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哥斯達黎加國家體育場電力監控系統
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概述
該項目共有一個配電室、一個發電機房共2個配電房和一個場地照明燈光控制室，提供國家體育場的辦公、照明、場館照明、空調用電及其它用電等。所有回路均裝有ACR320ELK網絡電力儀表，能測量到配電室的電壓、電流、功率等電參量，同時可以通過電操機構實現各回路的遠程分合閘。根據客戶要求，設計的Acrel-3000電力監控系統，不僅能實現對各配電回路的遠程監控和集中管理，而且還實現遠程分合閘操作；并能根據不同比賽規格實現場地照明的分級智能控制。
系統分析
本監控系統的監控范圍：項目啟動前甲方需提供配電系統一次系統圖、平面圖、二次系統圖等，以供乙方設計參考。乙方按照甲方的實際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；開關狀態遙信、分閘報警及斷路器遠程分合閘控制（此功能要求現場斷路器安裝有電操機構）；事件記錄，電能管理報表（生成日、月、年報表等相關報表）；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能，實際細化功能乙方可以根據甲方的使用習慣和需求做可行性修改。
整個系統采用網絡分布式結構，監控主機位于配電室內，另有發電機房各儀表亦通過雙絞線連接入整個監控系統，配電室配電柜內安裝有本公司的ACR320ELK網絡電力儀表共計120多個回路。系統采用開放的通訊協議，通過現場總線與配電系統相連，實現數據通訊和控制功能。
系統的結構
本系統采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：
隔層主要的設備為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
中間層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統軟件發送指令至現場設備，實現遠程遙控功能。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅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個設備，最大傳輸距離為1.2km。
系統的主要功能
一、數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎，需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、有功功率P、無功功率Q、電度EPI及開關量。
數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。
二、人機交互
本電力監控系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全英文顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示等。
場地照明燈光控制系統按照設計院要求，結合照明燈光的物理特性，通過智能腳本程序實現不同比賽要求的模式切換及控制，既滿足了設計要求，同時結合了燈光物理特性的智能腳本也可有效延長設備的使用壽命。
在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。
四、電能成本管理
自動進行日、月、年的電能統計，實現具有電能統計功能，同時生成日、月、年報表等。
五、用戶權限管理
可根據甲方要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。
六、運行負荷曲線
定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、實時顯示重要回路的電流、功率數據，以及查詢歷史電流、功率數據等。
電壓上限設置：可以為高壓進線電壓，低壓相電壓、線電壓分別設置上限，當實時數據超過上限，該數據有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。
負荷上限設置 ：可以為高壓進線負荷、各變壓器負荷分別設置上限，當實時數據超過上限，該數據有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。如圖
系統特點
通訊線接點少，畫面顯示直觀，數據刷新快，及時反應現場設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據用戶的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。
結束語
本文講述了體育場綜合自動化控制系統的特征、結構及其功能。該系統是一個龐大系統工程的一部分，要實現體育場電力監控的自動化控制功能，還有許多技術問題需要攻關解決，作者相信在不太遠的一段時間管理便捷化的場館自動化控制系統，必將有更進一步的發展。
該項目共有一個配電室、一個發電機房共2個配電房和一個場地照明燈光控制室，提供國家體育場的辦公、照明、場館照明、空調用電及其它用電等。所有回路均裝有ACR320ELK網絡電力儀表，能測量到配電室的電壓、電流、功率等電參量，同時可以通過電操機構實現各回路的遠程分合閘。根據客戶要求，設計的Acrel-3000電力監控系統，不僅能實現對各配電回路的遠程監控和集中管理，而且還實現遠程分合閘操作；并能根據不同比賽規格實現場地照明的分級智能控制。
系統分析
本監控系統的監控范圍：項目啟動前甲方需提供配電系統一次系統圖、平面圖、二次系統圖等，以供乙方設計參考。乙方按照甲方的實際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；開關狀態遙信、分閘報警及斷路器遠程分合閘控制（此功能要求現場斷路器安裝有電操機構）；事件記錄，電能管理報表（生成日、月、年報表等相關報表）；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能，實際細化功能乙方可以根據甲方的使用習慣和需求做可行性修改。
整個系統采用網絡分布式結構，監控主機位于配電室內，另有發電機房各儀表亦通過雙絞線連接入整個監控系統，配電室配電柜內安裝有本公司的ACR320ELK網絡電力儀表共計120多個回路。系統采用開放的通訊協議，通過現場總線與配電系統相連，實現數據通訊和控制功能。
系統的結構
本系統采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：
隔層主要的設備為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
中間層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統軟件發送指令至現場設備，實現遠程遙控功能。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅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個設備，最大傳輸距離為1.2km。
系統的主要功能
一、數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎，需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、有功功率P、無功功率Q、電度EPI及開關量。
數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。
二、人機交互
本電力監控系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全英文顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示等。
場地照明燈光控制系統按照設計院要求，結合照明燈光的物理特性，通過智能腳本程序實現不同比賽要求的模式切換及控制，既滿足了設計要求，同時結合了燈光物理特性的智能腳本也可有效延長設備的使用壽命。
在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。
四、電能成本管理
自動進行日、月、年的電能統計，實現具有電能統計功能，同時生成日、月、年報表等。
五、用戶權限管理
可根據甲方要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。
六、運行負荷曲線
定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、實時顯示重要回路的電流、功率數據，以及查詢歷史電流、功率數據等。
電壓上限設置：可以為高壓進線電壓，低壓相電壓、線電壓分別設置上限，當實時數據超過上限，該數據有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。
負荷上限設置 ：可以為高壓進線負荷、各變壓器負荷分別設置上限，當實時數據超過上限，該數據有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。如圖
系統特點
通訊線接點少，畫面顯示直觀，數據刷新快，及時反應現場設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據用戶的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。
結束語
本文講述了體育場綜合自動化控制系統的特征、結構及其功能。該系統是一個龐大系統工程的一部分，要實現體育場電力監控的自動化控制功能，還有許多技術問題需要攻關解決，作者相信在不太遠的一段時間管理便捷化的場館自動化控制系統，必將有更進一步的發展。
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