安科瑞電能管理系統(tǒng)在昆明第十污水處理廠的應用

分類：技術教程日期：2014-04-19 14:08:42 來源：江蘇安科瑞電器制造有限公司

概述

云南省昆明市第十污水處理廠是亞洲首家大規(guī)模采用膜生物反應器污水處理工藝的環(huán)保項目，每天可處理污水15萬噸，采用全地埋式集中布置，在節(jié)約土地的同時，還可在地上建成園林景觀，這個地下式污水處理廠，位于官渡區(qū)石虎關立交橋，占地約59畝，服務面積59平方公里，服務人口43萬人，總投資7億元，主要處理西起環(huán)城東路-東二環(huán)，東至東三環(huán)，北始穿金路，南止昆石高速區(qū)域的城市污水。

該污水處理廠有6個變配電室，97路0.4KV出線。

1客戶需求

污水處理廠是國內首個大型地下式污水處理廠，在配電室分布在6個地點，對用電管理人員很大的不便，根據(jù)其實際情況提出以下需求：

1）由于該污水處理廠配電室分布于6個地點比較分散，本次設計、集成的主要目的對分散配電的集中管理，通過數(shù)據(jù)轉發(fā)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2）各個分變的電流越限時無法實時被管理人員得知，安全用電存在隱患，系統(tǒng)需能實現(xiàn)聲光告警功能。

3）需實時監(jiān)測主變和直變的實時電流、電壓、功率的波動情況。

4）能夠查看具體某個回路或幾個回路每天的用電量，并可通過報表進行對比。

5）系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以通過局域網(wǎng)轉發(fā)至異地SQL Server數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

根據(jù)用戶需求，需要對第十污水處理廠6個變配電所進行組網(wǎng)并建立電能管理系統(tǒng)（主要是數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控），在控制中心值班室內設置監(jiān)控平臺，對97個回路實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

安科瑞電能管理系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控、集中管理。

2 系統(tǒng)結構描述

本系統(tǒng)采用分層分布式結構進行設計，即站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層，項目組網(wǎng)圖如下，現(xiàn)場6網(wǎng)絡個地點的ACR220EL網(wǎng)絡電力儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場總線連接至串口服務器，然后通過以太網(wǎng)經(jīng)光纖傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控主機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，顯示和上傳如圖（1）所示：

圖（1）電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

間隔設備層主要為：ACR220EL多功能網(wǎng)絡電力儀表，分別對應相應的一次設備分散安裝在6個配電室的電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

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

建設完成后的多功能網(wǎng)絡電力儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)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(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

3 電能管理系統(tǒng)主要功能

3.1 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是電能管理的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到電能管理的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

3.2 歷史事件

歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

3.3 數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

34 用戶權限管理

針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

3.5 運行負荷曲線

負荷趨勢曲線功能主要負責定時重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

3.6 遠程報表查詢

報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

報表具有自由設置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。

3.7 數(shù)據(jù)轉發(fā)功能

電能管理系統(tǒng)通過廠內局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)轉發(fā)至控制中心的SQL Server數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，避免數(shù)據(jù)的重復采集。

4 案例分析

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)云南省昆明市第十污水處理廠6個0.4KV變電所97個回路配電實時監(jiān)測、分析及管理，監(jiān)控范圍如下表2所示：