常熟滌綸有限公司電能管理系統(tǒng)設計方案

時間：2020-01-05作者：安科瑞電氣合肥有限公司瀏覽：514

摘 要：隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載的不斷涌現(xiàn)，用戶較加關注電能質(zhì)量的問題，同時對節(jié)能減排也提出了較加嚴格的要求。用戶需要較加有效的電能管理解決方案，來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)變配電系統(tǒng)的持續(xù)、*、低耗的運行。
關鍵詞：數(shù)據(jù)監(jiān)測；智能電表；電能管理軟件。

0 引言
        配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電**性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供**服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
        隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶較加關注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)量提出了較加嚴格的要求。用戶需要較加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)**、*低耗的運行。
        本文以常熟滌綸有限公司電能管理系統(tǒng)為例，介紹電能管理系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中的應用。

1 項目概況
        常熟滌綸有限公司（原常熟市滌綸廠）是高強低伸滌綸長絲及FDY高強低收縮滌綸工業(yè)絲（細旦）**生產(chǎn)企業(yè)，并擁有自營進出口權(quán)。公司創(chuàng)建于 1983 年，地處長江三角洲的常熟市董浜鎮(zhèn)徐市。 廠占地面積 49900 平方米，建筑面積 27319 平方米，共有四個生產(chǎn)廠區(qū)。由于常熟滌綸工廠用電量比較大，并且為響應****的一系列促進節(jié)能減排的政策措施，較好的對配電系統(tǒng)進行監(jiān)控管理。因此建立了后臺電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，對配電進行智能化管理。
        該工廠變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓高壓電機出線和三樓配電室進行變配電管理，共計一個高壓出線回路，32個低壓出線回路，均安裝PZ72-E4/KC可編程電測表，工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產(chǎn)所需電力。監(jiān)控值班室設置在工廠的二樓監(jiān)控室。

2 用戶需求
        為了能實現(xiàn)對整個廠房用電量進行自動采集、遠傳和存儲、預處理、線損統(tǒng)計及分析的電能綜合管理平臺，廠房需采用一套電能管理系統(tǒng)軟件，將各個用電回路的用電狀況及用電量進行管理，將各種用電量及相關數(shù)據(jù)通過圖、表等方式展現(xiàn)給本地網(wǎng)絡的管理層，并預留接口，為日后向上級管理平臺提供用電量分析的數(shù)據(jù)基礎。達到自動采集、集中管理的一個智能化電能管理系統(tǒng)。

3 設計方案
        3.1 設計標準
        DL/T 698                                            電能信息采集與管理系統(tǒng)
        DL/T 698.1-2009*1部分：           總則
        DL/T 698.2-2010 *2部分：          主站技術規(guī)范
        DL/T 698.31-2010 *3.1部分：    電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求
        DL/T 698.35-2010*3-5部分：     電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求
        DL/T 698.41-2010*4-1部分：     通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信
        DL/T 698.42-2010*4-2部分：    通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議
        DL/T/814-2002                                配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
        GB/T/3047.1                                    面板、架和柜的基本尺寸系列
        DL/T5137-2001     　                   《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》
        GB2887                                           計算站場地技術條件
 
        3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構(gòu)成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如圖1所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

       
        1）站控管理層
        站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的較上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。
        監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。
        打印機：系統(tǒng)召喚打印或自動打印圖形、報表等。
        UPS：**計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，**站控管理層設備的正常運行，提供足夠的時間進行數(shù)據(jù)存儲。
         2）網(wǎng)絡通訊層
        通訊層設備為CP134U-I擴展卡。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。
        通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。
        3）現(xiàn)場設備層
        現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高**性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著較基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)**完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。
        3.3 現(xiàn)場儀表
        對于主進線回路的監(jiān)測，采用安科瑞的PZ42-E4/KC，實現(xiàn)對該回路的主要電參量的測量，其中包括三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、頻率、功率因數(shù)、電能的峰平谷電能、以及斷路器分合狀態(tài)信號等。
        對于其他的配電柜出線回路，采用的都是PZ72-E4/KC電力儀表，PZ72-E4/KC多功能電表，為嵌入式安裝，可安裝在動力箱或低壓出線柜門板上，面板尺寸為72mm×72mm，規(guī)格為220/380V、**，電流經(jīng)互感器接入，精度0.5級，廣泛應用于高、低壓進線柜、聯(lián)絡柜、出線柜、動力柜等場合，帶RS485接口，Modbus通訊協(xié)議,詳細儀表清單如表一所示：

