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Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及其在10kV配電工程中的應(yīng)用

來源：安科瑞電氣股份有限公司 2026年07月29日 14:57

摘要：針對企業(yè)10kV配電工程三座預(yù)制艙變電站的運維管控需求，為解決傳統(tǒng)配電系統(tǒng)人工巡檢效率低、數(shù)據(jù)采集滯后、故障排查困難、運維成本偏高的問題，本文引入安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，搭配微機保護裝置、智能操控裝置及無線測溫傳感設(shè)備，構(gòu)建分層分布式智能配電監(jiān)控體系。系統(tǒng)依托MODBUS通訊協(xié)議，實現(xiàn)變電站各配電回路電參量實時監(jiān)測、設(shè)備溫度在線采集、故障智能告警、電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及分級權(quán)限管理等功能。工程應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、擴展性強，可全面實現(xiàn)10kV預(yù)制艙配電系統(tǒng)的可視化、信息化、智能化管控，有效提升變電站供電安全性與可靠性，降低運維人力成本，滿足工業(yè)廠區(qū)無人值守、精細化配電管理的運行需求。

關(guān)鍵詞：Acrel-2000；10kV配電工程；預(yù)制艙變電站；電力監(jiān)控；微機保護；無線測溫

1 工程概述

本次共計建設(shè)3座10kV預(yù)制艙變電站，規(guī)劃總供電容量達94500kVA（3150kVA×30）。每座預(yù)制艙采用單母線接線方式、四段母線布局，供電電源110kV變電站，供電穩(wěn)定性與可靠性基礎(chǔ)條件良好。

工程高壓設(shè)備統(tǒng)一選用KYN28A-12型高壓開關(guān)柜，總計52面，包含進線柜10面、出線柜20面、PT柜10面、站變柜2面。開關(guān)柜配置VS1-12型真空斷路器，額定工作電流1250A，開斷電流31.5kA，可滿足高壓回路安全分合閘及故障切斷需求。電流互感器采用LZZBJ9-10干式互感器，進線回路變比800/5、出線回路變比200/5，保障電參量采集精度。

二次系統(tǒng)配置獨立微機監(jiān)控系統(tǒng)與直流操作系統(tǒng)，直流系統(tǒng)容量200AH，配置2面直流電池屏、104只2V免維護鉛酸蓄電池，搭配3×10A高頻整流模塊及微機型接地檢測裝置，為二次設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定供電。二次保護采用一體化微機保護單元，具備速斷過流、過負荷、油變超溫跳閘、重瓦斯跳閘等保護功能，可保障配電設(shè)備安全運行。

2 項目建設(shè)需求

傳統(tǒng)10kV預(yù)制艙變電站多依賴人工巡檢、人工抄表，存在數(shù)據(jù)更新滯后、設(shè)備隱患發(fā)現(xiàn)不及時、故障定位緩慢、權(quán)限管理混亂、運維效率低下等問題，難以適配現(xiàn)代化工業(yè)廠區(qū)智能化、無人值守的配電管理需求。結(jié)合本項目工程特點與運維標(biāo)準(zhǔn)，本次電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)需滿足設(shè)備安全監(jiān)測、數(shù)據(jù)智能采集、集中管控分析、分級權(quán)限運維四大核心需求，具體如下：

1）設(shè)備安全保護需求：各配電回路需配置高可靠性、易拓展、易運維的微機保護裝置，精準(zhǔn)監(jiān)測回路運行狀態(tài)，實現(xiàn)故障快速保護動作，規(guī)避過載、短路、設(shè)備異常引發(fā)的供電故障，保障配電系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。

2）設(shè)備溫度監(jiān)測需求：高壓開關(guān)柜母線、觸頭、接線端子等關(guān)鍵部位易因溫升異常引發(fā)設(shè)備故障，需為各配電回路配置帶無線測溫功能的智能操控裝置，實現(xiàn)柜內(nèi)溫度24h實時在線監(jiān)測，提前預(yù)判設(shè)備過熱隱患。

3）全維度監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理需求：搭建一體化電力監(jiān)控平臺，實現(xiàn)全站配電系統(tǒng)集中監(jiān)控?？蓪崟r刷新電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等核心電參量，以一次系統(tǒng)圖動態(tài)可視化展示運行狀態(tài)；支持電能數(shù)據(jù)自動抄送、多時段用電報表生成；實時監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備通訊狀態(tài)，精準(zhǔn)定位通訊異常故障。

4）分級權(quán)限管理需求：配置多級別用戶權(quán)限體系，區(qū)分運維、管理、系統(tǒng)配置等操作權(quán)限，實現(xiàn)分級管控、權(quán)責(zé)分離，杜絕非法操作，保障系統(tǒng)運行安全。

