徐霜
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(chǎng)的重要指標(biāo)。電能管理軟件的應(yīng)用大大提高了企業(yè)電能量的利用效率和管理水平,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)在蕪湖康衛(wèi)生物制藥有限公司電能管理中的應(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)化電能管理。
關(guān)鍵詞:企業(yè)電能管理;電力監(jiān)控系統(tǒng);生物;制藥;
1 項(xiàng)目概況
蕪湖康衛(wèi)生物科技有限公司始建于2000年12月,原名重慶康衛(wèi)生物科技有限公司。歷經(jīng)十多年的發(fā)展,目前已成為一家由河北華安生物藥業(yè)有限公司、岳陽(yáng)興長(zhǎng)石化股份有限公司、*第三軍醫(yī)大學(xué)等股東共同投資的高新科技生物制藥企業(yè),公司現(xiàn)座落于風(fēng)景優(yōu)美的鏡湖河畔,辦公面積達(dá)千余平米,辦公設(shè)施齊全。
蕪湖康衛(wèi)生物科技有限公司供電系統(tǒng),設(shè)計(jì)二臺(tái)干式變壓器供電,采用高供高計(jì)。在電房?jī)?nèi)設(shè)一組高壓開(kāi)關(guān)柜,共 10臺(tái),采用直流微機(jī)保護(hù),共8臺(tái),直流屏為落地式;變壓器采用干式變壓器,低壓開(kāi)關(guān)柜選用 GCS型,共 43臺(tái),269個(gè)低壓配電回路。
(1)整個(gè)企業(yè)的供電系統(tǒng)包括10kV以及0.4kV,不同的配電回路給不同的生產(chǎn)設(shè)備和供電設(shè)施供電。變電所內(nèi)部各進(jìn)出線(xiàn)回路眾多,且電力運(yùn)行數(shù)據(jù)瞬息萬(wàn)變,運(yùn)行人員的巡檢和監(jiān)控非常不便,無(wú)法做到準(zhǔn)確、及時(shí)、,因此通過(guò)現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將變電所內(nèi)所有用電回路進(jìn)行集中監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)有序合理的管理就顯得尤為重要。
(2)在配電系統(tǒng)中,涉及到了多家品牌的多種電器產(chǎn)品,比如微機(jī)保護(hù)、直流屏、變壓器溫控、馬達(dá)保護(hù)、多功能電表等,各種電器產(chǎn)品都有自己的通訊規(guī)約和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),這就帶來(lái)一系列的問(wèn)題:各自獨(dú)立的系統(tǒng)使得各子站成為自動(dòng)化孤島,某種程度上阻礙了全廠(chǎng)電力監(jiān)控進(jìn)一步自動(dòng)化。
2 解決方案
針對(duì)本項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn),建立全廠(chǎng)統(tǒng)一電力監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的一件事,建立全廠(chǎng)統(tǒng)一電力監(jiān)控系統(tǒng)要解決一下幾點(diǎn)問(wèn)題:
(1)選用合理的通訊規(guī)約或者對(duì)不同的通訊規(guī)約進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)換;
(2)選擇合理的通訊網(wǎng)絡(luò),構(gòu)造一個(gè)穩(wěn)定可靠能夠覆蓋全部監(jiān)控點(diǎn)的通訊網(wǎng)絡(luò);
(3)簡(jiǎn)單易操作、符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及用戶(hù)需求的自動(dòng)化電力監(jiān)控軟件。
2.1通訊規(guī)約的統(tǒng)一
為了統(tǒng)一各電器設(shè)備的通訊規(guī)約,本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初盡量選擇同一廠(chǎng)家同一品牌的設(shè)備,比如微機(jī)保護(hù)、多功能電表、馬達(dá)保護(hù)等。對(duì)于不能統(tǒng)一的設(shè)備,比如變壓器溫控器、直流屏等設(shè)備盡量選擇具備標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約的產(chǎn)品,同時(shí)配置智能通訊管理機(jī)對(duì)通訊規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)換,統(tǒng)一規(guī)約。
2.2通訊網(wǎng)絡(luò)
整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng),采用分層分布式結(jié)構(gòu),即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層。如下圖所示:
整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等,整個(gè)系統(tǒng)的核心Acrel-2000電力監(jiān)控軟件安裝于電力監(jiān)控主機(jī),UPS電源作為不間斷電源,當(dāng)設(shè)備供電出現(xiàn)故障時(shí),可以保證電力監(jiān)控主機(jī)正常運(yùn)行,數(shù)據(jù)不丟失。
