天康生物股份有限公司獸用生物**等級三級防護(hù)升級改造項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

 

摘要：采用微機保護(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，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(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)計與分析及對危險源實時監(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)行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，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臺綜保，2臺變壓器溫控儀，83臺低壓儀表，1臺1000KW玉柴油發(fā)電機組,1臺直流電源屏，2套電容補償柜，3套UPS機柜；2#配電室共有7臺綜保，2臺變壓器溫控儀，87臺低壓儀表，1臺600KW玉柴發(fā)電機組1臺直流電源屏，2套電容補償柜，5套UPS機柜；3#配電室共有2臺高壓儀表和30臺低壓儀表。

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月擺在自己面前的一張電費單——每月會交多少錢的電費；對電的管理也僅xian于安排電工每天到各個配電回路抄抄表上的電流、電壓及電度值，巡查各個回路有沒有發(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，電費卻較上月明顯增多；公司生產(chǎn)規(guī)模沒有擴容，原來的幾臺變壓器供電一直沒問題，為什么設(shè)備主管zui近一直吵著變壓器負(fù)荷不夠，要增加變壓器；變壓器運行過程中沒見什么異常，怎么會爆掉了；電費單中怎么還有超需量或者功率因數(shù)過低的罰款項；生產(chǎn)用電機設(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)費率電價統(tǒng)計工作量大，存在人為誤差；同時抄表人員與強電接觸、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，因此需要針對此項目搭建起計量體系，通過自動化實時集抄，為配電系統(tǒng)**可靠運行提供保障，設(shè)備發(fā)生故障（回路過負(fù)荷等）提前預(yù)警，提示值班人員及時排除故障，及時恢復(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)考核機制，zui終實現(xiàn)節(jié)能降低企業(yè)運營成本。

2需求分析

  為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(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)行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免**事故的發(fā)生。自動抄表功能節(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)與時間。

數(shù)據(jù)采集

  自動采集現(xiàn)場所有10KV回路微機保護(hù)及多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

  支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

  支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

  數(shù)據(jù)實時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。

故障報警

  故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場微機保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握天康生物股份有限公司獸用生物**等級三級防護(hù)升級改造項目三間配電室各配電回路的實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(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目設(shè)計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，同時在每個配電室內(nèi)增加一臺壁掛式觸屏主機做現(xiàn)場監(jiān)控，一旦有遙信變位或遙測越限可以實時就地聲光報警器報警。如下圖所示：

值班室拓?fù)鋱D

1#配電室拓?fù)鋱D

2#配電室拓?fù)鋱D

3#配電室拓?fù)鋱D

1）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)升級改造項目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)現(xiàn)場微機保護(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)控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

  微機保護(hù)裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場微機保護(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

  配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測天康生物股份有限公司獸用生物**等級三級防護(hù)升級改造項目三間配電室內(nèi)所有配電回路的運行狀態(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，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，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。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。

  用電量報表功能，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段分回路的電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精que可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(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)升級改造項目的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實時監(jiān)控。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示三間配電室各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統(tǒng)運行**、可靠、穩(wěn)定，保證了工業(yè)建筑的用電可靠度。

 

參考文獻(xiàn)：

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[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

 

 

作者簡介：李婧婧，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