河南力安測控科技有限公司是一家專注于智慧建筑設(shè)備能源管理大數(shù)據(jù)服務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，是河南省科技型企業(yè)，河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”工業(yè)創(chuàng)新示范企業(yè)，鄭州市電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工程技術(shù)研究中心，創(chuàng)新型試點企業(yè)。

　　力安科技是全國消防協(xié)會會員單位、全國電氣防火協(xié)會會員單位、河南建筑電氣協(xié)會常務(wù)理事單位、河南智慧城市協(xié)會常務(wù)理事單位。

　　目前已獲得20項實用新型專利、1項發(fā)明專利、8項軟件著作權(quán)。

　　2012年參編河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、施工驗收規(guī)范》，并已頒布實施。

　　2013年與河南省消防總隊共同承擔(dān)了國家公共安全重大科技攻關(guān)項目，2014年8月通過國家驗收。

　　2014年承擔(dān)河南省科技攻關(guān)項目1項;榮獲河南省科技進步二等獎;河南省消防科技進步一等獎。

　　2015年與中科院云計算中心共同開發(fā)、建設(shè)智慧建筑設(shè)備能源管理云平臺——安易云，同年并被列入河南省重點項目。

　　2016年與中國科院云計算中心合作建立公共安全云聯(lián)合實驗室。

　　力安科技以“替政府分憂，為用戶解難”為出發(fā)點，把“保障設(shè)備運行安全、可靠、高效，讓設(shè)備管理變得更簡單!”作為力安的歷史使命，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，為用戶提供設(shè)備能源數(shù)據(jù)化管理整體解決方案，為設(shè)備用戶、設(shè)備生產(chǎn)商、設(shè)備運維公司、政府主管部門等提供設(shè)備能源大數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　摘要：介紹LPM201電力監(jiān)控儀表，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)場總線通訊并遠傳至后臺，通過lps200型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。

　　1、遙信量包括8路開入量采集分為PT小車工作位置和試驗位置、母線接地刀位置，裝置內(nèi)部參數(shù)和事故情況。遙測量包括三相電壓、頻率、零序電壓。一路4-20mA電壓直流模擬【三相智能測控電力儀表LPM201】量輸出，作為DCS測量接口。

　　2、該模件是整個裝置的核心部分，完成模擬量、開關(guān)量的采集、處理，各種保護判據(jù)的運算，判斷，然后產(chǎn)生相應(yīng)的控制出口，發(fā)信號及通訊傳輸?shù)取?/p>

　　3、低電壓一段保護、低電壓二段保護、低電壓三段保護、母線過電壓告警、母線低電壓告警。

　　4、PT斷線告警

　　5、出線保護

　　6、傳動試驗功能：可利用液晶菜單中試驗項進行開關(guān)備自投傳動和檢查信號回路完好性。

　　7、測量顯示功能：液晶顯示工作母線三相電壓、備用母線二相電壓，面板燈指示工作、備用電源開關(guān)合分位置，裝置故障面板燈自動亮可通過液晶畫面查看故障情況。

　　8、進線備自投功能及橋開關(guān)備自投功能

　　9、進線保護

　　10、自動復(fù)歸功能：當(dāng)就緒狀態(tài)的條件滿足時，裝置能自動進入就緒狀態(tài)，不須人為復(fù)歸。

　　11、閉鎖功能：動作一次后自行閉鎖。備用無壓，裝置將閉鎖。PT斷線，裝置將閉鎖。自檢結(jié)果異常，裝置將閉鎖。工作、備用進線開關(guān)位置異常，裝置將閉鎖。

　　12、非電量【三相智能測控電力儀表LPM201】保護(重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度過高、溫度升高)

