?   0 前言

   目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

 安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等，可以廣泛的應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。

1.  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Acrel-2000系列電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理，該系統(tǒng)（簡稱Acrel-2000型系統(tǒng)）由管理層（站控層）、通訊層（中間層）、間隔層（現(xiàn)場監(jiān)控層）三部分組成，見下圖。

   n 管理層由高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、UPS不間斷電源、GPS時間對時器、聲光報(bào)警設(shè)備等組成，主要作用是把通訊層采集到現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)通過ACRHMI人機(jī)對話界面的方式顯示給用戶，同時發(fā)送命令給間隔層設(shè)備。它也是系統(tǒng)與運(yùn)行管理人之間的對話接口。

   n 通信層位于管理層與間隔層中間，采用現(xiàn)場管理機(jī)（前置處理機(jī)或光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或通信服務(wù)器或以太網(wǎng)關(guān)）等作為通信層。主要作用將多種裝置和設(shè)備通過現(xiàn)場總線技術(shù)，有機(jī)地結(jié)合起來，并且在測控網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享，它具有強(qiáng)大的通信和數(shù)據(jù)處理能力。實(shí)現(xiàn)“上傳下達(dá)”的作用。

   n 間隔層安裝微機(jī)保護(hù)測控裝置、綜合電力監(jiān)控儀表、開關(guān)量采集模塊、模擬量采集模塊、繼電器輸出模塊、脈沖采集模塊等。采用最先進(jìn)地高精度交流采樣技術(shù)通過RS485通信接口上傳到通信層。實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和就地顯示功能及通信命令地實(shí)施。

   間隔層是整個Acrel-2000型系統(tǒng)的最關(guān)鍵部分，它既是分散控制的核心，也是保證管理層得到正確數(shù)據(jù)的源頭。本系統(tǒng)對于高低壓二次設(shè)備的配置都高于或符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。

2. 功能介紹

  Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件在電力行業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用，功能強(qiáng)大，主要包括有：

  2.1 友好的人機(jī)交互界面（HMI）標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時刷新。

  2.2 用戶管理本軟件可對不同級別的用戶賦以不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

  2.3 數(shù)據(jù)采集處理Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等)，將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲。

  2.4 趨勢曲線分析系統(tǒng)提供了實(shí)時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時曲線界面分析該回路當(dāng)前的運(yùn)行負(fù)荷狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

  2.5 報(bào)表管理系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計(jì)。可自動生成各種類型的實(shí)時運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

  2.6 事件記錄和故障報(bào)警系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時自動對運(yùn)動設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

  2.7 五遙功能Acrel-2000型系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測”、“遙調(diào)”功能外，還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)”功能。 n 遙信：實(shí)時對開關(guān)地運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)工作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)時顯示和自動報(bào)警。 n 遙控：通過計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號，開關(guān)號，合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開關(guān)狀態(tài)反饋出來，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時記錄操作時間、類型合開關(guān)號等。 n 遙測：通過計(jì)算機(jī)實(shí)時對系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線，棒圖，自動生成報(bào)表。 n 遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。 n 遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字；以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。

3. 系統(tǒng)性能指標(biāo)Acrel-2000型系統(tǒng)性能指標(biāo)見下表

4. 軟件界面

  4.1 35kv變電站的主接線圖畫面。

  4.2 電壓、電流波形計(jì)數(shù)值顯示界面，以及棒圖、餅圖的顯示。

 4.3對某個用電單位的不同用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時的報(bào)表查詢和顯示，并可以打印輸出。

