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總體方案

1.項目概況
 

江陰海瀾創(chuàng)新大廈整體為框架結構，地上55層，地下3層，另設裙房4層，建筑面積總約22.5萬平方米。整體設計一套能源管理系統(tǒng)，對樓層中的計量水表、電力計量儀表進行數據采集匯總，生成結算報表；對各供電回路安裝多功能電氣火災探測器，實現(xiàn)電路參數和狀態(tài)的測控，并同時對供電回路的漏電情況進行實時采集和分析，對超標的回路實時報警。
 

2.設計規(guī)范
 

IEC61000-4-30:2003      《電磁兼容試驗和測量技術-電能質量測量方法》
 

IEC61000-4-7:2002       《電磁兼容性試驗和測量技術 諧波和相互諧波的測量和使用指南 另電力系統(tǒng)和設備的連接》
 

GB/T14537-93       《量度繼電器和保護裝置的沖擊和碰撞試驗》
 

GB6162-85           《靜電繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗》

GB/T13730-1992       《地區(qū)電網數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

GB/T16435.1-1996        《遠動設備及系統(tǒng)接口(電氣特性)》

GB7450-1997             《電子設備雷擊導則》

GB9813                  《微型數字電子計算機通用技術條件》

GB2887-1992             《計算機場地技術要求》

GB/T 19862-2005         《電能質量檢測設備通用要求》

GB6833.1—6833.10-1987  《電子測量儀器 電磁兼容性試驗規(guī)范》

GB14287-2005            《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》

DL476-92        《電力系統(tǒng)實時數據通信應用層協(xié)議》

DL/T448-2000            《電能計量裝置技術管理規(guī)程》

DL/T5202-2004           《電能量計量系統(tǒng)設計技術規(guī)程》

DL/T645-2007            《多功能電能表通信協(xié)議》

DL/T614-2007            《多功能電能表》

1. 系統(tǒng)組成

本方案采用三層結構，分別包括：監(jiān)控管理層、網絡層以及現(xiàn)場測控層。

監(jiān)控管理層由兩臺監(jiān)控主機構成，同時實現(xiàn)電力監(jiān)控、能源管理、電氣火災監(jiān)控功能。網絡層主干采用光纖環(huán)網拓撲結構，保證信息傳遞的可靠性。現(xiàn)場測控層主要包括電氣火災探測器、電力計量儀表、計量水表等構成。系統(tǒng)形成一個就地監(jiān)測、數據傳輸、集中監(jiān)控的能源管理系統(tǒng)。

1、監(jiān)控管理層：整個能源管理系統(tǒng)設有兩套監(jiān)控主機：一套是安裝于負一層配電值班室的SCK680-G256電氣火災監(jiān)控設備，另一套是安裝于一層消控中心的監(jiān)控主機，兩套主機實現(xiàn)相同的電力監(jiān)測、報警、電能自動抄表、水量自動抄表等功能。并設置多級用戶權限，實現(xiàn)不同賬號的操作級別。兩套監(jiān)控設備分別通過主樓及裙樓的負一層弱電間通信機柜接入網絡層。

2、網絡層：由各類通信設備和通信介質組成網絡，實現(xiàn)系統(tǒng)管理層與現(xiàn)場測控層設備實現(xiàn)數據交換。本項目主網絡采用光纖環(huán)網，下行測控層設備連接采用RS-485總線結構，通信設備包含通信管理機、工業(yè)環(huán)網交換機、光纖收發(fā)器以及光纜、通信電纜等。

3、現(xiàn)場測控層：由現(xiàn)場安裝的電氣火災探測器、電力計量儀表和計量水表等裝置組成，實現(xiàn)測量、監(jiān)視、通信和控制等功能?；诂F(xiàn)場測控層設備的測量、控制及通信等功能，系統(tǒng)可實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調等功能。