　　13、變壓器微機縱差保護

　　14、聯(lián)跳自投功能：工作電源高壓側(cè)進線開關(guān)跳閘時,聯(lián)跳低壓側(cè)開關(guān)，自投備用電源。

　　15、采用各種電力邏輯運算來實現(xiàn)保護功能，所以只需要采集線路上的電流電壓，這樣大大簡化了接線。

　　16、采用故障錄波的方式把故障記錄下來，具備時鐘同步功能，對于故障可以記錄，便于對故障的分析。

　　17、自投功能：工作電源進線開關(guān)跳閘后,自投備用電源。工作母線失壓，跳開工作電源，自投備用電源。

　　18、提供裝置各種工作電源，直流或交流185-265V輸入，輸出±5V，+24V。二組電壓均不共地，微機保護測控裝置且采用浮地方式，同外殼不相連。

　　19、微機距離保護

　　20、測控配置：遙信量包括8路開入量采集分別為開關(guān)分合閘位置、小車開關(guān)工作位置和試驗位置、接地刀位置，裝置內(nèi)部參數(shù)和事故情況。遙測量包括三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、零序電流。兩路脈沖量輸入分別為有功電度和無功電度，實現(xiàn)了外部電度表自動抄表。一路4-20mA電流直流模擬量輸出，作為DCS測量接口。

　　0 概述

　　LPM201電力監(jiān)控儀表『力安科技』根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對廠內(nèi)2個10KV高壓變電所，1個0.4KV低壓變電所和3個專變內(nèi)的低壓配進出線分別進行電力監(jiān)控及電能管理，以保證用電的安全、可靠和。

　　LPM201電力監(jiān)控儀表，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)的新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(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)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

　　本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)LPM201電力監(jiān)控儀表高低壓變電所以及室外專變配電西戎進行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為高低壓及專變上的49臺多功能電力儀表、21臺第三方綜保和兩臺溫控儀進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)72只多功能電力儀表，分9條總線，這9條總線通過屏蔽雙絞線拉至串口服務(wù)器，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理上傳至值班室監(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)，即站控層，通訊層與間隔層;如圖(1)所示：

　　圖(1)低壓網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

　　間隔設(shè)備層主要為：力安科技多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、綜保、溫控儀等。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。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器和協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器，其主要功能為把RS485信號轉(zhuǎn)換成RS232信號或網(wǎng)絡(luò)信號，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

　　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，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

　　2 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

　　2.1 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。

　　2.2 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。

　　2.3 歷時史事件

　　歷史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。

　　2.4 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。

　　2.5 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。可以通過用戶管理進行用戶登錄、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。

　　2.6 運行負荷曲線

　　負荷趨勢曲線功能主要負責(zé)定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負荷狀況。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;對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進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。

　　2.7 遠程報表查詢

　　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。

　　3 案例分析

　　太倉特靈空調(diào)電能管理系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域為1個低壓變電所、2個高壓變電所和2個專變，本項目針對這個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理;監(jiān)控范圍為配電所0.4KV低壓回路、專變0.4KV低壓回路和10KV高壓配電回路的低壓進線柜、聯(lián)絡(luò)柜及饋線柜進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。

　　進出線線回路均采用PZ96-E4/C多功能儀表，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。

　　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

　　遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負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。見圖(3)和圖(4)。

　　圖(3) 實時遙信報警信息

　　圖(4)歷史遙測報警信息查詢

　　參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢供3個變電所和2個專變出線各高低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖(5)。

　　圖(5) 參數(shù)抄表

　　用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，某段時間內(nèi)的各配電回路的用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖(6)。

　　圖(6) 電能報表

　　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)。綠色表示通訊正常，紅色表示通訊故障。見圖(7)。

　　圖(7)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

　　負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。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(8)。

　　圖(8)趨勢曲線圖

　　4 結(jié)束語

　　隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為各地重點工程項目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的LPM201電力監(jiān)控儀表的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所低壓配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)，方便變電所值班人員的遠程管理，利于節(jié)省電能抄表的時間，將信息化帶入配電監(jiān)控。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的社會效益。[2]