安科瑞 李亞娜
摘要：采用微機(jī)保護(hù)和多功能電力儀表、采集變電所內(nèi)10KV高壓柜的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；雙機(jī)冗余；變電所；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。
概述
金融信息中心數(shù)據(jù)中心配電室位于北京市西城區(qū)德外大街德勝國際中心，現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)已運(yùn)行7年時間，設(shè)備型號老舊，經(jīng)常死機(jī)，故障頻繁，操作不方便，且備用主機(jī)已壞，需要進(jìn)行改造。具體情況如下：
配電室供電采用雙路供電方式，共有高壓柜18個，低壓開關(guān)柜59個，進(jìn)線柜8個，電容控制柜 6個，變壓器8臺。本次改造在不影響機(jī)房供電的情況下更換配電室監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件，增加9只環(huán)境溫濕度傳感器。在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)及采集線路不改變的情況下改造，改造后可以降低系統(tǒng)的故障率，操作更便捷，功能更完善，同時提高了系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性。
用戶需求
1. 對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、計算，產(chǎn)生所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負(fù)荷、功率因數(shù)、電量日/月/年值、最小值及時間、日期、負(fù)荷率、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運(yùn)算值等，設(shè)備正常/異常變位次數(shù)并加以區(qū)分等。
2. 為了防止工控機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障要求兩臺服務(wù)器同時工作并且接收數(shù)據(jù)一樣。
3. 為了采集的可靠性本項(xiàng)目采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)做為采集設(shè)備，本網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)存儲功能且具備兩個網(wǎng)口同時給兩臺服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。當(dāng)其中一個網(wǎng)關(guān)有故障時只需要把采集端子更換到另外一臺備用網(wǎng)關(guān)即可。
4. 全數(shù)據(jù)備份，能夠?qū)?shù)據(jù)庫中所有信息備份；
5. 定時自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動備份；
6. 歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)。
系統(tǒng)方案
本項(xiàng)目客戶關(guān)心的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，要求系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)做雙機(jī)冗余處理，保障數(shù)據(jù)的安全性。在雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)中，主機(jī)和從機(jī)都使用兩個網(wǎng)絡(luò)適配器，并分配在兩個不同的網(wǎng)段，主/從機(jī)之間存在兩個網(wǎng)絡(luò)連接。兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)的切換邏輯與單網(wǎng)冗余系統(tǒng)的區(qū)別就是在主/從機(jī)之間探詢對方狀態(tài)時增加了活動網(wǎng)絡(luò)與備用網(wǎng)絡(luò)的切換。以備份站探詢活動站狀態(tài)為例：當(dāng)備份站通過活動網(wǎng)絡(luò)向活動站發(fā)送探詢命令，如果發(fā)現(xiàn)沒有得到活動站在規(guī)定時間內(nèi)的正確應(yīng)答，備份站并不立即將活動站判斷為故障站，而是自動切換到備用網(wǎng)絡(luò)再次向活動站發(fā)送探詢命令。如果備用網(wǎng)絡(luò)通信正常，則將備用網(wǎng)絡(luò)切換為活動網(wǎng)絡(luò)，并將故障的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)在報警信息中顯示出來。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D
1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。站控管理設(shè)備設(shè)置在數(shù)據(jù)中心地下一層配電值班室內(nèi)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
系統(tǒng)功能
配電系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測
系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。
在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動到每個回路附近時，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中危髽?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。
系統(tǒng)具有實(shí)時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實(shí)時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日報、月報，支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件。
系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護(hù)計量體系的正確性。
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。
系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
結(jié)束語
本項(xiàng)目客戶是數(shù)據(jù)中心配電室，客戶關(guān)心的是系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的完整性。項(xiàng)目中使用的ACREL2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有雙機(jī)冗余功能，兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用，可保證主/從機(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)具有定時自動備份，能夠設(shè)定自動備份周期。歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)備份文件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)恢復(fù)。
