原则引用标准

2.1 设计原则

    1) 开放性：本系统中将涉及到不同厂商的设备技术，以及系统的扩展需求，在本项目的产品技术选型中，避免采用专有技术，从而使系统的软硬件平台具有充分的开放性.

    2) 先进性：系统的软硬件平台建设、应用系统的设计开发以及系统的维护管理所采用的产品技术均综合考虑当今技术发展趋势，采用相对先进同时市场相对成熟的产品技术，以满足系统未来的发展需求.

    3) 高性能：系统设计应从服务器处理能力、网络带宽传输能力、软件系统效率等角度综合分析，合理设计结构、使系统具有足够的处理能力，以适应大数量量数据处理和用户访问需求，保障系统服务质量。

    4) 安全性：系统对安全性问题予以高度重视，从操作系统层，网络层，应用层每个层次都有相应的措施以解决传输安全，系统安全和信息安全的需求。

    5) 可靠性：系统应从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综合考虑，以确保系统中没有单故障节点，实现7X24不间断服务。

    6) 扩展性：在本系统中，所有的网络、服务器、存贮、应用软件的设计遵循可扩充的原则，以实现随着需求的发展而扩展。系统采用模块化结构，具有很好的兼容性和可扩充性，即可使不同的厂商的设备和系统集成到同一个平台中，又可使系统在日后可以根据用户需求方便地扩展。

2.2 引用标准

    1) ISO/IEC11801《国际综合布线标准》

    2) GB/50198《监控系统工程技术规范》

    3) GB50052-2009《供配电系统设计规范》

    4) GB50054-2011《低压配电设计规范》

    5) IEC 61587《电子设备机械结构系列》

    6) DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》

    7) DL/T 698.1-2009《第1部分：总则》

    8) DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技术规范》

    9) DL/T 698.31-2010《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》

    10) DL/T 698.35-2010《第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》

    11) DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

    12) DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》

    13) DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》

    14) DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通讯协议-集中器下行通信协议》

3 解决方案

    上海新阳半导体材料股份有限公司电能管理系统采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层：

3.1 现场设备层

    现场设备层仪表选型按照满足用户电能管理系统要求的原则，同时结合公司多年配电自动化系统工程经验进行配置。现场主进线回路监测采用多功能网络电力仪表ACR120EL/D，可进行回路电参量测量和最大需量监测；出线回路选用功能网络电力仪表ACR120EL。

3.2 网络通讯层

    通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，仪表通过RS485现场总线方式接入串口服务器,采用MODBUS-RTU规约。串口服务器把采集到的间隔层设备信息转换成以太网，接入电能管理计算机。

3.3 站控管理层

    站控管理层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电能管理系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，极大的方便了操作，提高了工作效率。系统结构拓扑图如下：

4 系统功能

1) 配电监测：以配电一次干线图的形式直观显示配电线路的分布情况，同时将实时采集的各回路的电参量信息，以及配电回路开关的分合闸状态。