監(jiān)控中心設(shè)置在二樓監(jiān)控中心值班室,配電室內(nèi)儀表、微機(jī)保護(hù)、直流屏等設(shè)備通過(guò)485總線(xiàn)連接至通訊管理機(jī)Nport5610-16。NPort 5610-16提供簡(jiǎn)單方便的聯(lián)網(wǎng)方式,不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源,更確保未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性。通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置,就可以將現(xiàn)有的串口設(shè)備立即聯(lián)網(wǎng)。再者 NPort 5610-16可以在串口和以太網(wǎng)絡(luò)界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。NPort 5610-16通訊管理機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)將信號(hào)進(jìn)一步上傳至電力監(jiān)控主機(jī)。
各用電回路電能數(shù)據(jù)的采集主要通過(guò)PZ系列網(wǎng)絡(luò)多功能儀表以及馬達(dá)保護(hù)裝置進(jìn)行用電信息的基礎(chǔ)采集以及電動(dòng)機(jī)回路的過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、外部故障等多種保護(hù),這些采集設(shè)備可獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、保護(hù)、通訊等功能,一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),不會(huì)影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。所有這些設(shè)備均有485通訊接口,可以通過(guò)RS485總線(xiàn)連接到網(wǎng)絡(luò)層。
整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心,采用現(xiàn)代通訊技術(shù),對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督電能質(zhì)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障,避免用電的浪費(fèi)。
3 軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)功能
企業(yè)電電力監(jiān)控系統(tǒng)核心是一套強(qiáng)大的用電分析管理系統(tǒng),通過(guò)在線(xiàn)的用電數(shù)據(jù)信息采集、處理、分析和統(tǒng)計(jì),幫助企業(yè)全面的了解真實(shí)用電情況、用電環(huán)境及生產(chǎn)效率水平。
數(shù)據(jù)采集與管理
數(shù)據(jù)采集與處理是電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),系統(tǒng)能實(shí)時(shí)和定時(shí)采集電氣設(shè)備的模擬量(電流、電壓、功率、電度、頻率等)、開(kāi)關(guān)量、保護(hù)信息等。系統(tǒng)管理軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接讀取各電器設(shè)備采集的數(shù)據(jù),并可以對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算和存儲(chǔ)。
實(shí)時(shí)計(jì)算各線(xiàn)路的功率因數(shù);
實(shí)時(shí)計(jì)算各線(xiàn)路的有功、無(wú)功功率值;
實(shí)時(shí)計(jì)算每日、每月各條線(xiàn)路的有功,無(wú)功zui大、zui小及平均值;
實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)各回路各時(shí)段的電度值,對(duì)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì),根據(jù)用戶(hù)要求具有多種分時(shí)計(jì)費(fèi)(尖、峰、谷、平值等)方案和費(fèi)率的種類(lèi);
實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無(wú)功電度總值 ;
實(shí)時(shí)顯示電容的投切狀態(tài)以及手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài);
實(shí)時(shí)顯示10kV回路以及電動(dòng)機(jī)回路保護(hù)信息;
實(shí)時(shí)顯示變壓器工作狀態(tài);
實(shí)時(shí)顯示直流屏工作狀態(tài)
信息處理
