摘要(yào)：介(jiè)紹蘇(sū)州(zhōu)新(xīn)區人民(mín)醫院電能管理係統，采(cǎi)用(yòng)智能(néng)電力(lì)儀(yí)表采(cǎi)集配(pèi)電(diàn)現場的(dí)各種(zhǒng)電(diàn)參量和(hé)開關(guān)信號(hào)。係(xì)統采(cǎi)用現場(cháng)就(jiù)地組網(wǎng)的方式，組(zǔ)網(wǎng)後通(tōng)過現場總綫(xiàn)通訊並遠傳至後台，通過Acrel-3000型電(diàn)能管理(lǐ)係(xì)統實現變電所(suǒ)配(pèi)電(diàn)回路(lù)用電(diàn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控(kòng)。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院;蘇州(zhōu)新區人(rén)民醫院;變電所(suǒ)；智能(néng)電力儀表;Acrel-3000型;電能管理(lǐ)係統

0  概(gài)述 

  蘇(sū)州新區(qū)人(rén)民(mín)醫(yī)院(yuàn)位於蘇州(zhōu)新(xīn)區長江路，華(huá)山(shān)路口，本工程新建總(zǒng)建(jiàn)築麵積約麵(miàn)積9.5萬平方米(mǐ)，其中地上建築麵積7.2萬平(píng)方米(mǐ)，地下(xià)建築麵積(jī)2.3萬平(píng)方米(mǐ)，另(lìng)有舊樓(lóu)改建麵積(jī)約(yuē)1萬(wàn)平(píng)米。醫院已成為一所(suǒ)造(zào)型(xíng)美(měi)觀大(dà)方，功能實(shí)用簡(jiǎn)潔的現代(dài)化，智(zhì)能化，醫教(jiào)研一體化的(dí)綜合性醫院(yuàn)，為廣大民眾提供(gōng)煥然(rán)一新(xīn)的(dí)治療環境(jìng)，以及(jí)麵向21 世紀(jì)健康理(lǐ)念(niàn)的醫(yī)療保(bǎo)健(jiàn)設(shè)施(shī)。

  本項目為蘇州新區(qū)人(rén)民醫(yī)院的電(diàn)能(néng)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)。根據(jù)配電(diàn)係統管理(lǐ)的要求(qiú)，需要對樓層配電(diàn)箱出綫分(fēn)別進行電(diàn)能管(guǎn)理，以保(bǎo)證用(yòng)電的安全，可(kě)靠和高效(xiào)。

  Acrel-3000型(xíng)低壓智(zhì)能(néng)配(pèi)電(diàn)係(xì)統，充分(fēn)利(lì)用了現(xiàn)代電(diàn)子技術(shù)，計算機技術，網絡技(jì)術(shù)和現場(cháng)總綫技術的新(xīn)發(fā)展，對(duì)變配電係(xì)統(tǒng)進(jìn)行(háng)分散數據采(cǎi)集(jí)和(hé)集中(zhōng)監控(kòng)管理。對(duì)配電係統(tǒng)的二次設備(bèi)進行組(zǔ)網，通(tōng)過計算(suàn)機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現場(cháng)設備(bèi)連(lián)接(jiē)為一個(gè)有機的整體(tǐ)，實現(xiàn)電(diàn)網運行的遠(yuǎn)程監控(kòng)和(hé)集中(zhōng)管理。

1  係(xì)統(tǒng)結(jié)構(gòu)描(miáo)述

  本(běn)監控係統主要(yào)實(shí)現(xiàn)蘇(sū)州新(xīn)區人民醫(yī)院變電所和(hé)樓層的(dí)0.4kV配(pèi)電係(xì)統(tǒng)進(jìn)行(háng)用(yòng)電(diàn)監控(kòng)與(yǔ)電(diàn)能(néng)管理(lǐ)。監控範圍為(wéi)變(biàn)電所(suǒ)280台PZ80，樓層配(pèi)電箱(xiāng)110台(tái)PZ80安科(kē)瑞自製的(dí)多功(gōng)能電力儀表進(jìn)行(háng)遠程(chéng)實(shí)時監控(kòng)和電(diàn)能管理。該係統390隻(zhī)多功能電力(lì)儀(yí)表，分17條總綫，其中(zhōng)3條(tiáo)總綫通(tōng)過屏(píng)蔽(bì)綫纜拉至采集器接入係(xì)統，另外儀表通過(guò)兩個采(cǎi)集(jí)箱數據采集，後通過光纖拉至值(zhí)班室連(lián)接(jiē)到(dào)監(jiān)控(kòng)主機，實(shí)現總綫(xiàn)上(shàng)儀(yí)表與監(jiān)控(kòng)主機的(dí)數(shù)據連通。

