1 项目背景
环智国际大厦位于上海市闸北区天目西路与恒丰路交界处,是上海著名的不夜城商业中心,可以方便快捷地通过上海火车站的铁路、高铁和三条地铁线抵达上海各区乃至全国,还有上海到北京、天津、香港等地的直通快车。集高档办公、购物、时尚、餐饮为一体的环智国际大厦,是体验上海高品质多元都市生活的新地标。大厦拥有 5600多平方米的购物中心及32000多平方米的办公区域,由 29层高楼建筑和3层裙房组成。大厦楼层净高2.7米,水平垂直线槽桥架设计方便缆线网络自由铺设,智能化采暖、通风空调系统,有线电视、语音及数据干线连接保证入驻企业安全、舒适地工作。在商务办公之余更可眺望不夜城的繁华。
对于这样一个地标性的五星级综合性大厦,保证配电系统的安全可靠运行极为重要,为了对大厦内的中低压配电系统实现自动监控与管理,提高物业管理的水平,使用电力监控系统对配电网络中的智能设备进行集中监控就成了一种必然选择。
2 用户需求
环智国际大厦配电系统主要包括:一个10KV高压配电室、2个0.4KV低压配电室和132个楼层配电箱。电力监控系统需要通过T1-T4变压器温度控制箱的RS485接口采集变压器绕组超温报警信号、铁芯超温报警信号以及传感器故障信号,并要具有声音报警功能。需要采集直流柜的电池充放电状态、电池组电压、电池组电流、电池房温度等信号,并通过直流屏信息表在界面上显示出来。
能够与10KV M5-F微机保护装置进行通信,主要采集微机保护装置传来的电压、电流、功率、频率、功率因数、断路器状态、手车位置等电力参数。对于低压开关柜和楼层配电柜内安装的电力测量仪表,主要采集电压、电流、功率、电能等电力参数。对本工程中所有电力系统的运行参数进行自动采集与分析,并能够定时保存到数据库中,保存时间间隔要求电压、电流、功率为1分钟一次电能值为5分钟一次。
需要采用简体中文Windows NT4.0/Window2000或者WindowsXP 操作系统软件,并应提供配套的图形化操作软件、报警管理软件、参数设置软件、历史数据记录与管理及报表生成软件、通讯服务软件和绘图软件以及数据库编程软件等。管理人员能够通过大厦地下一层监控值班室内的PC机对系统进行监控管理。
对电力监控软件的要求如下:能在一个画面上进行所有的操作设定作业及对系统进行监控;可由鼠标的拖拽方式,简便的设定时间,也可在控制板上进行简便的设置;采用易操作的拖放方式,易于编辑各控制点的平面图;鼠标所指区域即显示相关断路器和群组的编号,以及显示该区的工作状态(开关);提供方便的动态画面功能,使控制区域更加生动直观;可监测所有有关控制区的各项工作状态信息;可发出工作异常报警,并显示异常区域、异常工作点的具体地址;提供运行时间分析及历史记录分析功能;可收集一定的日志数据显示于画面或打印;提供对于各进线及馈线回路的电能量的查询和导出功能;可按照国际标准协议转发主要回路的电力参数给楼宇设备自控(BA)系统。
对于环智国际大厦电力监控系统的硬件配置要求主要如下:主机处理器Intel Core2 Quad Qx6850,内存4096 DDR2,硬盘250GB;19” TFT LCD显示屏;配备A3激光打印机。
各回路通讯端口分配与监控回路确定
根据环智国际大厦高低压配电系统一次图确定需要进行监控的回路,并根据现场配电柜安装的实际位置合理确定通讯线缆的走向及通讯端口的分配,如下表所示(部分):
3.3 通讯线缆综合布线过程
环智国际大厦布线平面图
系统结构设计
对于环智大厦电力监控系统由于楼层配电箱中电力仪表安装比较分散,表与表之间的距离通常在几十米到一百米之间。因此该项目设计在现场设备层,各柜体及楼层配电箱中安装的电力仪表之间的通讯连线采用485总线结构。
RS-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
配电间485总线结构网络拓扑图
与楼宇设备自控系统之间数据交互设计
BA系统和本电力监控系统之间数据交互协议采用Modbus TCP协议,该协议的数据传输是通过以太网,因此BA系统和电力监控系统之间只需要通过一根网线连接即可。
环智国际大厦电力监控系统基于Acrel-2000电力监控组态软件平台进行开发设计。Acrel-2000电力监控组态软件具有数据转发组件,可以方便的将电力监控系统中实时数据库中的数据以Modbus TCP协议进行发送,楼宇设备自控系统可以通过该数据接口接收电力监控系统发送来的数据。在电力监控系统的转发设备配置界面,通讯方式要选择TCP/IP网络服务器模式,设置好本地IP地址和发送数据使用的端口号。
数据交换通讯协议格式
数据交互点表,数据类型和通道编号如下表所示:
参考文献 任致程、周中编著 电力电测数字仪表原理与应用指南 中国电力出版社 2007.4 作者简介: 李功:上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部,从事变配电监控系统。 技术交流:TEL:021-59104852 QQ:1696831581