3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計

結(jié)合本項目3座預(yù)制艙的布局結(jié)構(gòu)與功能需求，本次工程采用分層分布式架構(gòu)，現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層三級組網(wǎng)，搭配安科瑞專屬硬件設(shè)備與Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，構(gòu)建全覆蓋、高精度、智能化的配電監(jiān)控系統(tǒng)。每面高壓柜配套專用保護、操控及測溫設(shè)備，實現(xiàn)單回路精準(zhǔn)監(jiān)測保護，所有現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至主站監(jiān)控平臺，實現(xiàn)全站配電系統(tǒng)一體化管控。

圖片1.png

3.1 整體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)整體分為三大層級，層級分工明確、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、拓展性強，適配預(yù)制艙模塊化配電結(jié)構(gòu)：

1）現(xiàn)場設(shè)備層：為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端，核心設(shè)備包含AM5系列微機保護裝置、ASD320系列智能操控裝置、ATE300無源無線測溫傳感器、ATC300測溫收發(fā)器及直流屏設(shè)備。所有設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口組網(wǎng)，負責(zé)實時采集配電回路電參量、設(shè)備溫度、開關(guān)狀態(tài)、故障信號等現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時執(zhí)行保護跳閘、狀態(tài)反饋等底層動作。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層：由數(shù)據(jù)采集器、串口卡、總線網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議。現(xiàn)場設(shè)備以手拉手總線方式連接，單總線最多接入5臺微機保護設(shè)備，采集器匯總所有終端數(shù)據(jù)后，通過網(wǎng)線上傳至值班室監(jiān)控主機，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)與主站平臺的穩(wěn)定交互，保障數(shù)據(jù)傳輸實時性與準(zhǔn)確性。

3）站控管理層：為系統(tǒng)人機交互核心，包含工控機、顯示器、UPS電源、打印機及Acrel-2000監(jiān)控軟件。主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化展示、參數(shù)查詢、報表統(tǒng)計、故障告警、權(quán)限管理、系統(tǒng)配置等功能，是運維人員日常監(jiān)控、操作、運維的核心載體。

3.2 現(xiàn)場硬件配置

本項目以1#預(yù)制艙四段母線為核心配置標(biāo)準(zhǔn)，2#、3#預(yù)制艙同步沿用同款配置，全站統(tǒng)一設(shè)備型號與組網(wǎng)方式，保障系統(tǒng)兼容性與運維便捷性。1#預(yù)制艙核心設(shè)備明細如下表1所示。

柜號/設(shè)備位置	產(chǎn)品型號/名稱	數(shù)量
1#電源進線	AM5SE-F 線路保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發(fā)器	1
1#PT柜	AM5-U1 PT監(jiān)測裝置	1
	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發(fā)器	1
1-1#~1-4#變壓器（單臺）	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1/臺
1-1#~1-4#變壓器（單臺）	ASD320-P9 智能操控裝置	1/臺
1-1#~1-4#變壓器（單臺）	ATE300 無源無線溫度傳感器	9/臺
1-1#~1-4#變壓器（單臺）	ATC300 收發(fā)器	1/臺
2#、3#、4#電源進線	同1#電源進線配置	各1套
2#、3#、4#PT柜	同1#PT柜配置	各1套
2-1#~2-4#、3-1#~3-2#、4-1#~4-2#變壓器	同1#變壓器配置	各1套
站用變	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發(fā)器	1

表1 1#預(yù)制艙核心設(shè)備配置明細

全站共計接入50臺AM系列微機保護裝置、52臺智能操控裝置及3臺直流屏設(shè)備，硬件設(shè)備統(tǒng)一選型、標(biāo)準(zhǔn)化組網(wǎng)，保障系統(tǒng)整體穩(wěn)定性與兼容性。

3.3 主站系統(tǒng)硬件配置

主站監(jiān)控硬件兼顧穩(wěn)定性、實用性與運維便捷性，核心配置均采用工業(yè)級設(shè)備，適配配電室長期不間斷運行場景，具體配置如下表2所示。

序號	名稱	型號規(guī)格	單位	數(shù)量	備注
1	工控機	IPC-510MB/501G2，10串口雙網(wǎng)口，G1620處理器，2.7GHz，6G內(nèi)存，500G硬盤	臺	1	研華
2	液晶顯示器	19英寸，分辨率1600*900	臺	1	DELL
3	8口串口卡	CP-138U-I，RS-422/485隔離型	只	1	MOXA
4	音箱	R19U	臺	1	漫步者
5	電力監(jiān)控軟件	Acrel-2000Z系統(tǒng)組態(tài)軟件	套	1	安科瑞
6	UPS電源	C1K/1KVA 塔式	臺	1	山特
7	打印機	HP 1108，A4幅面	臺	1	甲供
8	操作系統(tǒng)	Windows7 64位簡體中文旗艦版	套	1	甲供
9	操作臺	1.2米鋼制結(jié)構(gòu)	臺	1	-

表2 監(jiān)控主站硬件配置明細

4 系統(tǒng)核心功能實現(xiàn)

