1 前 言
1.1配电电力参数监控系统建设的必要性和可行性分析
1.1.1 必要性分析
随着节约型社会的建设及节能减排政策的下达，社会人力成本上升，我们作为企事业，降低成本为企事业减负已经深入人心，再之随着管理精细化，实现能耗产出比需要进步提高，需要科学的数据。为此建立在企事业单位中占到很大成本的电力资源网络系统是非常必要的
1.1.2 可行性分析
计算机网络技术、智能化末端电力仪表技术的成熟、网络布线及无线发射接收技术的成熟，在工业及民用上得到很好的应用。
1.2 项目概述
阿特拉斯.柯普科(无锡)压缩机有限公司10KV变电站电力监控系统是一个改造项目，现将建设1、2变电所智能监控包括：
（1）2路总进线安装2台网络智能电力仪表实现全电力电量现场检测显示及数据上传。（2）TI、T2变压器采集6台电量（电流、电压等）和非电量（油温等）参数进行巡检测量上传数据。
（3）6回路总进线安装6台谐波检测智能网络电力仪表，进行实时电参数及谐波2-31次谐波分量的监测，为后期节能改造提供科学的数据，
（4）1变电所监测低压重要出线回路：车间照明出线回路（PL1、PL2、PL3、PL4），母线出线回路（南1母线、南2母线、南3母线、南4母线）照明出线回路（OL1、OL2）等出线回路按照网络智能电力仪表ED09E3Y/CRS实现全电力电参数监测重要监测电能值。
（5）2变电所监测低压重要出线回路：母线出线回路（南1母线、南2母线、南3母线、南4母线）等出线回路按照网络智能电力仪表ED09E3Y/CRS实现全电力电参数监测重要监测电能值。
1.3 设计原则
根据阿特拉斯.柯普科(无锡)压缩机有限公司10KV变电站电力监控系统后期运行管理的可靠性和高效率科学性的要求，电力监控系统的设计遵循下列原则：
1.3.1 系统的实用性
能耗管理的组成和实际一定要符合现场配电的实际情况：系统提供科学的、可靠的、真实的数据。不能追求华而不实，结合据科学的统计、分析、便于管理。因此在能够充分实现用户所需功能的情况下，系统的实用性是首先应遵循的第一设计原则。同时，系统的前端产品和系统软件均有良好的可学习性和可操作性。特别是操作性，使具备电脑初级操作水平的管理人员，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。
1.3.2系统的安全性
电力监控系统配置不同于其他的行业，任何一点的疏忽都可能带来巨大的安全隐患及不和谐的情况，这要求系统中的所有设备及配件在性能安全可靠运转的同时，还应符合中国或国际有关的安全标准，并可在非理想环境下有效工作。强大的实时监控功能和联动功能，充分保证使用者环境的安全性。
1.3.3 系统的实时性
电力监控系统中的各参量时刻都处在变化中诸多因素将会对各个环节设备造成巨大的损害，然而这些因素的产生并不是预期的，所以对系统的实时性要求非常关键，系统不仅能够实现实时性监测，还应对一些必要的事件具有记录存储的功能。
1.3.4 系统的稳定性
由于电力监控系统是一项长期不间断运行的系统，肩负着监测配电网络的运行状况，并具有一定的处理事件的功能，所以系统的稳定性显得尤为重要。要求系统要有数年以上市场的成功应用经验，拥有相应的客户群和客户服务体系。
1.3.5 系统的可扩展性
系统的设计并不是一层不变的，如今后根据需要将工程扩建、改造、或者与其他系统的兼容、并入等，这要求系统的设计应预留多路与其他系统的通讯接口，当追加变配电子站系统及与上级调度系统，如楼宇自动化控制系统（BAS）、管理信息系统(MIS)、消防控制系统等运行，可实现系统扩展。
1.3.6系统的易维护性
电力监控系统系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。从计算机的配置到系统的配置，前端设备的配置都充分仔细地考虑了系统可靠性，并实施了相应的认证。我们在做到系统故障率最低的同时，也考虑到即使因为意想不到的原因而发生问题时，保证数据的方便保存和快速恢复，并且保证紧急时能迅速打开通道。整个系统的分层管理保证了网络中一旦出现故障，不会因为某部分设备的维护，而停止所有设备的正常运作。
2 项目解决方案
2.1系统结构组成
南京海恩德电气有限公司电力监控系统的技术平台，运用了数十项先进技术和专利技术，完美地实现了对终端采集传感设备上传数据实时监测、运行状况的远程监控，管理人员远程即可监测计量表运行状态、掌握能耗使用规律，为管理部门合理分配资源、节约能源、提供高效便捷的管理方式。
2.1.1系统组成
电力监控系统由网络设备层：电力监控仪表、谐波监测仪、变压器监测仪等终端传感采集设备，网络管理层：通讯服务器、通讯前置机等设备，监控层：工控主机、打印机、UPS电源、显示器、电力监控软件组成