回路編號	回路名稱		儀表型號	PT	CT
AH16	1	高壓電機	PZ72-E4/KC	100
**A1	1	主進線	PZ72-E4/KC	1	800
**A2	1	冷凍1#（東）	PZ72-E4/KC	1	30
	2	冷凍2#（西）	PZ72-E4/KC	1	15
	3	240M3空壓機控制電源	PZ72-E4/KC	1	60
**A3	1	干燥1#	PZ72-E4/KC	1	60
	2	干燥除濕1#	PZ72-E4/KC	1	60
	3	紡絲2#	PZ72-E4/KC	1	60
	4	紡絲1#	PZ72-E4/KC	1	60
**A4	1	紡絲5#	PZ72-E4/KC	1	60
	2	紡絲6#	PZ72-E4/KC	1	60
	3	空調(diào)1#	PZ72-E4/KC	1	60
	4	水泵1#	PZ72-E4/KC	1	15
**A5	1	卷繞2#4-6	PZ72-E4/KC	1	15
	2	卷繞1#4-6	PZ72-E4/KC	1	15
	3	卷繞1#1-3	PZ72-E4/KC	1	15
	4	卷繞2#1-3	PZ72-E4/KC	1	15
	5	預熱爐+消**泵	PZ72-E4/KC	1	60
Z-DP-2	1	卷繞6#1-3	PZ72-E4/KC	1	100
	2	卷繞6#4-6	PZ72-E4/KC	1	120
	3	卷繞5#4-6	PZ72-E4/KC	1	120
	4	卷繞5#1-3	PZ72-E4/KC	1	120
Z-DP-1	1	照明北	PZ72-E4/KC	1	120
	2	照明南	PZ72-E4/KC	1	120
	3	煅燒爐	PZ72-E4/KC	1	120
	4	備用2	PZ72-E4/KC	1	120




         3.4 系統(tǒng)功能
        上位機軟件為Acrel-3000電能管理系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件是對現(xiàn)場電參量數(shù)據(jù)進行采集與監(jiān)測的**軟件，較大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測功能。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設備各電參量及開關量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機進行實時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了遠程自動抄表、電力監(jiān)控與電能管理功能。
        1）數(shù)據(jù)采集和顯示
        現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進行定時或周期采集并存儲，可以自由設置采集的時間周期，較小的系統(tǒng)支持的采集周期?？梢噪S時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中，便于查詢。
        系統(tǒng)具有友好的人機界面，便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關信息，系統(tǒng)一次圖不僅顯示了線路的開關狀態(tài)，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。

 
        2）遠程抄表
        系統(tǒng)對所有采集到的數(shù)據(jù)都能實時的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。

 
        3）電能報表與棒圖
        系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。
系統(tǒng)還可以根據(jù)生成的電能報表，對每一回路的用電量根據(jù)時間不同形成年用電棒圖、月用電棒圖以及每日的用電棒圖，便于查看。

 
        4）電流、功率趨勢曲線對于所有回路，不僅可以對電流、功率進行實時顯示與監(jiān)測，并可以根據(jù)保存的歷史數(shù)據(jù)做成趨勢曲線，可以查看實時和歷史變化趨勢，預測電力負荷容量，并可對電力故障進行查詢，**電力負荷的安全運行。

 
        5）事件記錄與報警
        主要用于查看歷史報警信息；幫助用戶進行事故查詢與追憶；支持歷史查詢，打印等功能。實時報警信息會即時彈出，提醒用戶所進行的操作。并對所有操作具有自動事件記錄功能。

4 結(jié)束語
        本文介紹的基于ACREL-3000的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，不僅可以實時顯示電力運行狀態(tài)及用電狀況，還能對數(shù)據(jù)進行分析處理，以用戶適用的方式展現(xiàn)出來，滿足用戶的需求，實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，其生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，較大的方便了用戶的使用，便于配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控與電能的遠程抄表與分析研究，為工廠的節(jié)能技術提供參考。

參考文獻
任致程，周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4

安科瑞電氣合肥有限公司專注于互感器,智能電測儀表,電動機保護器,光伏匯流箱,網(wǎng)絡電力儀表,火災監(jiān)控裝置,電能計量表等

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