  4.4可實(shí)現(xiàn)定值管理功能，斷路器分合閘顯示，電參數(shù)顯示，以及保護(hù)功能。

 4.5 遙信遙控功能

  4.6 遙控界面：符合電力系統(tǒng)規(guī)范，要求輸入密碼，且有監(jiān)護(hù)人在才能完成！

  4.7 報(bào)警/遙控自動彈出報(bào)警工具條！

5．中壓保護(hù)裝置

  安科瑞公司的M系列可編程型微機(jī)保護(hù)測控裝置，采用大容量、資源冗余設(shè)計(jì)，適用于35kv及以下的電壓等級電網(wǎng)的保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視，可配置為線路、電容器、電動機(jī)、進(jìn)線互投（貫通線備投）等不同回路提供保護(hù)功能的數(shù)字微機(jī)繼電保護(hù)控制裝置。它可用于不同的主接線方式，如單母線、雙母線及多母線接線等方式，也支持不同類型的電網(wǎng)，如中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)。

  應(yīng)用行業(yè)：廣泛應(yīng)用于電力、化工、國防、建材、市政、學(xué)校、醫(yī)院、建筑、交通、冶金等行業(yè)。

  5.1 M系列中壓保護(hù)裝置特點(diǎn)

  n 高可靠性設(shè)計(jì)

  本產(chǎn)品全部采用工業(yè)級元器件，所有與外界的連接都做了充分的電氣隔離，內(nèi)置抗雷擊保護(hù)電路和電源濾波器。專業(yè)的EMC設(shè)計(jì)，對裝置輸入電源、模擬和數(shù)字電源進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，保證了其運(yùn)行的可靠性。

 強(qiáng)大的邏輯可編程

 通過邏輯元件的組合，同一臺裝置可設(shè)計(jì)成為實(shí)現(xiàn)不同保護(hù)功能的綜合保護(hù)裝置。

  n 靈活方便的接線方式

  其輸入的交流電壓可接相電壓、線電壓、零序電壓或是不平衡電壓，適應(yīng)各種PT接線方式。

  n 高精度的測量和計(jì)量

  保護(hù)CT和測量CT分開輸入，保證了測量精度和高可靠性要求。采用頻率跟蹤技術(shù)，實(shí)時的檢測系統(tǒng)的頻率變化，實(shí)時的調(diào)整數(shù)據(jù)的采樣時間間隔，能保證在基頻偏離工頻50Hz很大的情況下準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)時系統(tǒng)的基頻分量，諧波分量和零序分量。

  n 故障錄波

  在每個采樣點(diǎn)對所有交流輸入量、狀態(tài)量、開出量和保護(hù)模塊進(jìn)行實(shí)時的采集并記錄。

  n 保護(hù)定值切換

  可通過面板和通訊方式進(jìn)行切換，組別切換功能使其快速的方便的適應(yīng)多種運(yùn)行方式。

  n 通訊功能

  以太網(wǎng)通訊規(guī)約：Modbus；TCP/IP。不同的通訊口可設(shè)不同的通訊規(guī)約，可以同時運(yùn)行。

  n 斷電保持功能

  間隙中斷條件下，100ms內(nèi)電源失電，裝置不失電。電源失電50ms后，裝置產(chǎn)生失電SOE，并保存重要數(shù)據(jù)。

  5.2 M系列中壓繼電保護(hù)裝置保護(hù)功能

  相瞬時速斷電流保護(hù)；相限時速斷電流保護(hù)；相過電流保護(hù)；相反時限過流保護(hù)；零序定時限一段、二段保護(hù)；過電壓告警；過電壓跳閘；三相一次重合閘；合閘后加速；控制回路斷線告警；非電量保護(hù)；PT斷線告警；負(fù)序定時限過流一段；負(fù)序定時限過流二段；堵轉(zhuǎn)保護(hù)；啟動時間過長保護(hù)；過熱告警保護(hù)；過熱跳閘保護(hù)；零序過壓保護(hù)；不平衡電壓、電流保護(hù)；低電壓保護(hù)；失壓重啟動保護(hù)。

