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安科瑞电能管理系统在宁夏医科大学附属医院的应用

2015/9/1 12:59:53 安科瑞电气股份有限公司供稿

徐霜

安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：介绍安科瑞电能管理系统，采用智能电力仪表采集10个地点楼层配电箱的各种电参量。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯远传至监控后台，通过电能管理系统实现对变电所配电回路用电的实时监控和管理。

0 概述

宁夏医科大学附属医院的前身是解放前的宁夏省立医院。1949年新中国成立后，由人民政府接管，该称宁夏省人民医院。1954年宁夏省撤消后，改称甘肃省第二人民医院。1958年宁夏回族自治区成立后，改为自治区人民医院，1973年改为宁夏医科大学附属医院。

医院位于宁夏回族自治区首府银川市胜利街，集医疗、教学、科研、预防保健和干部保健等职能于一体，是省内规模大、技术力量雄厚、医疗设备先进、专家队伍荟萃的一所综合性三级甲等医院宁夏医科大学附属医院有10座楼270个回路配电回路。

1 客户需求

宁夏医科大学附属医院现场270个回路配电回路分布在10座楼内，对用电管理人员很大的不便，根据其实际情况提出以下需求：

(1)、与现有能源管理系统友好兼容；

(2)、配电室低压抽屉柜中，只监测常用线路，对于备用的线路暂不作处理；

(3)、楼层配电箱中，双电源线路只监测主电源电量；

(4)、系统总软件未来能够继续扩充其他能源系统，如暖通空调等；

(5)、与科研楼、外科楼目前动力能源监控系统友好兼容；

(6)、设立集中监控中心。快速响应电网故障、快速判断故障原因和故障地点、快速恢复供电。

(7)、实时监测各配电室低压线路运行状况及参数。缩短故障响应时间，提高供电可靠性；

(8)、提供全方位通讯解决方案，系统地解决各层次设备可靠、高速的通讯问题。为实现数字化供配电系统奠定基础；

(9)、实现医院各楼层或各科室电量自动计量。

(10)、系统能够实现故障和异常的预警报警，并能够对历史数据进行存储分析。

根据用户需求，需要对第十宁夏医科大学附属医院10座楼进行组网并建立电能管理系统（主要是数据的实时监控），在控制中心值班室内设置监控平台，对270个回路实时监测、统计、分析，以保证用电的安全、可靠和高效。

安科瑞电能管理系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控、集中管理。

2 系统结构描述

本系统采用分层分布式结构进行设计，即站控管理层、网络通讯层和现场设备层，项目组网图如下，现场10个网络地点的PZ80L-E4/KC、DTSF1352、ARTM-1仪表经RS485现场总线连接至串口服务器，然后通过以太网经光纤传输至现场监控主机，实现数据的采集，存储，处理，显示和上传如图（1）所示：

图（1）电能管理系统网络拓扑图

间隔设备层主要为：PZ80L-E4/KC、DTSF1352、ARTM-1仪表，分别对应相应的一次设备分散安装在10座楼配电室的电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。

网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。

站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。

建设完成后的多功能网络电力仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。

RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。

3 电能管理系统主要功能

3.1 数据采集与处理

数据采集是电能管理的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。

数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到电能管理的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

3.2 历史事件

历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

3.3 数据库建立与查询

主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。

3.4 用户权限管理

针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

3.5 运行负荷曲线

负荷趋势曲线功能主要负责定时重要回路电流和功率负荷参量，自动生成运行负荷趋势曲线的，方便用户及时了解设备的运行负荷状况。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；可以查看实时趋势曲线或历史趋势线；对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作，帮助用户进线趋势分析和故障追忆，为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

3.6 远程报表查询

报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计，数据导出和报表打印等功能。

3.7 数据转发功能

电能管理系统通过厂内局域网将数据转发至控制中心的SQL Server数据库中，实现数据的共享，避免数据的重复采集。

4 案例分析

本监控系统主要实现云南省昆明市第十宁夏医科大学附属医院10座楼270个回路配电回路实时监测、分析及管理，监控范围如下表1所示：

表（1）监测点位分布表