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文可視化操作界面，運行穩(wěn)定、操作便捷，集成數(shù)據(jù)監(jiān)測、設(shè)備管控、故障告警、報表分析、權(quán)限防護等全維度功能，適配工業(yè)預(yù)制艙變電站無人值守、精細化運維需求，核心功能如下：

4.1 分級權(quán)限管理

系統(tǒng)搭建四級用戶權(quán)限體系，分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員，可差異化配置登錄權(quán)限與操作權(quán)限，涵蓋設(shè)備運行啟停、遙控操作、報表導(dǎo)出、系統(tǒng)配置、用戶管理等功能。通過賬號密碼分級管控，有效規(guī)避非法操作、誤操作風(fēng)險，保障配電系統(tǒng)運行與數(shù)據(jù)安全，適配多人分工運維的管理模式。

4.2 配電狀態(tài)可視化監(jiān)測

系統(tǒng)以一次系統(tǒng)圖為核心展示界面，動態(tài)可視化呈現(xiàn)3座預(yù)制艙全站配電運行狀態(tài)。可實時刷新各回路三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等核心電參量，同步展示斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的分合閘狀態(tài)，以及手車位置、彈簧儲能、設(shè)備溫濕度等輔助狀態(tài)。運維人員可通過界面直觀掌握全站配電工況，實現(xiàn)故障快速預(yù)判與狀態(tài)實時管控。

4.3 通訊狀態(tài)智能診斷

系統(tǒng)內(nèi)置完整的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖，可實時監(jiān)測所有接入設(shè)備的通訊運行狀態(tài)，采用紅綠雙色可視化標(biāo)識設(shè)備通訊工況：紅色代表通訊正常，綠色代表通訊異常。界面同步標(biāo)注各設(shè)備IP地址、設(shè)備編號、回路信息，運維人員可快速定位通訊故障點位，及時排查線路、設(shè)備故障，保障數(shù)據(jù)傳輸鏈路持續(xù)穩(wěn)定。

4.4 多維度數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計

系統(tǒng)具備海量數(shù)據(jù)存儲與智能分析能力，可長期保存實時電參量、歷史運行數(shù)據(jù)、事件記錄等信息，支持自定義時間段、自定義參數(shù)查詢統(tǒng)計。一方面可生成各回路電流、電壓、功率、功率因數(shù)等電參量報表，另一方面可實現(xiàn)全站各配電節(jié)點進線、分支回路電能數(shù)據(jù)自動抄送與匯總統(tǒng)計。所有報表支持Excel、PDF格式導(dǎo)出與在線打印，為企業(yè)用電核算、能耗分析、配電優(yōu)化提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。

4.5 故障告警與事件記錄

系統(tǒng)具備實時告警與歷史事件追溯功能。當(dāng)回路電流、電壓超限，或設(shè)備出現(xiàn)過載、過熱、保護動作等異常工況時，系統(tǒng)自動彈出告警窗口，以紅色字體標(biāo)注故障回路、故障類型、超限數(shù)值、告警時間等信息，同步配套語音提示，實現(xiàn)故障實時預(yù)警。同時系統(tǒng)自動存儲所有遙測、遙信告警事件，支持任意時間段歷史故障查詢，便于運維人員復(fù)盤故障原因、優(yōu)化配電運維方案。

5 應(yīng)用效果與結(jié)語

5.1 工程應(yīng)用效果

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在企業(yè)10kV預(yù)制艙配電工程落地應(yīng)用后，改變傳統(tǒng)人工巡檢、人工抄表的粗放式運維模式，實現(xiàn)變電站配電管控的升級。系統(tǒng)運行期間數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)、響應(yīng)速度快、設(shè)備兼容性強，有效解決了傳統(tǒng)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)滯后、故障隱蔽、運維繁瑣、管控薄弱等痛點。通過實時電參量監(jiān)測、設(shè)備溫度在線預(yù)警、故障智能告警、數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計，大幅降低人工運維成本，提升配電系統(tǒng)故障處置效率，有效規(guī)避設(shè)備過熱、過載、短路等安全隱患，保障廠區(qū)供電持續(xù)穩(wěn)定。同時分級權(quán)限管理、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)報表功能，為企業(yè)配電精細化管理、能耗優(yōu)化、安全管控提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐與技術(shù)保障。

5.2 結(jié)語

本次10kV預(yù)制艙配電工程采用分層分布式電力監(jiān)控體系，依托Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)搭配一體化保護、測溫、操控設(shè)備，構(gòu)建了一套智能化、信息化、可視化的工業(yè)配電監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)運行穩(wěn)定、拓展性強，適配工業(yè)預(yù)制艙變電站的運行特點與運維需求，可實現(xiàn)配電系統(tǒng)無人值守、精準(zhǔn)管控、高效運維。該方案不僅圓滿解決了本項目配電安全與運維難題，也為同類工業(yè)10kV預(yù)制艙配電工程的智能化改造與新建項目建設(shè)提供了成熟、可復(fù)制的應(yīng)用參考，具備良好的工程推廣價值與實用價值。

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