 5.3 M系列中壓繼電保護(hù)裝置型號及保護(hù)功能一覽表M5

系列中壓繼電保護(hù)裝置型號及功能表：

型號主要功能

    M5-F相定時限過流保護(hù)一段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)二段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)三段、相定時限過流保護(hù)四段、相反時限過流保護(hù)、IO1過流保護(hù)(兩段、反時限)、IO2過流保護(hù)(兩段、反時限)、控制回路異常告警、PT斷線、斷路器失靈告警、低電壓保護(hù)(失壓保護(hù))、CT斷線、斷路器遙控分合、三相多次重合閘、重合閘后加速、頻率保護(hù)、低周減載〔無壓、無流、滑差閉鎖)

    M5-M相定時限過流保護(hù)一段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)四段、相反時限過流保護(hù)、IO1過流保護(hù)(兩段、反時限)、IO2過流保護(hù)(兩段、反時限)、控制回路異常告警、PT斷線、斷路器失靈告警、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)(兩段、反時限)、電機(jī)啟動時間過長保護(hù)、電機(jī)過熱保護(hù)、電機(jī)低電流保護(hù)、低電壓保護(hù)(失壓保護(hù))、過電壓保護(hù)、CT斷線、斷路器遙控分合

    M5-B相定時限過流保護(hù)二段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)三段、控制回路異常告警、PT斷線、斷路器失靈告警、CT斷線、斷路器遙控分合、重合閘后加速、進(jìn)線、母聯(lián)備自投

    M5-C相定時限過流保護(hù)二段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)三段、不平衡電壓、控制回路異常告警、PT斷線、斷路器失靈告警、零序過壓保護(hù)、IO1過流保護(hù)(兩段、反時限)、IO2過流保護(hù)(兩段、反時限)、低電壓保護(hù)(失壓保護(hù))、過電壓保護(hù)、CT斷線、斷路器遙控分合

   M5-T相定時限過流保護(hù)二段(可選復(fù)合電壓閉鎖、方向閉鎖)、相定時限過流保護(hù)三段、相定時限過流保護(hù)四段、相反時限過流保護(hù)、IO1過流保護(hù)(兩段、反時限)、IO2過流保護(hù)(兩段、反時限)、控制回路異常告警、

   PT斷線、斷路器失靈告警、零序過壓保護(hù)、過負(fù)荷啟動冷風(fēng)、閉鎖有載調(diào)壓、輕瓦斯告警、重瓦斯跳閘、壓力釋放、溫度保護(hù)、低電壓保護(hù)(失壓保護(hù))、過電壓保護(hù)、CT斷線、斷路器遙控分合 M4系列中壓繼電保護(hù)裝置功能表： 型號主要功能   M4-F相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、相過電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、零序定時限二段保護(hù)、三相一次重合閘、合閘后加速、控制回路斷線告警、非電量保護(hù)、PT斷線告警、 零序過壓保護(hù)M4-M相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、零序定時限二段保護(hù)、過電壓告警、過電壓跳閘、控制回路斷線告警、非電量保護(hù)、PT斷線告警、負(fù)序定時限過流一段、

 負(fù)序定時限過流二段、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、啟動時間過長保護(hù)、過熱告警保護(hù)、

 過熱跳閘保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、失壓重啟動M4-C相限時速斷電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、過電壓告警、過電壓跳閘、控制回路斷線告警、PT斷線告警、不平衡電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、低電壓保護(hù)M4-I相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、相過電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、零序定時限二段保護(hù)、控制回路斷線告警、PT斷線告警、過電壓告警、進(jìn)線互投/貫通線備投M4-U過電壓告警、PT斷線告警、低電壓保護(hù) M3系列中壓繼電保護(hù)裝置功能表： 型號主要功能

   M3-F相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、相過電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、零序定時限二段保護(hù)、三相一次重合閘、合閘后加速、控制回路斷線告警、非電量保護(hù)、PT斷線告警、零序過壓保護(hù)

   M3-C相限時速斷電流保護(hù)、相過電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、過電壓告警、過電壓跳閘、控制回路斷線告警、PT斷線告警、不平衡電壓保護(hù)、

   不平衡電流保護(hù)、低電壓保護(hù)