  本(běn)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)采用分層分(fēn)布式結(jié)構，即站控層，通(tōng)訊(xùn)層(céng)與(yǔ)間隔(gé)層(céng)；如(rú)圖（1）和圖(tú)（2）所示：

圖（1）低(dī)壓(yā)網(wǎng)絡(luò)拓撲(pū)圖

圖(tú)（2）低壓網絡拓撲圖(tú)

  間(jiān)隔(gé)設備(bèi)層(céng)主(zhǔ)要為：安科瑞多(duō)功能網絡電力儀(yí)表，開關(guān)量，模(mó)擬(nǐ)量采集模塊和智(zhì)能(néng)斷(duàn)路器(qì)等(děng)。這些(xiē)裝(zhuāng)置分(fēn)別(bié)對應(yīng)相應(yīng)的(dí)一(yī)次設(shè)備安裝(zhuāng)在(zài)電(diàn)氣櫃內(nèi)，這(zhè)些裝置均采用RS485通(tōng)訊接口(kǒu)，通過現場MODBUS總(zǒng)綫(xiàn)組網通訊，實(shí)現數(shù)據(jù)現場采集(jí)。

  網絡(luò)通訊層主要(yào)為：串(chuàn)口服務器(qì)，其主要(yào)功(gōng)能為把RS485信號轉換(huàn)成(chéng)RS232信號(hào)，完成現場層(céng)和站控(kòng)層之間的數(shù)據交互(hù)。

  站控(kòng)管理層：設(shè)有高(gāo)性(xìng)能工(gōng)業(yè)計算機，顯(xiǎn)示器，UPS電源(yuán)，打(dǎ)印機等設備(bèi)。監控係統安(ān)裝(zhuāng)在計算機上(shàng)，集中采集顯示現場設(shè)備(bèi)運(yùn)行狀(zhuàng)況，以人機交(jiāo)互(hù)的(dí)形式(shì)顯示給(gěi)用戶。

  以上(shàng)網(wǎng)絡儀(yí)表均(jūn)采用RS485接口(kǒu)和MODBUS-RTU通訊(xùn)協(xié)議，RS485采用(yòng)屏蔽(bì)綫(xiàn)傳(chuán)輸(shū)，一(yī)般都(dū)采用二(èr)根連(lián)綫，接綫(xiàn)簡單方便；通訊(xùn)接口是(shì)半雙工(gōng)通信即通(tōng)信的(dí)雙(shuāng)方都(dū)可以接收，發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同(tóng)一時刻隻(zhī)能發(fā)送或(huò)接收(shōu)數據，數據傳輸速(sù)率為(wéi)10Mbps。RS485接(jiē)口(kǒu)是(shì)采(cǎi)用平(píng)衡驅(qū)動(dòng)器(qì)和差分接收(shōu)器(qì)的組合(hé)，抗(kàng)噪聲幹擾(rǎo)能(néng)力(lì)增強，總綫上允許連(lián)接(jiē)多達32個設備，傳(chuán)輸距(jù)離為1.2km。

2  電能(néng)管(guǎn)理係統主(zhǔ)要(yào)功(gōng)能(néng)

2.1  數(shù)據(jù)采(cǎi)集與處理(lǐ)

  數據(jù)采集是配(pèi)電(diàn)監(jiān)控(kòng)的基(jī)礎(chǔ)，數據(jù)采(cǎi)集主要(yào)由(yóu)底(dǐ)層多(duō)功(gōng)能(néng)網(wǎng)絡(luò)儀(yí)表采(cǎi)集(jí)完(wán)成(chéng)，實現遠程(chéng)數據的本地實時顯(xiǎn)示。需(xū)要完(wán)成采集(jí)的(dí)信號(hào)包括(kuò)：三相電壓U，三(sān)相電(diàn)流I，頻率Hz，功率P，功(gōng)率因(yīn)數(shù)COSφ，電度Epi，遠程(chéng)設備運行(háng)狀態(tài)等數據(jù)。