2.1.2系统网络结构
2.2 系统工作原理
2.4系统软件功能介绍
2..4.1、友好的人机交互界面（HMI）
标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。
2.4.2用户管理
本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。
2.4.3、电流数据采集处理
电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。
2.4.4、趋势曲线分析
系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。
2.4.5、报表管理
系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。时、日、月、年用电量统计；
用户自定义报表格式和计算方法；
所有报表的定时打印、召唤打印、和事件记录打印；
数据库实时和历史记录保留2年以上；
对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：
2 分时、日、月、季度和年度报表；
2 各设备参数和最值统计报表；
2 全系统运行统计报表等
2 对于事件记录、报警和数据报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印。
2.4.6、事件记录和故障报警
系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。
2.4.7、五遥功能
电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。
遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。
遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来确认后执行实时记录操作时间、类型、合开关号等。
遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。
遥调：用于有载变压器的调压升/降。
遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。
2.4.8系统性能指标
序号 | 内 容 | 指标 | 序号 | 内 容 | 指标 |
1 | 事件记录正确率 | ≥99.9% | 8 | 事故时遥信变位传送时间 | ≤1s |
2 | 遥信正确率 | 100% | 9 | 事故推画面时间 | ＜2s |
3 | 遥控正确率 | 100% | 10 | 遥信变位 | ＜1s |
4 | 遥调正确率 | 100% | 11 | 遥控过程完成 | ＜3s |
5 | 遥测正确率 | ≥99.9% | 12 | 模拟量测量综合误差 | ＜0.5% |
6 | 重要遥测更新周期 | ＜2s | 13 | 电网频率测量误差 | ＜0.01Hz |
7 | 一般遥测更新周期 | ＜3s | | | |
2.5系统主要运行界面示意图片
电力监控系统主界面显示示意图
重要回路全电量测量
次总回路谐波监测示意图
计量回路电能报表统计表
电能统计、事件记录等报表的打印示意图
3 设备层产品介绍
3.1产品应用意义：
电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大型公共建筑的电力监控需求而设计的。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等，采用可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。电力监控仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。
3.2产品技术参数
LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；2DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议，适用于动力柜中。
适用环境
电磁兼容
l 静电抗干扰实验 Ⅲ级(IEC61000-4-2)
l 辐射抗干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-3)