對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算,產(chǎn)生生產(chǎn)用戶(hù)所必需的電壓合格率、有功、無(wú)功、電流、總負(fù)荷、功率因數(shù)、電量日/月/年zui大值、zui小值及時(shí)間、日期、負(fù)荷率、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運(yùn)算值等,設(shè)備正常/異常變位次數(shù)并加以區(qū)分等。
除對(duì)上述內(nèi)容分析外,還能以在線(xiàn)方式按照數(shù)值變換和規(guī)定時(shí)間間隔不斷處理和計(jì)算下述各項(xiàng)內(nèi)容:
(1)有功、無(wú)功功率,功率因數(shù)計(jì)算
(2)開(kāi)關(guān)投/退及保護(hù)動(dòng)作次數(shù)的統(tǒng)計(jì)
(3)監(jiān)控設(shè)備、無(wú)功裝置投退率計(jì)算
(4)變壓器負(fù)荷率計(jì)算
數(shù)據(jù)記錄
具有對(duì)各種歷史數(shù)據(jù)的記憶功能,以供隨時(shí)查詢(xún)、回顧、打印。主要包括:
狀態(tài)變化記錄,狀態(tài)變化記錄包括事故狀態(tài)變化記錄,預(yù)告狀態(tài)變化記錄和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)異常狀態(tài)記錄、測(cè)越限記錄、自檢、操作記錄、事件順序記錄
報(bào)表管理
系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息可以按運(yùn)行需要的時(shí)間間隔記錄并按報(bào)表格式顯示和打印,不同時(shí)段和全天的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)值,并能查詢(xún)系統(tǒng)一年內(nèi)的任意的日?qǐng)?bào)表,按戶(hù)要求的月報(bào)表格式制作報(bào)表,表在月末生成,具體時(shí)間可修改設(shè)定,并能查詢(xún)到一年內(nèi)的月報(bào)表。
實(shí)時(shí)值表數(shù)據(jù)查詢(xún)報(bào)表。
用電趨勢(shì)
對(duì)任何測(cè)量參數(shù)繪制趨勢(shì)圖:如電流、電壓、功率等。通過(guò)用電曲線(xiàn)圖可以顯示需量的峰值情況,發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)地負(fù)荷趨勢(shì)或系統(tǒng)的剩余容量??梢詫⒉煌瑫r(shí)間段的負(fù)荷曲線(xiàn)進(jìn)行匯總或比較,追蹤每個(gè)用電單位每個(gè)回路所需消耗的電力成本。用電趨勢(shì)如下圖所示:
告警與控制
當(dāng)出現(xiàn)通訊故障、遙測(cè)越限或其他報(bào)警信號(hào)時(shí),系統(tǒng)發(fā)出音響提示,并自動(dòng)彈出報(bào)警畫(huà)面,報(bào)警需操作員確認(rèn)后方可復(fù)位,報(bào)警系統(tǒng)記錄入監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。 當(dāng)發(fā)生開(kāi)關(guān)變位時(shí),自動(dòng)推出時(shí)間報(bào)警窗和故障相關(guān)畫(huà)面,畫(huà)面中變位開(kāi)關(guān)閃爍,變色提示并在報(bào)警框內(nèi)有漢字提示的報(bào)警語(yǔ)句及當(dāng)前的變位狀態(tài),并指明變位開(kāi)關(guān)名稱(chēng),運(yùn)行編號(hào)和性質(zhì)(正常操作或事故跳閘)。 當(dāng)發(fā)生電流/電壓越*,畫(huà)面閃爍提示,并在報(bào)警提示框里顯示當(dāng)前越限值。 監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)和歷史事件,用戶(hù)可以按照設(shè)備,數(shù)據(jù)類(lèi)型,時(shí)間段等等項(xiàng)目自定義查詢(xún)。 除計(jì)算機(jī)報(bào)警外,系統(tǒng)還設(shè)有專(zhuān)門(mén)的聲光報(bào)警器,以提醒值班人員。
4 結(jié)束語(yǔ)
該項(xiàng)目所采用的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)于2014年末正式投入運(yùn)行,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全。系統(tǒng)為各用電回路安裝多功能電表,建立全廠(chǎng)電力監(jiān)控體制,制定用能績(jī)效考核方案,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息化技術(shù),對(duì)用電回路進(jìn)行用電量計(jì)量,提供了大量實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的電力數(shù)據(jù),摸清能源流向、了解能源組成,同時(shí)通過(guò)電力監(jiān)控軟件提供的各類(lèi)圖表、報(bào)表,為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核、安全用電做出了數(shù)據(jù)依據(jù)用,方便用戶(hù)的找到用能不合理之處,指導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行有針對(duì)性的管理措施和節(jié)能改造措施。