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Acrel-6000/Q100電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在天水*人民醫(yī)院中的應(yīng)用
點擊次數(shù)：213 發(fā)布時間：2014-1-25
高世越 羅帥
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801;
摘要：本文介紹天水市*人民醫(yī)院電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場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)軟件實現(xiàn)對配電回路用電的實時監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：醫(yī)療機構(gòu);天水市*人民醫(yī)院;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)
0 概述
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
1 項目介紹
甘肅省天水市*人民醫(yī)院，始建于1950年，占地面積98畝，現(xiàn)有*1045張，是天水市*的一所三級甲等醫(yī)院，也是全市zui大的集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防為一體的綜合性醫(yī)院。是*、聯(lián)合國兒童基金會、世界衛(wèi)生組織聯(lián)合命名的“愛嬰醫(yī)院”，是天水及隴東南地區(qū)的醫(yī)療保健中心、急危重癥救治中心。醫(yī)院年門診診療36萬人次，年收治住院病人17000余人次，開展大中型手術(shù)6000人次，年搶救危重病人3000人次以上。
醫(yī)院院技術(shù)力量雄厚，現(xiàn)有職工698人，其中正21人，副職稱73人，中級職稱303人，享受政府特殊津貼及省部級勞動*6人，醫(yī)院有30多人被評為省、市管理拔尖人才，其中省級學(xué)術(shù)帶頭人3人，市級“222”創(chuàng)新人才30人，全國衛(wèi)生系統(tǒng)*工作者1人，全國“三八紅旗手”1人，甘肅省“五四”青年獎?wù)?人，全市勞動*3人，全市杰出青年2人，先后有6人次赴以色列、新加坡、澳大利亞、馬達(dá)加斯加履行主義醫(yī)療援助任務(wù)。醫(yī)院臨床醫(yī)師zui低學(xué)歷均為大學(xué)本科，各臨床科室全部由專業(yè)技術(shù)人員主持，保證了醫(yī)院出入院診斷符合率達(dá)到95%以上，危重病人搶救成功率達(dá)到95%以上，護(hù)理技術(shù)操作合格率達(dá)98%以上。
天水市*人民醫(yī)院的原門診樓候診廳狹小，就診流程不暢，嚴(yán)重制約醫(yī)院發(fā)展，為了可持續(xù)發(fā)展，故投資1.5億元新建的門急診綜合樓，總建筑面積達(dá)45340平方米，共20層，集門診、急診、病房和地下停車場與一體。
本項目為天水市*人民醫(yī)院門急診大樓電力監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)分和樓層兩塊，本項目針對這兩塊的配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控;監(jiān)控范圍為地下變電所的T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表和每個樓層中的配電柜中的儀表進(jìn)行監(jiān)控。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
該系統(tǒng)總計有328只儀表(其中包括ACR網(wǎng)絡(luò)智能電力儀表，ADL網(wǎng)絡(luò)多功能儀表PZ三相電能表，PZ三相電流表，)，分13條總線，由于變電所與值班室距離較近，故直接采用屏蔽雙絞線連接，zui后通過網(wǎng)線拉至電工值班室連接到監(jiān)控主機實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。
本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設(shè)備層，網(wǎng)絡(luò)通訊層與站控管理層;如圖(1)所示：
圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
1)現(xiàn)場設(shè)備層主要為：
多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：
通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
3)站控管理層：
設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲*力增強，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。
3 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
3.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI、遠(yuǎn)程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
3.2 人機交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換;畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。
3.3 歷時事件
歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
3.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
3.5 用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。
3.6 運行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線;對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
3.7 遠(yuǎn)程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。
數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)圖顯示
進(jìn)線回路采用ACR330ELH多功能諧波儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度、并可監(jiān)測電壓、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。
配出回路主要采用采用PZ80-E4三相電能表，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。
低壓配電二次圖見圖(2)，功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警;斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。
圖(2)低壓配電二次圖
遠(yuǎn)程抄表
系統(tǒng)對所有采集到的數(shù)據(jù)都能實時的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。如圖3所示。
圖(3) 參數(shù)抄表
電能報表
系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導(dǎo)出。如圖4所示。
圖(4) 電能報表
趨勢曲線
負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖(5)。
圖(5)趨勢曲線圖
事件記錄與報警
遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。遙測報警值設(shè)置界面可以看到每個監(jiān)控點的實時值和報警設(shè)置值，方便值班人員比對進(jìn)線設(shè)置，負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖(6)和圖(7)。
圖(6)歷史遙測報警信息查詢
圖(7)遙測報警值設(shè)置界面
通訊示意
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，綠色表示通訊故障。見圖(8)。
圖(8)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4 結(jié)束語
隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，對智能建筑的配電系統(tǒng)的智能化集成管理已成為國家機關(guān)辦公建筑及大型公共建筑智能化建設(shè)的必然趨勢，本文介紹的基于Acrel-2000電力監(jiān)測系統(tǒng)，不僅可以實時監(jiān)控電力運行狀態(tài)及異常用電，還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以用戶適用的方式展現(xiàn)出來，滿足用戶的需求，實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，其生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，*的方便了用戶的使用，便于配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控與電參量的遠(yuǎn)程抄表與分析研究，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考[2]。
參考文獻(xiàn)：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京.中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
作者簡介：
羅 帥(1984-)，男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
高世越(1989-)，男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
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