发布日期：2023/10/2

【摘要】：随着电力工业的快速发展、计算机网络技术的成熟、智能电力仪表的应用，电力系统监控已进入智能化、网络化、数字化的时代。本文介绍基于网络电力仪表（PZ80-E4/K）的Acrel-2000电力监测软件在东莞虎门港码头配电监控中的应用。系统实现了分散式采集和集中控制管理的智能化、数字化、网络化电力监控。
【关键词】：码头变配电；网络电力仪表；电力监控

1 项目概况
        东莞虎门码头7#、8#泊新建工程总投资6.61亿元，占地面积约726.53亩，岸线长度578米，建设2个3万吨级多用途泊位（水工结构按5万吨级设计），设计年吞吐量为件杂货120万吨及集装箱10万TEU，是广东省标志性工程。
        整个码头的配电系统共分3个配电区域，分别为1#高低压变配电所、2#高低压变配电所、3#高低压变配电所。另外整个配电系统还设计了5个箱变对电动轮胎吊车及空调进行供电。各个变电所及箱变分散的分布于整个码头,整个配电系统共计450多个低压馈出回路；20多个中压馈出回路，所有回路均安装网络多功能电力仪表PZ80-E4/KC；10KV进出线及母联柜安装微机综合保护装置，对整个配电系统的运行进行监测及保护。

2 用户需求
        配电室之间及各箱变相对较分散，为了便于对整个配电系统进行集中管理，码头供电系统要求设立一套稳定可靠的电力监控系统，实现对码头高杆等按照时间段以及人工操作等方式进行远程控制，同时实现对整个码头各个用电环节的用电情况进行监测。

3 设计方案
3.1 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》

3.2 系统结构
        整个系统设计了一套Acrel-2000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。
        现场设备为采集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以及故障等开关量状态；网络管理层主要包括通讯管理机、光电转换设备、交换机等，负责数据的上传及指令的下达；监控管理层为整个系统的核心，所有数据的存储、电力系统的运行状况的显示、控制指令的下达均通过该部分完成。
        主要功能为一次主接线图界面显示；事件记录，系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷查询、用户权限管理等主要功能；遥测信息报表查询，高杆灯远程控制，断路器分合闸状态指示等。
        整个系统的网络结构如图1所示：

图1

        整个系统的监控中心位于3#配电室二楼值班室，数据采集主要分为3部分，分别为1#配电室、2#配电室、3#配电室，其中5#箱变电力仪表、2#配电室电力仪表均通过屏蔽双绞线以485总线方式将信号传输至2#配电室通讯控制箱内的智能通讯管理机；1#、2#、3#、4#箱变以及1#配电室电力仪表信号通过485总线方式传输至1#配电室通讯控制箱内的通讯管理机。3#配电室电力仪表信号通过485总线方式传输至3#配电室通讯控制箱内的智能通讯管理机。所有智能通讯管理机均通过光纤及光电转换器连接，组建成码头小型专用局域网，完成数据的传输。

3.3 软件设计
        Acrel-2000电力监控软件是对现场仪表电能数据进行采集与电能数据管理的专用软件，系统为智能化网络能源管理系统，系统综合应用计算机网络、通讯、数据库、数值处理等多种现代信息技术，是电力系统的基础和重要组成部分。软件组态灵活、实用性强、操作简单、易于维护和扩展性强。它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，能够满足企业节能的要求，而且可利用网络通讯和IT信息处理技术，有效的加强码头的内部管理，提升码头的科学管理决策速度和准确度。
        系统依据客户实际需求进行设计，并实现了配电监测、高杆灯控制、远程抄表、电能报表、趋势曲线、事件及报警等功能。
        图2所示为本系统配电监测界面，实时显示3#配电室各回路三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数以及当前该回路断路器分、合闸状态、设备通讯报警、负荷越限报警等。并弹出报警提出对话框，提醒值班人员及时处理故障，降低事故发生率。

图2 配电监测

        本系统实现对虎门港码头32杆高杆灯（64只灯泡）进行远程定时及手动控制，在正常情况下，系统将会按照管理员所设定时间对高杆灯自动进行点亮及熄灭操作，提高了码头照明的及时性、同步性、合理性；同时系统还具有远程手动控制，避免了因天气多变带来的码头照明问题，提高了操作的灵活性，大大降低了电能的浪费，保证了资源的合理利用。图3为高杆灯控制画面。

图3 高杆灯定时控制

        图4所示为电能汇总报表，列出各回路电能数据，方便客户查询和打印。根据业主需求可以查看日报表，月报表，年报表。清晰了解各用电单位在某一时间段内的用电状况，为决策层节能减排提供数据依据。

图4 电能管理

        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5所示：

图5 趋势分析

4 项目实施过程中遇见问题
        整个项目实施过程中箱式变电站距离各变电所约100米距离，所有通讯线缆均走室外地沟，由于广东当地夏天天气多变，雷雨天气较多，因此在线缆铺设过程中，要注意对线缆的保护，屏蔽层需可靠接地，智能通讯管理机需加设防雷措施。因箱变变压器温控仪输出信号较弱，且传输距离较远，在信号传输时，需加配中继器，放大传输信号，使信号传输更加安全可靠。

5 结束语
        整个项目的实施持续了3个多月的时间，从线缆的铺设到通讯网络的建立直到最终整个系统的建成经历了多重考验。在系统成功运行了半年多时间后，大大降低了现场工作人员频繁往返于码头各用电现场，提高了工作效率，降低了人工成本；同时对该企业的节能减排做出了可靠的数据依据，为进一步降低码头运行成本提供了保障。

参考资料
[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