1. 系統(tǒng)功能簡介
   1. 電力監(jiān)控功能

遙測：支持變配電一次圖顯示模式，實時采集顯示高低壓回路的電流、電壓、功率、功率因數等電量參數。

遙信：具備各種開關量顯示：包括低壓回路的開關分合閘狀態(tài)（紅色為合閘，綠色為分閘）；高壓斷路器位置信號（分合閘狀態(tài)、手車位置、地刀位置）、繼電保護各種動作信號、裝置故障信號等。

遙控、遙調：點擊回路名稱可進入該回路詳細參數界面，可對回路實現(xiàn)遠程分合閘控制，報警保護參數調整；并對報警或跳閘回路進行事件記錄和故障報警。

系統(tǒng)支持各類串口、以太網總線的通訊規(guī)約，可對非標準規(guī)約進行底層開發(fā)設計，方便設備的接入、集成，如各廠家的功率因素控制器、直流屏、模擬屏等，可實現(xiàn)集中監(jiān)測和遠程參數設置。

1. 與高壓系統(tǒng)互連

系統(tǒng)互連，當其他各類自動化系統(tǒng)提供標準OPC接口或標準規(guī)約轉發(fā)功能，實現(xiàn)數據共享，系統(tǒng)就可與其他自動化系統(tǒng)互連。

應客戶要求，系統(tǒng)需要與高壓系統(tǒng)互連，高壓系統(tǒng)需提供以太網接口，規(guī)約為Modbus-TCP或104規(guī)約或標準的OPC接口或

1. 遠程抄表功能

對樓層間的計量水表、計量電表等計量裝置進行自動抄表，對采集來的數據進行存儲和處理，生成各類統(tǒng)計報表，如日報表、月報表、季報表、年報表、復費率報表等，方便用戶掌握能源消耗狀況，結算費用。

1. 電氣火災監(jiān)控功能

系統(tǒng)實時監(jiān)測各回路的剩余電流及溫度值，并在主界面顯示詳細回路名稱編號內容，支持對剩余電流和溫度報警值以及各類回路信息和狀態(tài)進行遠程設定。
 

當回路發(fā)生報警時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警信號，同時界面發(fā)出明顯顏色變化，并自動進行詳盡順序的事件記錄，事件記錄保存期≥24個月，方便追溯。

1. 網絡結構

本方案整體網絡按照環(huán)網結構鋪設，通過冗余的環(huán)網結構可保證網絡的高可靠性以及光纖鋪設的便利性。

   所有網絡采集節(jié)點均依據強電井分布配置，每個網絡采集節(jié)點由通信管理機，工業(yè)環(huán)網交換機，網絡通信機柜等組成。本方案在主樓負三層，負一層，25層，40層，裙樓負一層，負三層的強電井旁的弱點井中設置共9個網絡采集節(jié)點，這9個網絡節(jié)點以光纖環(huán)網的方式鋪設連接。實際各樓層網絡設備布局按照如下所述。

裙樓部分網絡，裙樓負一層網絡采集節(jié)點安裝1臺通訊管理機和1臺環(huán)網交換機，裙樓1層至4層的電力計量儀表，裙樓1層至4層、裙樓屋頂層及負一層部分的電氣火災探測器均接入該通訊管理機中；裙樓負三層網絡采集節(jié)點安裝1臺S3100C8E2通訊管理機和環(huán)網交換機，接入負二層、負三層部分的電氣火災探測器，實現(xiàn)數據的集中采集和網絡轉發(fā)傳輸。

主樓地上部分網絡，主樓有55層共兩個強電井，方案設定在主樓25層和40層設立4個網絡采集節(jié)點，11至30層的電氣火災探測器和計量水表接入25層的采集節(jié)點，31至屋頂層的電氣火災探測器和計量水表接入40層的采集節(jié)點，共計安裝4臺通訊管理機、4臺環(huán)網交換機和4臺網絡通信機柜。

另外，在25層配電房和40層配電房額外增加一臺通訊管理機，接入對應配電室內所有回路的電氣火災探測器和儀表。這兩通訊管理機通過TCP/IP網絡形式鋪設到所在樓層網絡采集節(jié)點的交換機中。

