何花

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

【摘要】：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)家對(duì)工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排的力度加大，企業(yè)用電成本已成為衡量現(xiàn)代化率工廠的重要指標(biāo)。電力監(jiān)控軟件的應(yīng)用大大提高了企業(yè)用電的效率和管理水平，本文介紹基于網(wǎng)絡(luò)電力儀表的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在加西貝拉壓縮機(jī)有限公司科技大樓的應(yīng)用，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化用電管理。

關(guān)鍵詞：企業(yè)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；壓縮機(jī)；工業(yè)廠房 

1、項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

  加西貝拉壓縮機(jī)有限公司科技大樓配電系統(tǒng)10kV/0.4kV，0.4kV配電系統(tǒng)位于加西貝拉壓縮機(jī)有限公司科技大樓，分布于一個(gè)變電所內(nèi)，10kV配電系統(tǒng)位于老廠區(qū)，需要設(shè)計(jì)一套變配電網(wǎng)絡(luò)電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加西貝拉壓縮機(jī)有限公司科技大樓10/0.4KV 配電系統(tǒng)、變壓器實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  整個(gè)項(xiàng)目在供配電系統(tǒng)在一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上已經(jīng)很好的保證了企業(yè)供電可靠性，但是還需要對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及用電管理，這樣才能對(duì)供電系統(tǒng)可能存在的安全隱患和重要設(shè)備運(yùn)行狀況有清楚、及時(shí)的了解，同時(shí)指導(dǎo)各用電設(shè)備合理用電，為建設(shè)綠色廠區(qū)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。企業(yè)配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)供配電系統(tǒng)要求有以下幾點(diǎn)：

  （1）提高供電系統(tǒng)的安全可靠性并長(zhǎng)期保持，確保重要場(chǎng)所供電的連續(xù)性；

  （2）實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障；

  （3）減少系統(tǒng)線損，提高功率因數(shù)；

  （4）對(duì)各部門、各區(qū)域用電情況及時(shí)掌握，并能給出指導(dǎo)性意見

  （5）提高供配電系統(tǒng)自動(dòng)化和運(yùn)行效率，節(jié)省人力

2、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇管理設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化電力監(jiān)控軟件需要簡(jiǎn)單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇

  對(duì)供電安全可靠性要求包括對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)時(shí)的了解、對(duì)故障快速的反應(yīng)和對(duì)意外停電能在極短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，因此需要對(duì)10kV配電回路配置微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控10kV回路的運(yùn)行狀況，并且在zui快40ms內(nèi)對(duì)發(fā)生的異常情況或者嚴(yán)重故障做出快速反應(yīng)，通過聲光告警信號(hào)或直接切除嚴(yán)重故障點(diǎn)，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴(kuò)大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設(shè)備的運(yùn)行狀況，比如開關(guān)開斷次數(shù)統(tǒng)計(jì)、變壓器溫度等等設(shè)備信息，建立設(shè)備維護(hù)維修檔案，避免因?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過多功能計(jì)量表計(jì)，實(shí)時(shí)記錄各用電設(shè)備用電信息；通過無功補(bǔ)償控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時(shí)通過自動(dòng)投電容器來進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。

2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

  系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場(chǎng)控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。

  監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動(dòng)通信站，包含監(jiān)控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況；電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)各種符合用戶的報(bào)表格式，報(bào)表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，搭建完整的計(jì)量體系，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。監(jiān)控層設(shè)置于1#配電室值班室，作為整個(gè)廠區(qū)的電力監(jiān)控中心。

  通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2.3 主要設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)

  GBT 14598.300-2008 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》

  DL/T 5430-2009    《無人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

  GB/T 50063-2008   《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

                    《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》

  DL 448-91         《電能計(jì)量裝置管理規(guī)程》

  ISO/IEC11801      《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢與打??；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

數(shù)據(jù)的采集與處理

  通過智能儀表以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化全實(shí)時(shí)、高密度的實(shí)時(shí)用電信息監(jiān)測(cè)，包括計(jì)算有功、無功、電流、電壓、總負(fù)荷、變壓器負(fù)荷率、功率、功率因數(shù)等，同時(shí)對(duì)電能進(jìn)行合理的管控和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的用電異常，隨時(shí)處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值，超標(biāo)時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。

電能分項(xiàng)、分支路、分區(qū)域計(jì)量

  將用電（照明插座、動(dòng)力等）消耗進(jìn)行分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，分項(xiàng)報(bào)表的實(shí)現(xiàn)幫助用戶對(duì)各分項(xiàng)用電消耗了如指掌；統(tǒng)計(jì)各區(qū)域、各班組、各回路電能消耗，準(zhǔn)確定位用電消耗大戶，制定節(jié)能績(jī)效考核制度，推動(dòng)節(jié)能降耗的真正執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長(zhǎng)期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的能效分析評(píng)估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。

用電管理及計(jì)量體系的搭建

  為了實(shí)現(xiàn)對(duì)下沙加速器廠區(qū)各用電回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用電管理報(bào)表，系統(tǒng)通過對(duì)有功電度的采集，按照回路名稱的不同。按照計(jì)量體系搭建原則，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表，將各進(jìn)線回路與出線回路電能消耗量在同一張報(bào)表中體現(xiàn)出來，并計(jì)算出線回路用電量之和，出線回路與進(jìn)線回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標(biāo)）等，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問題。

  同時(shí)電能管理系統(tǒng)可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢，可以幫助后勤管理部門建立的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各部門辦公、生產(chǎn)人員節(jié)能意識(shí)大大提高，的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

3、供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提率、減少損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營(yíng)成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中加方便，可以通過人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實(shí)現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、的進(jìn)行傳輸。另一方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。

  在工業(yè)企業(yè)等場(chǎng)所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)內(nèi)電能計(jì)量分項(xiàng)、分支、分區(qū)域管理，不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示企業(yè)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)企業(yè)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析企業(yè)各部分的用電狀況，使企業(yè)的用電活動(dòng)加安全。