摘要： 本文介紹了環(huán)智國(guó)際大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控組態(tài)軟件、ACR220ELF網(wǎng)絡(luò)電力儀表 、M5-F微機(jī)保護(hù)裝置、GZDW直流電源柜進(jìn)行系統(tǒng)組網(wǎng)，完成了對(duì)上海天目西路147地塊環(huán)智國(guó)際大廈中低壓配電系統(tǒng)中安裝的電力儀表的自動(dòng)監(jiān)控，提高了大廈配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
關(guān)鍵詞：Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)；環(huán)智大廈；智能儀表；ACR220ELH；應(yīng)用

1 項(xiàng)目背景
        環(huán)智國(guó)際大廈位于上海市閘北區(qū)天目西路與恒豐路交界處，是上海著名的不夜城商業(yè)中心，可以方便快捷地通過(guò)上海火車(chē)站的鐵路、高鐵和三條地鐵線(xiàn)抵達(dá)上海各區(qū)乃至全國(guó)，還有上海到北京、天津、香港等地的直通快車(chē)。集高檔辦公、購(gòu)物、時(shí)尚、餐飲為一體的環(huán)智國(guó)際大廈，是體驗(yàn)上海高品質(zhì)多元都市生活的新地標(biāo)。大廈擁有 5600多平方米的購(gòu)物中心及32000多平方米的辦公區(qū)域，由 29層高樓建筑和3層裙房組成。大廈樓層凈高2.7米，水平垂直線(xiàn)槽橋架設(shè)計(jì)方便纜線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自由鋪設(shè)，智能化采暖、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，有線(xiàn)電視、語(yǔ)音及數(shù)據(jù)干線(xiàn)連接保證入駐企業(yè)安全、舒適地工作。在商務(wù)辦公之余更可眺望不夜城的繁華。
      對(duì)于這樣一個(gè)地標(biāo)性的五星級(jí)綜合性大廈，保證配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行極為重要，為了對(duì)大廈內(nèi)的中低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控與管理，提高物業(yè)管理的水平，使用電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的智能設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控就成了一種必然選擇。

2 用戶(hù)需求
      環(huán)智國(guó)際大廈配電系統(tǒng)主要包括：一個(gè)10KV高壓配電室、2個(gè)0.4KV低壓配電室和132個(gè)樓層配電箱。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要通過(guò)T1-T4變壓器溫度控制箱的RS485接口采集變壓器繞組超溫報(bào)警信號(hào)、鐵芯超溫報(bào)警信號(hào)以及傳感器故障信號(hào)，并要具有聲音報(bào)警功能。需要采集直流柜的電池充放電狀態(tài)、電池組電壓、電池組電流、電池房溫度等信號(hào)，并通過(guò)直流屏信息表在界面上顯示出來(lái)。
      能夠與10KV M5-F微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行通信，主要采集微機(jī)保護(hù)裝置傳來(lái)的電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、斷路器狀態(tài)、手車(chē)位置等電力參數(shù)。對(duì)于低壓開(kāi)關(guān)柜和樓層配電柜內(nèi)安裝的電力測(cè)量?jī)x表，主要采集電壓、電流、功率、電能等電力參數(shù)。對(duì)本工程中所有電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集與分析，并能夠定時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，保存時(shí)間間隔要求電壓、電流、功率為1分鐘一次電能值為5分鐘一次。
      需要采用簡(jiǎn)體中文Windows NT4.0/Window2000或者WindowsXP 操作系統(tǒng)軟件，并應(yīng)提供配套的圖形化操作軟件、報(bào)警管理軟件、參數(shù)設(shè)置軟件、歷史數(shù)據(jù)記錄與管理及報(bào)表生成軟件、通訊服務(wù)軟件和繪圖軟件以及數(shù)據(jù)庫(kù)編程軟件等。管理人員能夠通過(guò)大廈地下一層監(jiān)控值班室內(nèi)的PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理。
        對(duì)電力監(jiān)控軟件的要求如下：能在一個(gè)畫(huà)面上進(jìn)行所有的操作設(shè)定作業(yè)及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；可由鼠標(biāo)的拖拽方式，簡(jiǎn)便的設(shè)定時(shí)間，也可在控制板上進(jìn)行簡(jiǎn)便的設(shè)置；采用易操作的拖放方式，易于編輯各控制點(diǎn)的平面圖；鼠標(biāo)所指區(qū)域即顯示相關(guān)斷路器和群組的編號(hào)，以及顯示該區(qū)的工作狀態(tài)（開(kāi)關(guān)）；提供方便的動(dòng)態(tài)畫(huà)面功能，使控制區(qū)域更加生動(dòng)直觀(guān)；可監(jiān)測(cè)所有有關(guān)控制區(qū)的各項(xiàng)工作狀態(tài)信息；可發(fā)出工作異常報(bào)警，并顯示異常區(qū)域、異常工作點(diǎn)的具體地址；提供運(yùn)行時(shí)間分析及歷史記錄分析功能；可收集一定的日志數(shù)據(jù)顯示于畫(huà)面或打印；提供對(duì)于各進(jìn)線(xiàn)及饋線(xiàn)回路的電能量的查詢(xún)和導(dǎo)出功能；可按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)主要回路的電力參數(shù)給樓宇設(shè)備自控（BA）系統(tǒng)。
      對(duì)于環(huán)智國(guó)際大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置要求主要如下：主機(jī)處理器Intel Core2 Quad Qx6850，內(nèi)存4096 DDR2，硬盤(pán)250GB；19” TFT LCD顯示屏；配備A3激光打印機(jī)。

各回路通訊端口分配與監(jiān)控回路確定
        根據(jù)環(huán)智國(guó)際大廈高低壓配電系統(tǒng)一次圖確定需要進(jìn)行監(jiān)控的回路，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)配電柜安裝的實(shí)際位置合理確定通訊線(xiàn)纜的走向及通訊端口的分配。

3.3 通訊線(xiàn)纜綜合布線(xiàn)過(guò)程

環(huán)智國(guó)際大廈布線(xiàn)平面圖

10KV配電一次圖

0.4KV T1變壓器配電間一次圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
      對(duì)于環(huán)智大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)由于樓層配電箱中電力儀表安裝比較分散，表與表之間的距離通常在幾十米到一百米之間。因此該項(xiàng)目設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，各柜體及樓層配電箱中安裝的電力儀表之間的通訊連線(xiàn)采用485總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。
      RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線(xiàn)。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。

配電間485總線(xiàn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

與樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)
      BA系統(tǒng)和本電力監(jiān)控系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互協(xié)議采用Modbus TCP協(xié)議，該協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)以太網(wǎng)，因此BA系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)之間只需要通過(guò)一根網(wǎng)線(xiàn)連接即可。
      環(huán)智國(guó)際大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)基于Acrel-2000電力監(jiān)控組態(tài)軟件平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。Acrel-2000電力監(jiān)控組態(tài)軟件具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件，可以方便的將電力監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)以Modbus TCP協(xié)議進(jìn)行發(fā)送，樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)可以通過(guò)該數(shù)據(jù)接口接收電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備配置界面，通訊方式要選擇TCP/IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模式，設(shè)置好本地IP地址和發(fā)送數(shù)據(jù)使用的端口號(hào)。

數(shù)據(jù)交換通訊協(xié)議格式