摘要：通过对上海东方电视台90年代初配电系统的改造，将各配电柜安装的机械式电度表、电流表、电压表更新成带通讯远传功能的智能电力仪表ACR220ELH、AMC16-1I9、ARTU-K32,将原有静态模拟屏更新成可与配电系统状态同步的动态模拟屏，上位监控软件使用Acrel-2000安科瑞电力监控组态软件开发，完成了一套具有实时电力参数采集、配电回路状态监测、遥信遥测及故障分析报警等功能的现代化智能电力监控系统。为世博期间及以后上海东方电视台安全、持续、可靠的电力供给提供了坚实的保障。

关键词：Acrel-2000；电力监控系统；配电改造；智能仪表；上海东方电视台；应用

1   项目背景
    上海东方电视台于1993年1月18日开播，1995年12月与上海科学教育电影制片厂影视部合并，组建了硬件设施与软件设施一流的新的上海东方电视台。它通过亚洲第一高塔东方明珠广播电视塔进行发射和微波差转，信号覆盖长江三角洲地区20多个大中型城市，覆盖地区人口达1.3亿。该台是由江泽民总书记题写台名，是第一家落户上海浦东新区、具有独立法人资格的省级无线综合性电视台(英文简写OTV)。

 

2   用户需求

 

3     设计方案

3.1主要设计参考标准

l         DL/T721-2006          《配电网自动化系统远方终端》

l         GB/50198-94              《监控系统工程技术规范》

l         GB50254～59－96      《电气装置安装工程施工及验收规范》

l         GB/J63-90                     《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

l         ISARP55.1                    《数字处理计算机硬件测试》

l        DL/T630                   《交流采样远动终端通用技术条件》

l         DL/T 814-2002              《配电自动化系统功能规范》

l         ISO/IEC11801                    《国际综合布线标准》

l         GBJ232-2006           《电测量仪表装置设计技术规程》

l         DL5002-2010            地区电网电力调度自动化设计技术规范

l         DL451-2003             循环式远动规约

 

3.2       配电回路的改造

 

3.3 改造过程

 

模拟屏的设计图如下，采用动态模拟屏取代原有需要值班人员手动操作的静态模拟屏，

模拟屏的状态数据由电力监控系统的上位计算机转发，使得其状态始终与现场设备状态保持一致。

网络结构：系统采用间隔层、站级层和网络层三层网络结构。

1) 间隔层由智能测量仪表单元组成，这里采用的上海安科瑞电气股份有限公司生产的ACR220ELK、AMC16-1I9、ARTU-K32网络多功能电力监控仪表和信号采集模块。系统网络分为9个网段，每个网段连接仪表个数不超过20台。并以总线形式接入站级层主控单元，传输介质采用屏蔽双绞电缆。主要负责电力参数测量和信号采集并与主控单元进行通信。

2) 站级层由通讯子站构成(即通讯服务器)，主要是作为本站间隔层设备采集电力系统数据的处理、储存、调配以及通信协议的转换，并接入网络层，将本站经处理的数据上传和接受网络层下传的设定参数或控制信号等指令。

3) 网络层采用工业网络交换机，将从现场仪表采集到的各种信号上传到上位主机。网络层传输层协议采用TCP/IP。

网络拓扑图

 

3.5  电力监控系统的软件设计

在该项目中采用了Acrel-2000电力监控组态软件作为开发平台。Acrel-2000电力监控组态软件具有方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板。

上海东方电视台电力监控系统实现了10KV高压配电间、演播剧场配电间、节目中心UPS机房、技术低压配电室、柴油发电机房等各进线及馈线回路的一次系统图显示、高压光字牌、动态实时模拟屏、各回路实时电参量遥测、重要回路电能报表、主进线回路的负荷用电趋势、重要回路的分合闸报警、电流越限报警、用户权限管理等功能，软件运行界面见下图。

上图为东方电视台10KV高压配电室一次配电示意图界面。主要包括8东广电甲线、17东广电乙线、8东广电丙线三个10KV总进线和1#--7# 10/0.4KV变压器馈线回路，该处均使用ACR220ELH和ACR220EL网络电力仪表。通过遥测我们可以查看各回路的三相线电压、电流、功率、电能等电参量；遥信功能实现了显示现场设备的运行状态，主要包括：开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警，断路器变位时会发出报警信号。对于三个总进线回路还可查看2-31次谐波含量以直观的棒图显示。图上各个断路器图形，如果是红色说明此分支断路器合闸母线有电，如果是绿色说明断路器分闸母线无电。

通过演播剧场配电系统图界面(如上图)，可查看ABB P1-P4配电柜中安装的AMC16-1I9电力仪表的实时电流参数，并可对每一个回路的电流设置报警参数，当回路电流超过设定的报警参数时，计算机会发出声音报警，并弹出报警窗口。如下图所示。

当配电回路的断路器状态发生改变时，会弹出遥信实时报警窗口(如下图)，显示分合闸时间，回路位置，报警内容等信息，使得值班人员能够及时掌握各回路供电状态或发生故障的位置。系统还支持报警记录的历史查询功能，可以协助值班人员追查事故发生的原因。

4           运行情况

上海东方电视台电力监控预警系统自2010年4月正式投入运行，历经上海世界博览会和2010年广州亚运会的考验，累计有效预警56次，其中重要事故预警5次。如2010年6月份和10月份的预警，2F放映室回路和音控室主路回路在某段时间内经常发生频繁的分合闸报警，但是现场根本没有发生回路的分合闸操作。通过监控软件的历史报警查询事故追溯功能，经过分析台里决定在检修期间重点检查这两个回路，最终发现问题出在断路器的辅助触点老化造成接触不良，但同时也发现断路器的主触点碳化比较严重。如不及时更换故障断路器，必将造成电视直播期间出现电力中断的重大事故。Acrel-2000电力监控系统的长期稳定良好表现受到了配电维护人员和台里有关领导的肯定赞扬。

 

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