电力监控系统在云南省丽江市玉龙雪山景区的应用
 
玉龙雪山景区10KV变电站;ARTA-3000型;电力监控系统                                                                                            

                                                                                                                   
        玉龙雪山景区10KV变电站，采用智能电力仪表，采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯至后台，通过ARTA-3000 型电力监控与电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和管理。

 
一、           概念
       玉龙雪山为云南省丽江市境内雪山群，是北半球最近赤道终年积雪的山脉，隔江西与中甸雪山、东与绵绵山相并列，北自三江口，向南延伸到北纬27°，如扇面向古城展开。
玉龙雪山在纳西语中被称为“欧鲁”，意为银色的山岩。其十三座雪峰连绵不绝，宛若一条“巨龙”腾越飞舞，故称为“玉龙”。又因其岩性主要为石灰岩与玄武岩，黑白分明，所以又称为“黑白雪山”。是纳西人的神山，传说纳西族保护神“三多”的化身。
       1984年，云南玉龙雪山省级自然保护区建立。2001年，玉龙雪山被评为4A级旅游景区，2007年5月成为全国首批5A级旅游景区。
玉龙雪山改造10KV变电站项目位于玉龙雪山景区游客集散中心。该变电站为整个景区及其周边区域和设备供电。
本次项目为丽江市玉龙雪山景区改造10KV变电站部分的电力监控系统。






 
一、           需求分析
        现场为一座10KV变电站。电力监控系统需要实现数据集中管理、分析处理、远程遥控分合闸。软件大概功能要求如下：
电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称、电流越限值等信息。对各回路电力仪表的电流绘制趋势曲线，便于分析该回路配电运行工况。
对各回路电力仪表的电能集中抄表功能，并可生成时间段内符合客户管理需求的用电报表。同时具有远程遥控功能,能在上位机直接控制高压柜分合闸。
本技术条件适用于丽江市玉龙雪山景区的10KV配电室高压柜。供方产品应具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件，但不仅限于此，其技术性能应满足对配电室数据监控的要求。
 
二、           系统方案
      监控系统主要实现玉龙雪山景区10KV变电站的变配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为变高压进线柜、联络柜、高压出线柜微机保护和电力仪表进行远程实时监控和电能管理。系统接入高压柜微机保护10台;电力仪表9台,分 8 条总线，总线直接接入本变电所内的采集设备；值班室位于变电所内，总线直接上传至变电所主机，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。
现场拓扑结构如下图所示：监控展示层、监控通讯层、监控采集层和监控设备层

1）  监控展示层
        监控展示层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在主要指置于值
班室的工控机、显示器、UPS 等。
2）  监控通讯层
        通讯层是由仪表总线经数据采集器，连接至后台主机的网口，从而将智能电力仪表的数据上传至系统后台。
监控通讯层的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。
3）  监控设备层
        监控设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线 RS485
接口，采用 MODBUS 通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。
低压进线和馈线回路采用多功能仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、
电流、功率因数、频率、有功电度、无功电度。
 
一、           系统功能功能特点
        本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠。系统具有一次系统图显示，实时数据显示，曲线分析及报表显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程遥控功能。
                   用户管理
     为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行维护管理提供可靠的安全保障。将用户的级别分为操作工、工程师、系统管理员这三个等级，每个等级可以单独赋给不同的操作权限，包括进入运行、退出运行、报表管理。系统管理员为最高等级用户，高一级的用户可以添加、删除下一级别的用户。

     
 
             返回与退出
   操作界面右上角分别是【返回】和【退出】按钮。
【返回】：返回到系统主界面。
【退出】：关闭ARTA软件。





          系统主界面
系统主界面显示系统时间，当前用户，通信状态和菜单导航，同时页眉显示项目名称信息。
主界面连接所有的操作界面，进入子项的系统主接线图。系统主接线根据系统设计图纸，
还原系统结构，并将实时信息进行显示，点击任一显示项，可以进入查询设备各项详细信息



        一次图
        简单直观的展现整个电力监控的拓扑结构。用户可以轻松的查询到每块电表的实时的状态和详细位置。便于使用和查询。每个回路旁都有保护仪表,点击此处可查看各数据参量,回路上方是各回路的名称,旁边的小圆点是显示设备状态的指示灯。右下角提示用户如何判断设备状态的通断。


      遥控功能：可以通过远程遥控功能来控制高压柜的分合闸。

 

             设备遥控遥信图
             简单直观的展现整个电力监控的拓扑结构。用户可以轻松的查询到每块电表的实时的状态，电表的详细位置，便于使用和查询。
【绿色】表示设备通讯正常【红色】表示设备通讯故障



      实时数据
      实时数据是完整显示系统设备的实时监测信息，用table表、按接线回路方式呈现，清晰、直观的楼层回路的电压，电流，电功率各项数据。
这里根据1#,2#配电室制成两张表格,可以根据左上角的配电室选项来回切换。

         每个界面旁都有高压配电室 的按钮,可以随时返回到高压监控系统


        趋势分析
        趋势分析内又分实时曲线分析和历史曲线分析
实时曲线按区域划分子项，点击进入之后，，一般根据曲线表格右上方的选择框内选择需要查询的回路，即可显示所选对象的实时数据。曲线下端是数据分析，查看时需要将表格上拉。



      选中回路后，曲线图中会用不同颜色的线条将电压，电流显现出来。如图圆圈标记的地方，单击可以选择屏蔽该数据。



   历史曲线按区域划分子项，点击进入之后，勾选需要显示的回路，通过设置查询时间，可以将时间段内的数据查询出来以曲线的形式进行显示，并可以对X轴、Y轴进行缩放功能，便于对曲线数据进行分析



   历史曲线基本操作与实时操作相同。有区别的是可以在如图标记的查询条件设置栏内选择查询条件，设置起始时间，曲线按百分比左右移动，以及设定曲线的上限值。


 
     
         历史查询
         历史查询是通过设置查询时间，选择需要查询的回路，可以将时间段内该回路的数据查询出来。以table表、按接线回路方式呈现，清晰、直观的监测仪表完整显示系统设备的某一时间段监测信息，历史信息

 n        差值报表

差值报表按时间划分成日月年三个子项，点击进入之后，可以勾选需要查询的对象，设置查询日期，即可查询历史数据，并可以导出到excel作为数据分析的依据。

Ø        日报表

日报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当天内各个时段的抄表值和耗电量

Ø        月报表

月报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当月每天的抄表值和耗电量。以月为周期，查询日期建议设定起始时间为每个月的1号。（截止时间为30/31）

Ø       年报表

年报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当年每月的抄表值和耗电量。以年为周期，查询日期建议设定起始时间为每年的1月1号。（同理月报表！！！）


 
 事件记录
 显示监控设备所有的通信中断、操作事件都可在分类事项框中显示，并记录历史数据；所有信息量都能在历史事项能够查询，并且记录能够保存18个月；


        在当今配电设施的应用中，变电所的配电安全性至关重要，本文介绍的ARTA-3000 电力监控系统在丽江市玉龙雪山景区10KV变电站的应用，可以实现对变电所供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框、语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为学校解决用电计量问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的效益