摘要：通過對(duì)上海東方電視臺(tái)90年代初配電系統(tǒng)的改造，將各配電柜安裝的機(jī)械式電度表、電流表、電壓表更新成帶通訊遠(yuǎn)傳功能的智能電力儀表ACR220ELH、AMC16-1I9、ARTU-K32,將原有靜態(tài)模擬屏更新成可與配電系統(tǒng)狀態(tài)同步的動(dòng)態(tài)模擬屏，上位監(jiān)控軟件使用Acrel-2000安科瑞電力監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)，完成了一套具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)采集、配電回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遙信遙測(cè)及故障分析報(bào)警等功能的現(xiàn)代化智能電力監(jiān)控系統(tǒng)。為世博期間及以后上海東方電視臺(tái)安全、持續(xù)、可靠的電力供給提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

關(guān)鍵詞：Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)；配電改造；智能儀表；上海東方電視臺(tái)；應(yīng)用

1   項(xiàng)目背景
    上海東方電視臺(tái)于1993年1月18日開播，1995年12月與上�？茖W(xué)教育電影制片廠影視部合并，組建了硬件設(shè)施與軟件設(shè)施一流的新的上海東方電視臺(tái)。它通過亞洲第一高塔東方明珠廣播電視塔進(jìn)行發(fā)射和微波差轉(zhuǎn)，信號(hào)覆蓋長江三角洲地區(qū)20多個(gè)大中型城市，覆蓋地區(qū)人口達(dá)1.3億。該臺(tái)是由江澤民總書記題寫臺(tái)名，是第一家落戶上海浦東新區(qū)、具有獨(dú)立法人資格的省級(jí)無線綜合性電視臺(tái)（英文簡寫OTV）。

 

2   用戶需求

 

3     設(shè)計(jì)方案

3.1主要設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)

l         DL/T721-2006          《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

l         GB/50198-94              《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

l         GB50254～59－96      《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

l         GB/J63-90                     《電力裝置的電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

l         ISARP55.1                    《數(shù)字處理計(jì)算機(jī)硬件測(cè)試》

l        DL/T630                   《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

l         DL/T 814-2002              《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

l         ISO/IEC11801                    《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

l         GBJ232-2006           《電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

l         DL5002-2010            地區(qū)電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

l         DL451-2003             循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約

 

3.2       配電回路的改造

 

3.3 改造過程

 

模擬屏的設(shè)計(jì)圖如下，采用動(dòng)態(tài)模擬屏取代原有需要值班人員手動(dòng)操作的靜態(tài)模擬屏，

模擬屏的狀態(tài)數(shù)據(jù)由電力監(jiān)控系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，使得其狀態(tài)始終與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)保持一致。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)采用間隔層、站級(jí)層和網(wǎng)絡(luò)層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1） 間隔層由智能測(cè)量儀表單元組成，這里采用的上海安科瑞電氣股份有限公司生產(chǎn)的ACR220ELK、AMC16-1I9、ARTU-K32網(wǎng)絡(luò)多功能電力監(jiān)控儀表和信號(hào)采集模塊。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為9個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段連接儀表個(gè)數(shù)不超過20臺(tái)。并以總線形式接入站級(jí)層主控單元，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞電纜。主要負(fù)責(zé)電力參數(shù)測(cè)量和信號(hào)采集并與主控單元進(jìn)行通信。

2） 站級(jí)層由通訊子站構(gòu)成（即通訊服務(wù)器），主要是作為本站間隔層設(shè)備采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理、儲(chǔ)存、調(diào)配以及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，并接入網(wǎng)絡(luò)層，將本站經(jīng)處理的數(shù)據(jù)上傳和接受網(wǎng)絡(luò)層下傳的設(shè)定參數(shù)或控制信號(hào)等指令。

3） 網(wǎng)絡(luò)層采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，將從現(xiàn)場(chǎng)儀表采集到的各種信號(hào)上傳到上位主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)層傳輸層協(xié)議采用TCP/IP。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

 