主樓地下部分網絡，負一層和負三層的網絡采集節(jié)點各配置一臺通訊管理機，負一層通訊管理機接入負一層、負二層所在層的各個配電箱內的電氣火災探測器，另外負一層通訊管理機還接入1-10層的電氣火災探測器和計量水表；負三層通訊管理機接入本層的各個配電箱內的電氣火災探測器。

同時在負一層主變電所，安裝一臺通訊管理機用于變電所內所有電氣火災探測器、監(jiān)控儀表的連接，zui終該通訊管理機通過TCP/IP網絡接入負一層弱電井內交換機中，實現(xiàn)整體系統(tǒng)的聯(lián)網。

以上為簡單示意圖，詳細見系統(tǒng)網絡拓撲圖紙。

1. 監(jiān)控管理層設備選型

監(jiān)控管理層的兩套監(jiān)控服務器同時運行實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的數據采集、監(jiān)控和數據處理存儲等，任何一臺服務器故障時，并不影響另一臺正常運行，可確保整體系統(tǒng)的可靠性和數據的完整性。

1. SCK680-G256監(jiān)控主機

SCK680-G256電氣火災監(jiān)控設備，具備RS485以及TCP/IP組網通道，可連接不少于1024個探測器進行組網集中監(jiān)控，對于故障、報警信號監(jiān)測等參數*GB14287.1-2005標準，同時本系統(tǒng)已通過國家消防電子產品質量監(jiān)督檢驗中心的3C強制性認證。

監(jiān)控設備支持通過鑰匙進行設備一鍵啟動和關機操作，設備具備2個TCP/IP網絡接口，可實現(xiàn)網絡方式直接連接現(xiàn)場探測器來讀取相關數據，同時操作人員可以通過密碼的方式登錄系統(tǒng)對系統(tǒng)的相關回路參數進行動態(tài)修改，報警設置、遠程復位功能。設備內置語音報警器和嵌入式微型打印機，可以對系統(tǒng)所有的故障和報警信息進行聲光報警和打印。

由于接入設備較多，原配置的設備主機達不到系統(tǒng)要求，現(xiàn)設備主機采用研祥工控機，配置：2U、19″標準上架IPC-8206整機/FSC-1815V2NA(雙網口)/E5300/2G內存/500G硬盤/ATX 250W電源/無光驅/底板：IPC-6105P4(ATX)(4個PCI) 

設備相關技術參數：

容量：連接不少于1024個探測器

電源：AC 220V/50Hz

材質：單層柜體，冷軋鋼板，板材厚度不小于1.5mm

絕緣：電源端子對機殼電阻>50MΩ，輸出端子對機殼電阻>20MΩ

耐壓：電源與機殼之間耐壓>AC2kV

沖擊電壓：工作電源地可承受1.2/50us的標準雷電波5000V的短時沖擊

防護等級：柜體外殼防護等級為IP40。

內置匹配容量的電池組,可確保市電掉電后4小時不間斷工作。

1. 監(jiān)控服務器

位于消控中心的監(jiān)控服務器全部采用大存儲容量高速處理性能的服務器計算機，另外還配有一臺打印機，共用戶報表打印。

1. 電氣火災探測器

電氣火災探測器安裝于就地配電柜和電井配電箱內進行各個回路剩余電流、溫度以及電量參數測量，本項目中采用SCK600系列探測器；具備一路剩余電流、三路溫度以及全電量參數和電能計量功能，使得在部分回路安裝一臺設備情況下同時具備電氣火災監(jiān)控、電力監(jiān)控和電能計量功能。