  數據(jù)處理(lǐ)主要(yào)是(shì)把按要求(qiú)采集到(dào)的電參量實(shí)時準確的(dí)顯示(shì)給用戶，達到配(pèi)電監控的自動化化和智能(néng)化(huà)要求(qiú)，同時(shí)把(bǎ)采(cǎi)集(jí)到的數(shù)據存入(rù)數據庫(kù)供用戶查詢(xún)。

2.2  人機交互

  係統提(tí)供(gōng)簡單，易(yì)用，良好(hǎo)的用戶使(shǐ)用界(jiè)麵。采用全(quán)中文(wén)界(jiè)麵(miàn)，CAD圖形(xíng)顯(xiǎn)示低壓配電(diàn)係統電(diàn)氣一次主(zhǔ)接綫(xiàn)圖，顯示(shì)配(pèi)電係(xì)統(tǒng)設備狀(zhuàng)態及相應實時(shí)運行參數，畫(huà)麵定(dìng)時(shí)輪巡切換(huàn)；畫麵實時動態刷新；模擬量顯(xiǎn)示；開關量顯(xiǎn)示(shì)；連續記(jì)錄顯示(shì)等。

2.3  歷史事件

  歷史事件查(chá)看(kàn)界麵(miàn)主(zhǔ)要(yào)為(wéi)用(yòng)戶查看(kàn)曾經(jīng)發生(shēng)過的(dí)故(gù)障記(jì)錄，信(xìn)號(hào)記錄，操作(zuò)記錄，越(yuè)限記(jì)錄提供方(fāng)便友(yǒu)好的人機交(jiāo)互(hù)，通(tōng)過(guò)歷(lì)史(shǐ)事(shì)件查看平台(tái)，您(nín)可(kě)以根據自己的(dí)要求和查詢條件方(fāng)便定(dìng)位(wèi)您(nín)所要(yào)查(chá)看的歷史事(shì)件(jiàn)，為您(nín)把握整個係統的(dí)運行情況提(tí)供了(liǎo)良好(hǎo)的軟件支(zhī)持(chí)。

2.4  數(shù)據庫建立與(yǔ)查(chá)詢(xún)

  主要完(wán)成遙(yáo)測(cè)量和遙信量定時采(cǎi)集，並且(qiě)建(jiàn)立數據(jù)庫，定(dìng)期生成報(bào)表，以(yǐ)供用戶查詢打印。

2.5  用(yòng)戶(hù)權限管(guǎn)理(lǐ)

  針對(duì)不(bù)同(tóng)級(jí)別的用戶，設置(zhì)不(bù)同的(dí)權限組，防止(zhǐ)因(yīn)人(rén)為(wéi)誤操(cāo)作(zuò)給生(shēng)產，生活帶(dài)來(lái)的(dí)損(sǔn)失，實現(xiàn)配電係統的(dí)安(ān)全，可靠運(yùn)行。可以通(tōng)過用(yòng)戶管(guǎn)理進行(háng)用戶登錄，用戶注銷，修改密碼(mǎ)，添加刪除等操作，方(fāng)便用戶對賬(zhàng)號和權限的修(xiū)改(gǎi)。

2.6  遠(yuǎn)程(chéng)報表查詢

  報(bào)表管(guǎn)理程(chéng)序(xù)的主要(yào)功(gōng)能是根(gēn)據用戶的需(xū)要設計(jì)報表(biǎo)樣(yàng)式(shì)，把係(xì)統(tǒng)中(zhōng)處理(lǐ)的(dí)數(shù)據(jù)經過(guò)篩選，組合和統計(jì)生(shēng)成(chéng)用戶(hù)需要的報表數(shù)據(jù)。本(běn)程(chéng)序還可以根(gēn)據用戶的需要對報表(biǎo)文(wén)件采(cǎi)用定時保存(cún)，打(dǎ)印或(huò)者召喚保存(cún)，打印模式。同時(shí)本程(chéng)序還向(xiàng)用(yòng)戶(hù)提(tí)供了對生(shēng)成的報表文(wén)件(jiàn)管理(lǐ)功(gōng)能。

  報表具有(yǒu)自由設置(zhì)查(chá)詢時間(jiān)實現(xiàn)日，月，年(nián)的電能(néng)統計(jì)，數據導(dǎo)出(chū)和報(bào)表打(dǎ)印(yìn)等功能。