   M3-M相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、過電壓告警、過電壓跳閘、控制回路斷線告警、非電量保護(hù)、PT斷線告警、負(fù)序定時限過流一段、負(fù)序定時限過流二段、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、啟動時間過長保護(hù)、過熱告警保護(hù)、過熱跳閘保護(hù)

   M3-I相瞬時速斷電流保護(hù)、相限時速斷電流保護(hù)、相過電流保護(hù)、相反時限過流保護(hù)、零序定時限一段保護(hù)、零序定時限二段保護(hù)、控制回路斷線告警、PT斷線告警

   M3-UPT斷線告警、過電壓告警、低電壓保護(hù)   6. 低壓部分常用裝置

  對于0.4KV的低壓系統(tǒng)常選用ACR系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表、ARD3電動機(jī)保護(hù)器，ARC系列電容器補(bǔ)償裝置等。

  6.1 0.4kv低壓進(jìn)線端常裝設(shè)ACR330ELH網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

  該裝置具有功能：三相I、U、kW、kVar、kVA、kWh、kVarh、cosφ，Hz測量；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)、THDu、THDi、CF(電壓波峰系數(shù))、THFF(電話波形因子)、電流K系數(shù)、電壓電流正/負(fù)零序分量、2-21次各次諧波含量；2DI/2DO、RS485/Modbus、LCD顯示。

  6.2 低壓功率因數(shù)補(bǔ)償回路選用ARC-12/J-C型功率因數(shù)自動補(bǔ)償控制儀。

   該裝置具有功能：可以控制6～12組電容器的自動/手動投切，過壓保護(hù)、欠流鎖定、過諧停切、12DI輸入、Pt100溫度檢測控制柜內(nèi)溫度等功能。

  6.3 一般0.4kV三相出線選用ACR220EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

    具有功能：三相I、U、kW、kVar、kWh、kVarh、Hz、cosφ測量、RS485/Modbus。還具有2DI/2DO，兩路4-20mA輸出功能。

   6.4 低壓馬達(dá)回路選用ARD系列電動機(jī)保護(hù)器。

   標(biāo)配功能：過載保護(hù)、欠載保護(hù)、斷相保護(hù)、不平衡保護(hù)、阻塞保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、起動超時保護(hù)、外部故障保護(hù)、各種啟動方式。選配功能：接地/漏電保護(hù)、模擬量（4～20mA）輸出、電壓功能、溫度保護(hù)、分體顯示面板。

   6.5在0.4kV三相出線中，為了節(jié)省費(fèi)用，現(xiàn)場測量設(shè)備可選 AMC16系列多回路監(jiān)控裝置，可以用來替代三臺ACR220EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

 該裝置具有功能：同一母線下的三相I、kW、kWh測量、18路DI、1路DO，RS485/Modbus。

  6.6 0.4kV單相出線可選用1臺ACR10E網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

  具有功能：單相I、U、kW、kVar、kWh、kVarh、Hz、cosφ測量、RS485/Modbus。還具有2DI/2DO，兩路4-20mA輸出功能。

  6.7在0.4kV出線回路中，為了節(jié)省費(fèi)用，也可選用ARTU四遙單元。

  1臺ARTU-K32采集32路開關(guān)量，1臺ARTU-J16完成16路繼電器輸出，1臺ARTU-P32完成32路脈沖采集，1臺ARTU-DM32完成直流4-20mA共32路模擬量采集。

 參考文獻(xiàn) 

1. 上海安科瑞電氣股份有限公司.ACR330ELH電力質(zhì)量分析儀表選型手冊.2009.6 

2.任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南. 北京.中國電力出版社. 2007.4

3.《變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工程實(shí)例》 黃陽，智能建筑電氣技術(shù)，2006年7月第5卷第3期。

 作者簡介： 周中，男，漢族，學(xué)士，主要研究方向?yàn)殡娔芊猪?xiàng)管理研究