配电所能耗数据采集与监测系统建设 唐齐时 （福建省计量科学研究院，福建福州３５０００２） 摘要：针对目前各地建筑节能监管体系建设的需要，基于Ｍｏｄｂｕｓ协议将配电所中电力仪表与工控机组成通信网络，建立了一套配 电所用电能耗数据采集与监测系统。实践证明，该系统运行效果良好。 关键词：监控系统；Ｍｏｄｂｕｓ协议；ＲＳ４８５；ＣＲＣ校验 ０引言 随着我国电力行业的快速发展，配电网建设也得到了较快 楼和２栋研究实验楼用电，其中实验楼的恒温空调与办公 楼夏季普通空调用电量较大。 发展，自动化程度不断提高，各种智能电力设备被广泛应用，特 别是多功能电力仪表已逐渐取代传统的指针式电流表与电压 表，各种智能电力设备的通信协议也基本通用化和标准化，为 配电所电力数据的采集与自动化管理提供了条件。但作为配 电网最末端的１０ ｋＶ用户配电所，因设备产权、成本和管理等 诸多因素，虽然已具备数据采集与监测的条件，但并未得到重 视。随着国家对节能减排的高度重视，用户端的用电监控与节 能管理日益重要，在此背景下，本文以某一具体用户配电所为 例，基于Ｍｏｄｂｕｓ协议将其智能电力仪表组成通信网络，建立了 一套配电所用电能耗数据采集与监测系统。 １系统的总体框架 系统由高低压电力仪表、通信转换控制器与工控机３部分 组成。电力仪表与工控机之间的通信协议采用Ｍｏｄｂｕｓ协议， 通信的物理链路层为ＲＳ４８５，工控机配备有ＲＳ２３２接口，通过 Ｒｓ２３２／Ｒｓ４８５通信转换器与仪表进行通信，具体如图１所示。 电力仪表采用北京爱博精电科技有限公司生产的Ａｃｕｖｉｍ多功 能电力仪表，该仪表在配电所高压进线、低压总进线与每条低 压出线回路都有安装。上位机采用研华工控机，主要负责配电 所运行数据的采集、处理、存储、分析与监测。 坦 一 ｊ低压 ｉ 低压； 线 ｊ 一 堡 ｊ 图１系统总体框架图 ２配电所设备概况 ２．１配电所电气设备 该配电所用户为一家研究机构，电压等级为１０ ｋＶ，单台变 压器供电（容量为１ ２５０ ｋＶＡ），２０１０年建成投入使用。高压柜 为ＫＹＮ柜，分进线柜与计量柜，共２面柜；低压柜为ＭＬＳ抽屉 柜，共８面柜，其中低压总进线与电容补偿柜各１面，用电负荷 出线柜共６面，低压出线回路共３２条。主要供１栋综合办公 １４０ ２．２多功能电力仪表 配电所在高低压柜每条回路中都安装了多功能电力仪表， 对高压进线与低压每条出线用电回路进行电能计量，仪表均统 一采用北京爱博精电科技有限公司生产的Ａｃｕｖｉｍ系列仪表， 该仪表具有强大的数据采集和处理能力，能测量回路的电流、 电压（相电压与线电压）、功率（有功功率、无功功率、视在功 率）、电度（有功电度、无功电度）、功率因数、频率和电能质量 （电压与电流１～３１次谐波含量、总谐波含量）等几十种电力参 数。该仪表的测量精度满足一般计量要求，电压、电流的测量 精度为０．２级，电能与功率的精度为０．５级。现场仪表在低压 侧的电压测量采用三相四线星型接线法（３ＬＮ），电流测量采用 三组电流互感器分别测量每相电流的接线法（３ＣＴ）。高压侧电 压测量采用三相三线开口三角型接线法（２ＬＬ），电流测量采用 ２组电流互感器（２ＣＴ）接线法，另外一相的电流与电压根据三 相电流及电压的向量和为０的原理计算出来。 ３通信组网与数据采集 ３．１系统通信组网 配电所在建成之初，各高低压柜所配备的仪表本身具备组 网通信功能，但因设计时并未设计电力数据采集系统，且当时 大部分用户对用电数据采集不够重视，导致建设过程只是将高 低压柜与仪表安装到位，并未对仪表的数据采集做进一步的完 善。这几年大力推广公共机构建筑能耗数据采集系统的 建设，根据配电所现有硬件设备条件，考虑用电单位为事业单 位，因此在该单位建设配电所能耗数据采集与监测系统。 仪表的数据通信采用ＲＳ４８５，遵循Ｍｏｄｂｕｓ通信协议，工控 机自带ＲＳ２３２通信接口，通过Ｒｓ２３２／ＲＳ４８５转换器与仪表进 行通信。在通信网络中，电力仪表作为从机，工控机作为主机， 各从机之间不能通信。与ＲＳ２３２相比，ＲＳ４８５通信具有传输距 离长、抗干扰性强与传输速率高等特点，广泛应用于各种智能 化仪表通信中，几乎成了行业标准。其通信接线方式有线型、 星型和环型，其中环型接线法是将多台通信仪表连成闭合的环 状，从一点连接到主机，该接法无需安装反射电阻，适应于从机 分布相对集中、通信可靠性要求高的场合。本次组网因仪表较 为集中，为提高可靠性，可采用环型接线法，通信环网采用单点 接地，通信线材选用２×１．０ ｍｒｆｌ２铜芯屏蔽双绞线。该网络上 共有仪表３４台，其通信组网如图２所示。 ３．２ Ｍｏｄｂｕｓ协议 Ｍｏｄｂｕｓ协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，已 成为一种通用工业标准。通过此协议，控制器之间、控制器经 由网络与其他设备之间可进行通信。Ｍｏｄｂｕｓ协议是主从站通
