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劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801
摘要:采用微機(jī)保護(hù)和多功能電力儀表采集變電所內(nèi)10KV高壓柜配電回路的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞:工業(yè)建筑;變電所 ;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
0概述 為保證用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控,需要對天康生物配電室的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開關(guān)量信號等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時(shí)檢測報(bào)警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免事故的發(fā)生。天康生物共有三間配電室,分別為1#配電室、2#配電室及3#配電室;其中1#配電室共有21臺(tái)綜保,2臺(tái)變壓器溫控儀,83臺(tái)低壓儀表,1臺(tái)1000KW玉柴油發(fā)電機(jī)組,1臺(tái)直流電源屏,2套電容補(bǔ)償柜,3套UPS機(jī)柜;2#配電室共有7臺(tái)綜保,2臺(tái)變壓器溫控儀,87臺(tái)低壓儀表,1臺(tái)600KW玉柴發(fā)電機(jī)組1臺(tái)直流電源屏,2套電容補(bǔ)償柜,5套UPS機(jī)柜;3#配電室共有2臺(tái)高壓儀表和30臺(tái)低壓儀表。
1搭建系統(tǒng)的意義
電能作為企業(yè)主要的能源消耗,很多管理者對電的概念還停留在每個(gè)月擺在自己面前的一張電費(fèi)單——每月會(huì)交多少錢的電費(fèi);對電的管理也僅限于安排電工每天到各個(gè)配電回路抄抄表上的電流、電壓及電度值,巡查各個(gè)回路有沒有發(fā)生跳閘,僅僅只是保證企業(yè)內(nèi)部的正常用電。
企業(yè)每月電費(fèi)支出幾十萬、幾百萬甚至上千萬元,這些電具體用在了哪里,電費(fèi)支出是否合理,是否有節(jié)能空間;在未增加大型設(shè)備的情況下,電費(fèi)卻較上月明顯增多;公司生產(chǎn)規(guī)模沒有擴(kuò)容,原來的幾臺(tái)變壓器供電一直沒問題,為什么設(shè)備主管最近一直吵著變壓器負(fù)荷不夠,要增加變壓器;變壓器運(yùn)行過程中沒見什么異常,怎么會(huì)爆掉了;電費(fèi)單中怎么還有超需量或者功率因數(shù)過低的罰款項(xiàng);生產(chǎn)用電機(jī)設(shè)備經(jīng)常損壞需要維修,如何能有效減少損壞頻率;意外斷電,影響生產(chǎn),難以及時(shí)排除故障,恢復(fù)供電;配電系統(tǒng)年代久遠(yuǎn),配電線路多次改造,只知道大概走向,具體如何分配誰也說不清;人工抄表、復(fù)費(fèi)率電價(jià)統(tǒng)計(jì)工作量大,存在人為誤差;同時(shí)抄表人員與強(qiáng)電接觸、或登高作業(yè)存在隱患。
此上種種都是在用電管理的過程中或多或少會(huì)遇到的問題,如何解決這些問題就顯得尤為重要。單純的人工以及無法滿足,因此需要針對此項(xiàng)目搭建起計(jì)量體系,通過自動(dòng)化實(shí)時(shí)集抄,為配電系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供保障,設(shè)備發(fā)生故障(回路過負(fù)荷等)提前預(yù)警,提示值班人員及時(shí)排除故障,及時(shí)恢復(fù)供電;以數(shù)據(jù)為依據(jù)為后續(xù)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,通過數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)管理模式的改進(jìn),針對部門建立有效數(shù)據(jù)考核機(jī)制,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降低企業(yè)運(yùn)營成本。
2需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開關(guān)量信號等 參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時(shí)檢測報(bào)警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力,電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)采集現(xiàn)場所有10KV回路微機(jī)保護(hù)及多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù),自動(dòng)采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集(定時(shí)采集)可配置周期(1分鐘~24小時(shí))。
支持多線程處理機(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式,各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。數(shù)據(jù)查詢與展示 能方便實(shí)現(xiàn)各級管理人員的查詢,查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。 數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限,分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。權(quán)限管理 對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限,能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)具備合理完善的用戶控制機(jī)制,能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù),防止信息的丟失、失竊和破壞。故障報(bào)警 故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,方便用戶查詢,工作人員可隨時(shí)掌握天康生物股份有限公司獸用生物等級三級防護(hù)升級改造項(xiàng)目三間配電室各配電回路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理,提高變配電的管理效率,提升電力系統(tǒng)性、可靠性。
2 系統(tǒng)方案
本次方案針對天康生物項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一套整體的電力監(jiān)控系統(tǒng),對三間配電室內(nèi)的綜保及儀表統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)在每個(gè)配電室內(nèi)增加一臺(tái)壁掛式觸屏主機(jī)做現(xiàn)場監(jiān)控,一旦有遙信變位或遙測越限可以實(shí)時(shí)就地聲光報(bào)警器報(bào)警。如下圖所示:值班室拓?fù)鋱D1#配電室拓?fù)鋱D2#配電室拓?fù)鋱D3#配電室拓?fù)鋱D1)
站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在天康生物股份有限公司獸用生物等級三級防護(hù)升級改造項(xiàng)目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)及多功能儀表等與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,極大提高了配電系統(tǒng)的性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無人值守的目的。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由10KV配電柜上的微機(jī)保護(hù)裝置以及多功能電力儀表組成,智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
微機(jī)保護(hù)裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意 現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接微機(jī)保護(hù)數(shù)量5只左右,電力儀表25只以內(nèi)。具體連接示意圖如下所示:通訊線路連接示意圖 3
系統(tǒng)功能 配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時(shí)監(jiān)測天康生物股份有限公司獸用生物等級三級防護(hù)升級改造項(xiàng)目三間配電室內(nèi)所有配電回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。 事件告警記錄功能,主要完成對查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間,為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。
參數(shù)抄表功能,主要對10KV配電柜各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。
用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段分回路的電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊異常。 負(fù)荷曲線界面,可以查詢各個(gè)回路的歷史功率負(fù)荷曲線。
權(quán)限管理,可以給不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限,防止越權(quán)操作。
4 結(jié)束語 在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,工業(yè)建筑的配電性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在天康生物股份有限公司獸用生物等級三級防護(hù)升級改造項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示三間配電室各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、報(bào)警聲音提示,該系統(tǒng)運(yùn)行、可靠、穩(wěn)定,保證了工業(yè)建筑的用電可靠度。
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作者簡介:劉細(xì)鳳,女,本科 安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電