SCK600系列

功能

1）具備剩余電流、溫度、消防聯(lián)動等多種保護功能；

2）選配模擬式互感器時，可實時測量1 / 4 / 8 / 16 路剩余電流信號；

3）選配數字式互感器時，可實時測量zui多16 路剩余電流信號；

4）實時測量1 路溫度信號；

5）2路開關量輸入，支持消防聯(lián)動輸入和電源狀態(tài)監(jiān)測；

6）2路繼電器輸出，支持遙控、報警和跳閘功能；

7）標準的RS485通信接口，MODBUS-RTU協(xié)議，應用于電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；

8）具備事件記錄功能，循環(huán)記錄200條事件信息，掉電不丟失；

9）報警保護自動跳轉，聲光報警，支持保持、消音、復位操作；

10）適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S、及局部TT系統(tǒng)。

• 系統(tǒng)功能

電力監(jiān)控模塊功能

1. 系統(tǒng)運行監(jiān)視

系統(tǒng)對現(xiàn)場所有設備通過輪循方式進行數據采集，在系統(tǒng)的主界面中，按照配電一次系統(tǒng)圖，實時采集顯示高低壓回路的電流、電壓、功率、功率因數等電量參數。具備各種顯示顏色區(qū)分分合閘狀態(tài)顯示并提供聲光警提示。

1. 遠程控制及參數設置

可對回路實現(xiàn)遠程分合閘控制，保護投退設定，報警保護參數調整；并對報警或跳閘回路進行事件分析和故障錄波數據分析，查找報警或跳閘原因，為操作者提供各類報警故障顯示，并提示系統(tǒng)潛在的故障隱患報告，為系統(tǒng)安全運行提供有效的保障。

1. 負荷趨勢曲線分析

趨勢曲線系統(tǒng)可實時連續(xù)監(jiān)測設備的運行參數，如用電功率負荷、故障發(fā)生瞬間的波形捕捉，幫助用戶動態(tài)分析各類數據的歷史變化狀況，為管理人員對供電系統(tǒng)某一時段內的參數變化和將來趨勢預判提供有力的數據依據。

1. 事件記錄及查詢

實時監(jiān)視各回路的報警狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、開關變位狀態(tài)等各類狀態(tài)事件信息，對報警、跳閘監(jiān)測事件發(fā)出明顯聲光報警，并記錄系統(tǒng)所發(fā)生的所有事件，以便為操作人員做詳細分析提供數據保障。

1. 圖形化分析管理

系統(tǒng)可生成各種運行統(tǒng)計動態(tài)圖像系統(tǒng)，如電壓棒圖、餅圖、相角圖，可圖形化分析各類電網參數的實時變化（如不平衡度、相位角等）；并可對影響系統(tǒng)負荷正常運行的敏感性電力參數設置報警和跳閘限值，提前發(fā)出報警或自動發(fā)送跳閘輸出控制，確保系統(tǒng)的可靠性。

1. 實時數據報表

實時報表系統(tǒng)為運行系統(tǒng)提供統(tǒng)一表格模式的數據和狀態(tài)實時顯示，可實時對各回路進行動態(tài)比較和監(jiān)視，實時報表支持EXCEL格式導出數據，方便進行二期處理。

1. 歷史數據報表查詢

歷史報表系統(tǒng)可提供各類歷史數據報表查詢，如日報表、季報表、月報表、年報表等，對如電流、電壓、功率負荷、電能計量等各類歷史數據進行數據查詢，生成各類統(tǒng)計數據，為用戶計量統(tǒng)計、內耗分析等需求提供數據支持。

1. 第三方設備接入
    

系統(tǒng)支持各類串口、以太網總線的通訊規(guī)約，可對非標準規(guī)約進行底層開發(fā)設計，方便設備的接入、集成，如各廠家的微機保護裝置、直流屏控制器、變壓器溫控儀、智能模擬屏、無功補償控制器、水、氣計量裝置等，實現(xiàn)集中統(tǒng)一的監(jiān)控。

1. 系統(tǒng)互連

為其它各類自動化系統(tǒng)提供標準的OPC接口或標準規(guī)約轉發(fā)功能，實現(xiàn)各類數據上傳及共享，為上級調度系統(tǒng)提供統(tǒng)一的調度接口。