3  案例(lì)分(fēn)析(xī)

  蘇州新區(qū)人(rén)民(mín)醫院電能(néng)管(guǎn)理係統監(jiān)控區域(yù)為樓層(céng)配(pèi)電(diàn)箱盒(hé)變電(diàn)所，本(běn)項(xiàng)目針對變電(diàn)所及樓(lóu)層配(pèi)電係統進行(háng)用(yòng)電監控與(yǔ)電(diàn)能(néng)管理。

  現場所有(yǒu)回路(lù)均(jūn)采(cǎi)用PZ80L-E4/KC多功能儀表，其是針(zhēn)對電力係統，工礦企(qǐ)業，公(gōng)共設(shè)施，智能大廈的電力(lì)監(jiān)控(kòng)需求而設(shè)計的(dí)網(wǎng)絡(luò)電(diàn)力(lì)儀表(biǎo)，它(tā)能測(cè)量所有(yǒu)常規電力(lì)參數，如：三(sān)相電(diàn)壓，電流(liú)，有(yǒu)功功(gōng)率(shuài)，無功功率(shuài)，功率因(yīn)數，頻率，有(yǒu)功電度，無功(gōng)電度等多種電參(cān)量。並(bìng)且(qiě)本(běn)儀(yí)表帶(dài)有(yǒu)2路(lù)光電(diàn)隔離開關量(liáng)輸入接點，這些接(jiē)點(diǎn)可(kě)以(yǐ)配(pèi)合智能斷(duàn)路(lù)器(qì)實(shí)現斷(duàn)路器的(dí)遙信操作。該(gāi)係(xì)列(liè)網絡電(diàn)力儀表主要(yào)應用於(yú)變電站自動化(huà)，配電(diàn)網自動化，小區電(diàn)力監(jiān)控，工業(yè)自(zì)動化，能源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)及智能建築(zhù)等(děng)領(lǐng)域。

  低(dī)壓(yā)配(pèi)電(diàn)二(èr)次(cì)圖見圖（3），功能(néng)有電量遙測(cè)主要(yào)監測運(yùn)行設(shè)備的電參(cān)量，其中(zhōng)包括(kuò)：綫(xiàn)三(sān)相電(diàn)壓，電流，功率，功(gōng)率因(yīn)數，電能，頻率(shuài)等電參量(liáng)及配(pèi)出回路的(dí)三(sān)相(xiāng)電流；遙(yáo)信功能實現顯(xiǎn)示現場(cháng)設備的(dí)運行狀態，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)：開關的(dí)分，合閘運行狀(zhuàng)態(tài)和通訊故障報警；斷(duàn)路(lù)器變(biàn)位時會發出(chū)報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處(chǔ)理故障(zhàng)。 

圖(tú)（3）低(dī)壓(yā)配電二(èr)次圖(tú)

  遙信和(hé)遙測(cè)報(bào)警功能，主要(yào)完成對低(dī)壓各出綫(xiàn)回路(lù)的(dí)開關運(yùn)行狀(zhuàng)態和負載(zǎi)進(jìn)綫(xiàn)監控，對開(kāi)關變(biàn)位和(hé)負(fù)載(zǎi)越限(xiàn)彈(dàn)出報警界(jiè)麵(miàn)指示具體的(dí)報(bào)警(jǐng)位置並(bìng)聲音(yīn)報警，提醒(xǐng)值班人員(yuán)及(jí)時處理(lǐ)。負載(zǎi)越限值(zhí)在相應(yīng)權限下可自由設(shè)置。具(jù)備歷史查詢功(gōng)能。見圖（4）。

圖（4） 實(shí)時及歷史遙信(xìn)遙(yáo)測報(bào)警信(xìn)息查(chá)詢

  參數抄表功能(néng)，主(zhǔ)要對(duì)低(dī)壓各出綫回路的(dí)電(diàn)參數(shù)進綫查(chá)詢。支(zhī)持任(rèn)意時(shí)刻電參數查(chá)詢，具(jù)備數據(jù)導出(chū)和報表打印(yìn)等功能。該(gāi)報表(biǎo)查詢樓(lóu)層各低(dī)壓(yā)回(huí)路的電參(cān)數(shù)，主(zhǔ)要包(bāo)括：三相(xiāng)電(diàn)流，有功功(gōng)率和有(yǒu)功電(diàn)度(dù)及(jí)變壓(yā)器溫度(dù)。該(gāi)報表各回路(lù)名稱和數據庫(kù)關(guān)聯(lián)，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶修(xiū)改回路名稱(chēng)。見(jiàn)圖（5）。

