电网用户侧电能质量在线监测系统方案

类型分类：: 科普知识

数据分类：: D-SUB连接器

电网用户侧电能质量在线监测系统方案

发布日期：2022-04-27 点击率：83

0．概述

电网由“发、输、变、配、用”五个环节组成，作为用户侧的“配、用”电环节消耗着总电能的80%。随着社会经济发展，电气化铁路、电弧炉、变频器等冲击性、非线性、不平衡度负载在电力应用中越来越多，谐波、负序、闪变、电压暂态等电能质量问题直接影响着电力系统的供电安全。电能是一种商品，其质量问题是供应商和客户共同关注的问题。用电企业有必要建立电能质量监测系统，实现对整个配电电网电能质量的实时监控。

1. 系统组成

电能质量在线监测系统主要有现场监测层，通讯传输层和数据管理层组成，系统拓扑结构见图1。组网方式有网线、光纤、无线三种模式。

1.1现场监测层

现场安装各类电能及电能质量监测设备，要求具有通讯功能。主要产品有ACR330ELH、ACR320ELH、ACR230ELH、ACR220ELH等电力仪表，主要功能见表1.1。

型号	主要功能	开孔尺寸（mm）
ACR220ELH	三相I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；THDu、THDi、2-31次各次谐波分量；四象限电能、RS485/Modbus、LCD显示	88X88
ACR320ELH		108X108
ACR230ELH	LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议	88X88
ACR330ELH		108X108

1.2 通讯传输层

为了将监测层设备采集的数据传送到服务器而负责数据通讯传输的设备，主要有通讯管理机、串口服务器、网络交换机等。数据采集终端通过串口与监测层设备通讯，读取其中数据，并进行初步分析、整理，将数据保存在本地SD卡中，之后将数据传输给无线通讯模块。无线通讯模块采用射频技术，在现场组成无线局域网络，将各点数据采集终端整理的数据收集并传输到后台服务器，也可用网线或光纤的方式传输数据。

1.3 数据管理层

对采集数据进行存储、解析及应用的过程，包括服务器架设、各种软件的应用。

2. 系统功能

2.1 标准的监测系统具有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。主画面可直接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。监测系统配电一次图见图2。

2.2 用户管理

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，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成操作。

2.3 数据采集处理

通过Acrel-2000型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、电流、功率、功率因数、频率、谐波、不平衡度、电流K系数、电话波形因子、电压波峰系数、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），并对重要信息量进行数据库存储。

2.4 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。

2.5 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，系统可自动设计。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。

3. 报价方案

3.1 数据管理层报价

名称	型号		单位	面价（元）
监控主机	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/16*DVD /KB+MS/D-Link530+外设		台	8500
显示器	三星19寸液晶显示器		台	3000
	三星22寸液晶显示器		台	3800
打印机	HP LaserJet.1020 A4		台	2500
	EPSON-LQ1600KIIIH A3		台	4000
U PS电源	山特C1KS		台	5000
	山特C2KS		台	6500
通讯线缆	五类线		米	4.6
	屏蔽双绞线RVVP 2*1.0		米	5.6
	光纤（多模）		米	6.6
通讯机柜	1200600600		面	3000
	2200600600		面	5000
监控软件	Acrel-2000电力监控组态软件V6.0	系统组态软件图形组态软件电能管理软件数据库软件	套	3万
				4万
				6万
				8万
				10万以上
	双机版		套
	数据转发	每+1用户	套	3000
	Web发布	每+1用户（总用户≤5）	套	5000

3.2.通讯传输层报价

名称	型号	单位	面价（元）	远距离传输
光电转换	HTB-1000	只	750
	终端盒	只	60
	尾纤	面	50
	耦合器	面	50
	熔接点	个	50
通通讯转换	拓展卡ACRNET-PIC/4	块	3000	扩展卡
	串口服务器ACRNET-PORT(2口)	只	3000	串口服务器
	串口服务器ACRNET-PORT(4口)	只	5500	串口服务器
	通讯前置机ACRNET-UC02(2口)	只	4000	通讯前置机
	通讯前置机ACRNET-UC04(4口)	只	6000
	通讯前置机ACRNET-UC08(8口)	只	11500
	通讯管理机ACRHMI	台	30000	人机界面
组网设备	网络交换机EDS-208	台	3000	局域组网
组网设备	网络交换机EDS-408	台	8500	局域组网

3.3 电能质量分析仪表报价

应用场合	电力质量分析仪	单位	型号	面价（元）
低压重要回路		台	ACR220ELH	4280
			ACR320ELH
高压重要回路或低压进线柜		台	ACR230ELH	4860
			ACR330ELH

4. 结束语

随着社会经济的发展及电力的广泛应用，电能质量分析管理已成为电网用户侧配电系统建设的必然选择，本文介绍的电力质量分析仪，可以实现对电能的在线监测，实现对采集数据的分析、处理，并生成各种电能及电能质量报表、分析曲线、图形等，便于电能的分析、研究。该产品及系统在奥运会临时配电中心、苏州金墅国际公寓等项目中运行，取得了较好的社会效益和经济效益。

上海安科瑞电气股份有限公司

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