1. 系統(tǒng)安全

可設置多種用戶等級以及相應的操作權限?？刂撇僮骶哂袊栏竦拿艽a保護要求，對于不同的操作人員進行不同的權限限制。修改報警參數時，系統(tǒng)自動校驗操作者的權限及口令，只有當具有操作權限的運行人員在輸入正確的口令后，才有權限修改操作。

電氣火災模塊功能

1. 剩余電流實時監(jiān)測

系統(tǒng)實時監(jiān)測各回路的剩余電流及溫度值，并在主界面顯示詳細回路名稱編號內容以及各類功能按鈕。

1. 剩余電流報警設置及提示

系統(tǒng)支持對剩余電流和溫度報警值以及各類回路信息和狀態(tài)進行遠程設定。當回路發(fā)生報警時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警信號，同時界面發(fā)出明顯顏色變化，并自動進行詳盡順序的事件記錄，事件記錄保存期≥24個月，方便追溯。

1. 報警及故障記錄

系統(tǒng)配備專用的歷史數據庫，提供歷史報警記錄和歷史故障記錄，用戶可通過報表界面，隨時調取、查詢和打印。權限以上用戶可對記錄進行逐條或全部刪除操作。

1. 報警打印

監(jiān)控設備配備微型打印機，可自動/手動打印報警、故障信息。支持通過設置界面設置為報警/故障發(fā)生時自動打印信息。

1. 剩余電流歷史數據趨勢曲線

系統(tǒng)對于歷史存儲的剩余電流和溫度數據，支持曲線方式的查詢，查詢時間區(qū)間及回路可動態(tài)設定。界面可實時反映出任一時間段內的剩余電流或溫度的變化范圍。

1. 設備狀態(tài)信息顯示

系統(tǒng)可實時顯示當前的各種狀態(tài)信息（供電狀態(tài)、設備故障狀態(tài)、報警狀態(tài)以及當前所有通訊設備的工作狀態(tài)等）與監(jiān)控設備指示燈保持同步顯示。

1. 系統(tǒng)故障自檢

監(jiān)控設備實時顯示內部各功能模塊運行狀態(tài)并具有故障自診斷功能，同時在系統(tǒng)界面實時顯示故障原因，并實時判斷各區(qū)域探測器通信狀態(tài)，對整個系統(tǒng)的故障進行智能化自檢。

1. 用戶分級管理

系統(tǒng)分三級權限管理，不同的操作需要相應的權限級別方可操作，用以防止誤操作和非法進入。

1. 系統(tǒng)運行信息

系統(tǒng)具備獨立的信息窗口，記錄設備自啟動運行后的所有運行信息，方便對運行系統(tǒng)當前狀態(tài)進行綜合判斷。
 

1. 電力監(jiān)控模塊技術性能指標

系統(tǒng)容量：                          >10000點

系統(tǒng)可用率：                        ≥99.9%

服務器平均負荷率：                  ≤20%

網絡平均負荷率：                    ≤10%

站內綜合測量誤差：                  ≤0.5%

監(jiān)視器畫面調用響應時間：            <2秒

動態(tài)數據刷新：                      <3秒

報警發(fā)生到輸出：                    <2秒

主機數據庫刷新：                    <1秒

測量電壓精度：                      ≤0.2%

測量電流精度：                      ≤0.2%

測量有功功率精度：                  ≤0.5%

測量無功功率精度：                  ≤0.5%

測量頻率精度：                      ≤0.02Hz

計量有功電度精度：                  ≤1%

計量無功電度精度：                  ≤2%

遙控分辨率：                        ≤100毫秒

控制命令到輸出時間：                ≤1秒

遙信變位傳送時間：                  ≤2秒

事件記錄正確率：                    ≥99.9%

遙信量正確率：                      ≥99.9%
 

遙控量正確率：                      ≥99.9%

實時數據刷新時間：                  ≤2秒

系統(tǒng)平均*時間：                50000小時