圖（5） 參數抄表

  用電量(liáng)報表功(gōng)能(néng)，可選擇(zé)時間(jiān)段進(jìn)行(háng)查詢，支持(chí)任(rèn)意時間段電(diàn)度累(léi)計查詢，具(jù)備數(shù)據導出和(hé)報(bào)表打印等(děng)功能。為(wéi)值班人員提供了準確可靠的(dí)電(diàn)能(néng)報(bào)表。該報表各(gè)回路名稱和數(shù)據庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修(xiū)改(gǎi)回路(lù)名稱(chēng)。如(rú)下圖(tú)所示，某段(duàn)時間內(nèi)的各配(pèi)電(diàn)回(huí)路的準(zhǔn)確用電量(liáng)，用戶可以(yǐ)直接(jiē)打(dǎ)印報(bào)表(biǎo)，可(kě)以以EXCEL格式另存到(dào)其(qí)他位置。 見(jiàn)圖（6）。

圖（6） 電能報表

  係(xì)統通訊結(jié)構(gòu)示意(yì)圖，主(zhǔ)要(yào)顯示係統的(dí)組網(wǎng)結構(gòu)，係統采用分(fēn)層分布(bù)式(shì)結構(gòu)，同時監測間隔層設備(bèi)的通(tōng)信狀(zhuàng)態(tài)。紅(hóng)色表(biǎo)示(shì)通(tōng)訊故障，綠色(sè)表示通(tōng)訊正常(cháng)。見圖(tú)（7）。

圖（7）係統(tǒng)通(tōng)訊(xùn)結構示(shì)意(yì)圖

4  結束(shù)語(yǔ)

  隨(suí)著社會的(dí)發(fā)展及(jí)電力(lì)的廣(guǎng)泛應(yīng)用，電(diàn)能管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統已(yǐ)成(chéng)為(wéi)全國(guó)各地(dì)重點工程(chéng)項目，標(biāo)誌(zhì)性建築/大(dà)型(xíng)公共設施(shī)等大麵(miàn)積多變(biàn)電(diàn)所(suǒ)用(yòng)戶的必然選擇(zé)，本(běn)文介紹的(dí)Acrel-3000電能(néng)管理係(xì)統在蘇(sū)州新(xīn)區人(rén)民醫院的(dí)應用，可以(yǐ)實現(xiàn)對(duì)變電(diàn)所(suǒ)配電回(huí)路用電的實(shí)時(shí)監控與(yǔ)電(diàn)能(néng)管(guǎn)理，不(bù)僅能顯(xiǎn)示回路用電狀況，還(huán)具(jù)有網(wǎng)絡通訊(xùn)功能(néng)，可以(yǐ)與串口服務(wù)器，計(jì)算(suàn)機等組成(chéng)電力監(jiān)控(kòng)係統，方便值(zhí)班人(rén)員的遠程管理，利於(yú)節省電(diàn)能(néng)抄表(biǎo)的時(shí)間，將(jiāng)信息(xī)化(huà)帶(dài)入(rù)配(pèi)電(diàn)監控(kòng)。係統(tǒng)實現(xiàn)對(duì)采(cǎi)集數據(jù)的分(fēn)析，處理(lǐ)，實時顯示(shì)變(biàn)電所內各配(pèi)電回路(lù)的(dí)運行狀態(tài)，對分合閘(zhá)，負載(zǎi)越限具有彈出(chū)報警(jǐng)對話(huà)框(kuàng)及語音(yīn)提(tí)示，並(bìng)生成各種電能(néng)報(bào)表，分析(xī)曲(qū)綫(xiàn)，圖形(xíng)等(děng)，便(biàn)於電(diàn)能的(dí)遠(yuǎn)程(chéng)抄表以及(jí)分析，研究(jiū)。該(gāi)係統(tǒng)運(yùn)行(háng)安全，可(kě)靠，穩(wěn)定(dìng)，為變電所用(yòng)戶解(jiě)決(jué)用電問(wèn)題提供了(liǎo)真實(shí)可(kě)靠(kào)的依據，取得(dé)了較好的社會效(xiào)益