3.5  電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在該項(xiàng)目中采用了Acrel-2000電力監(jiān)控組態(tài)軟件作為開發(fā)平臺(tái)。Acrel-2000電力監(jiān)控組態(tài)軟件具有方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量；高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫，快速訪問接口在數(shù)據(jù)庫4萬點(diǎn)數(shù)據(jù)負(fù)荷時(shí)，訪問吞吐量可達(dá)到20000次/秒；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏；強(qiáng)大的ACTIVEX控件對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；全新的、靈活的報(bào)表設(shè)計(jì)工具：提供豐富的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板。

上海東方電視臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了10KV高壓配電間、演播劇場(chǎng)配電間、節(jié)目中心UPS機(jī)房、技術(shù)低壓配電室、柴油發(fā)電機(jī)房等各進(jìn)線及饋線回路的一次系統(tǒng)圖顯示、高壓光字牌、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)模擬屏、各回路實(shí)時(shí)電參量遙測(cè)、重要回路電能報(bào)表、主進(jìn)線回路的負(fù)荷用電趨勢(shì)、重要回路的分合閘報(bào)警、電流越限報(bào)警、用戶權(quán)限管理等功能，軟件運(yùn)行界面見下圖。

上圖為東方電視臺(tái)10KV高壓配電室一次配電示意圖界面。主要包括8東廣電甲線、17東廣電乙線、8東廣電丙線三個(gè)10KV總進(jìn)線和1#－－7# 10/0.4KV變壓器饋線回路，該處均使用ACR220ELH和ACR220EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表。通過遙測(cè)我們可以查看各回路的三相線電壓、電流、功率、電能等電參量；遙信功能實(shí)現(xiàn)了顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警，斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。對(duì)于三個(gè)總進(jìn)線回路還可查看2-31次諧波含量以直觀的棒圖顯示。圖上各個(gè)斷路器圖形，如果是紅色說明此分支斷路器合閘母線有電，如果是綠色說明斷路器分閘母線無電。

通過演播劇場(chǎng)配電系統(tǒng)圖界面（如上圖），可查看ABB P1-P4配電柜中安裝的AMC16-1I9電力儀表的實(shí)時(shí)電流參數(shù)，并可對(duì)每一個(gè)回路的電流設(shè)置報(bào)警參數(shù)，當(dāng)回路電流超過設(shè)定的報(bào)警參數(shù)時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警，并彈出報(bào)警窗口。如下圖所示。

當(dāng)配電回路的斷路器狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)彈出遙信實(shí)時(shí)報(bào)警窗口（如下圖），顯示分合閘時(shí)間，回路位置，報(bào)警內(nèi)容等信息，使得值班人員能夠及時(shí)掌握各回路供電狀態(tài)或發(fā)生故障的位置。系統(tǒng)還支持報(bào)警記錄的歷史查詢功能，可以協(xié)助值班人員追查事故發(fā)生的原因。

4           運(yùn)行情況

上海東方電視臺(tái)電力監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)自2010年4月正式投入運(yùn)行，歷經(jīng)上海世界博覽會(huì)和2010年廣州亞運(yùn)會(huì)的考驗(yàn)，累計(jì)有效預(yù)警56次，其中重要事故預(yù)警5次。如2010年6月份和10月份的預(yù)警，2F放映室回路和音控室主路回路在某段時(shí)間內(nèi)經(jīng)常發(fā)生頻繁的分合閘報(bào)警，但是現(xiàn)場(chǎng)根本沒有發(fā)生回路的分合閘操作。通過監(jiān)控軟件的歷史報(bào)警查詢事故追溯功能，經(jīng)過分析臺(tái)里決定在檢修期間重點(diǎn)檢查這兩個(gè)回路，最終發(fā)現(xiàn)問題出在斷路器的輔助觸點(diǎn)老化造成接觸不良，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)斷路器的主觸點(diǎn)碳化比較嚴(yán)重。如不及時(shí)更換故障斷路器，必將造成電視直播期間出現(xiàn)電力中斷的重大事故。Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的長期穩(wěn)定良好表現(xiàn)受到了配電維護(hù)人員和臺(tái)里有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的肯定贊揚(yáng)。

 

參考文獻(xiàn)

任致程、周中編著 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 中國電力出版社 2007.4