l 电快速瞬变脉冲群干扰试验 Ⅳ级(IEC61000-4-4)
l 浪涌抗干扰试验 Ⅳ级(IEC61000-4-5)
l 射频传导干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-6)
l 电磁场抗干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-8)
功能
l 可直接从电流、电压互感器接入信号；
l 可任意设定PT/CT变比；
l 仪表显示可滚动设置；
l I/O开关量，继电器报警输出，4~20mA模拟量等功能模块化设计；
l 多块仪表可设置不同地址；
l 可通讯接入SCADA、PLC系统中；可与业界多种软件通讯（Intouch, Fix, Citec，组态网等）；
l LED或蓝屏背光LCD显示，可视度高；
l 方便安装，接线简单，工程量小；
l 仪表采用专用失电保护电路，在失电情况下，数据保存不丢失，恢复电源后，仪表继续运行；
l 四象限电能计量，分时计费，最大需量纪录及12个月电能统计。
应用领域
l 能源管理系统
l 变电站自动化
l 配电网自动化
l 小区电力监控
l 工业自动化
l 智能建筑
l 智能型配电盘、开关柜
技术参数
l 网络
l 三相三线、三相四线
u 精度等级
电流、电压：0.2级，
功率、有功电能：0.5级，
频率：0.05Hz，
无功电能：1级
u 输入电流
额定值：AC1A、5A
过负荷： 1.2倍持续，瞬时10倍/10秒
功耗：＜0.2VA
阻抗：＜0.1Ω
u 输入电压
额定值：AC100V、400V
过负荷： 1.2倍持续，瞬时2倍/1秒
功耗：＜0.2VA
阻抗：＞200kΩ
u 工作电源
工作范围 AC85-270V
频率 50±5Hz，60±5Hz
功耗 ＜1W
u 工频耐压
2kV/1min交流有效值
u 开关量输入
2、4或8路路干接点输入，内置+5V电源
u 开关量输出
输出方式：2或4路继电器常开触点输出
触点容量：AC 250V/3A、DC 30V/3A
u 脉冲输出
输出方式:集电极开路的光耦脉冲，2路输出
脉冲常数: 10000、40000、160000 imp/kWh
u 通讯
RS485接口
MODBUS-RTU协议
波特率38400、19200、9600、4800可设定
外形及安尺寸(mm)
3.3网络电力仪表产品优点
3.3.1直观面板显示、清晰明了按键功能
实际应用中常见问题：
在多年的仪表市场技术咨询及后期技术支持售后服务，现场有很多值班电工或电气工程师们在现场急需查找相关参数（以查找有功电能值居多）按键好久也不能快速找到想要的参数，浪费时间，按键多次有可能更改相关参数，造成后期计量不准。此产品从实际应用中设计人性化，将主要电参数按键实现一键显示。
3.3.2报警警示直观显示
实际应用中常见问题：
实际应用中经常有客户电话来咨询，为何我们的电参数计量不准确（以有功电能值不准确居多），在此说明电参数计量误差大有诸多原因：1、精度不够，此项影响较小（现阶段数显仪表精度都是通过A/D转换后通过内部逻辑计算，精度基本相同），2、仪表内外部线路有问题，此项在多年技术支持及售后服务中占到90%以上。
为此我在汲取国内外仪表先进技术之外，增加我司特有技术：在设备调试时候我们电力仪表显示面板上会实时显示有无，当接线接反、通讯断线、欠压、欠流超过设定值等问题，及时提醒在成套设备厂调试人员。减少设备运行一段时间才发觉问题，造成后期采集数据无科学实用价值
3.3.3报警警示信息查询协助查找问题根源
实际应用中常见问题：
基于我司产品特点2，无论是配套厂家还是现场管理人员都能够更为便捷快速查找报警警示信息，方便下一步快速解决问题，消除隐患，提供更加科学真实数据。如下报警信息快速检索报警原因对照表：
6.2 江苏部分用户
2 常州天禄商务广场（武进购物中心） 常州东坡雅居
2 常州桃林雅景园 常州常发广场
2 镇江常发广场 常州科教城
2 常州怡康机电城 扬州京华城中城
2 扬州东方国际食品城 扬州跃进桥菜场
2 扬州时尚莱迪商城 无锡好宜家商城
2 欧尚超市常州永宁店 欧尚超市常州五星店
2 欧尚超市常州勤业店 欧尚超市上海总部
2 无锡308部队（总装备部工程兵一所） 无锡欧尚超市
2 无锡摩天360大厦 欧尚超市常熟店
2 如皋市自来水公司 泰兴市自来水公司
2 洪泽自来水公司 海安自来水公司
2 滨海自来水公司 阜宁自来水公司
2 昆山张浦自来水公司 昆山锦溪自来水公司
2 苏州渭塘自来水厂 苏州太平自来水厂
2 苏州北桥自来水厂 苏州黄埭自来水厂
2 昆山周庄自来水厂 昆山淀山湖自来水厂
2 昆山彭朗自来水厂 等等
8 系统报价单
