涂志燕

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)展和家對工業(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。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)在加西貝拉壓縮機有限公司科技大樓的應(yīng)用，系統(tǒng)實現(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；工業(yè)廠房 

1、項目概述及建設(shè)目標

  加西貝拉壓縮機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有限公司科技大樓，分布于個變電所內(nèi)，10kV配電系統(tǒng)位于老廠區(qū)，需要設(shè)計套變配電網(wǎng)絡(luò)電力監(jiān)控自動化系統(tǒng)實現(xiàn)加西貝拉壓縮機有限公司科技大樓10/0.4KV 配電系統(tǒng)、變壓器實時監(jiān)控。

  整個項目在供配電系統(tǒng)在次系統(tǒng)的設(shè)計上已經(jīng)很好的保證了企業(yè)供電可靠性，但是還需要對供電系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控以及用電管理，這樣才能對供電系統(tǒng)可能存在的安全隱患和重要設(shè)備運行狀況有清楚、及時的了解，同時指導(dǎo)各用電設(shè)備合理用電，為建設(shè)綠色廠區(qū)打下堅實的基礎(chǔ)。企業(yè)配電系統(tǒng)運行維護人員對供配電系統(tǒng)要求有以下幾點：

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

  （2）實時掌握供電系統(tǒng)運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）對各部門、各區(qū)域用電情況及時掌握，并能給出指導(dǎo)性意見

  （5）提高供配電系統(tǒng)自動化和運行效率，節(jié)省人力

2、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇管理設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標準。

2.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇

  對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應(yīng)和對意外停電能在極短的時間內(nèi)恢復(fù)供電，因此需要對10kV配電回路配置微機保護裝置，實時監(jiān)控10kV回路的運行狀況，并且在zui快40ms內(nèi)對發(fā)生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應(yīng)，通過聲光告警信號或直接切除嚴重故障點，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴大；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)備的運行狀況，比如開關(guān)開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設(shè)備信息，建立設(shè)備維護維修檔案，避免因為設(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設(shè)備用電信息；通過無功補償控制器，實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進行就地?zé)o功補償。

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)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。

  監(jiān)控層包括工程師站和遠動通信站，包含監(jiān)控計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機、打印機、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交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，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、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2.3 主要設(shè)計參考標準

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

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

  GB/T 50063-2008   《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

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

  DL 448-91         《電能計量裝置管理規(guī)程》

  ISO/IEC11801      《綜合布線標準》

2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、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

  通過高精度智能儀表以技術(shù)手段實現(xiàn)自動化全實時、高密度的實時用電信息監(jiān)測，包括計算有功、無功、電流、電壓、總負荷、變壓器負荷率、功率、功率因數(shù)等，同時對電能進行合理的管控和預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標預(yù)警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

電能分項、分支路、分區(qū)域計量

  將用電（照明插座、動力等）消耗進行分項統(tǒng)計，分項報表的實現(xiàn)幫助用戶對各分項用電消耗了如指掌；統(tǒng)計各區(qū)域、各班組、各回路電能消耗，準確定位用電消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點設(shè)備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設(shè)備運行過程中的能效分析評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運行維護提供依據(jù)。

用電管理及計量體系的搭建

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

  同時電能管理系統(tǒng)可對某回路的某時間段內(nèi)的用電量進行查詢，可以幫助后勤管理部門建立有效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)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

3、供配電設(shè)計中應(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、降低運營成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設(shè)計中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、的進行傳輸。另方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設(shè)計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。

  在工業(yè)企業(yè)等場所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)電能計量分項、分支、分區(qū)域管理，不僅能夠準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，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進行組合，及時的顯示企業(yè)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)企業(yè)電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析企業(yè)各部分的用電狀況，使企業(yè)的用電活動更加安全。

參考文獻

  [1]安科瑞《能效管理系統(tǒng)設(shè)計安裝圖冊》

作者簡介：

涂志燕，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電