大橋油漆電力監(jiān)控系統(tǒng)設計及應用

 劉細鳳
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，本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在浙江大橋油漆有限公司35000噸/年環(huán)保型涂料樹脂研發(fā)生產項目的應用，系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化用電管理。
關鍵詞：企業(yè)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；油漆；工業(yè)廠房

1   項目概述及建設目標
  浙江大橋油漆有限公司浙江大橋油漆有限公司原名杭州油漆有限公司，始建于1958年，是全涂料行業(yè)重點生產企業(yè)，家高新技術企業(yè)，中涂料工業(yè)協(xié)會副會長單位，浙江省涂料協(xié)會會長單位。本項目新增配電系統(tǒng)包括10kV/0.4kV配電系統(tǒng)，并設置套電力監(jiān)控后臺，實現(xiàn)對動力車間高低壓配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控
  整個項目在供配電系統(tǒng)在次系統(tǒng)的設計上已經很好的保證了企業(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)可能存在的隱患和重要設備運行狀況有清楚、及時的了解，同時指導各用電設備合理用電，為建設綠色廠區(qū)打下堅實的基礎。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：
  提高供電系統(tǒng)的可靠性并長期保持，確保重要場所供電的連續(xù)性；
  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；
  減少系統(tǒng)線損，提高功率因數；
  對各部門、各區(qū)域用電情況及時掌握，并能給出指導性意見
  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)的設計
  在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實際結構、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規(guī)范標準。
2.1 電力監(jiān)控設備的選擇
  對供電可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應和對意外停電能在極短的時間內恢復供電，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，并且在快40ms內對發(fā)生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應，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、設備的運行狀況，比如開關開斷次數統(tǒng)計、變壓器溫度等等設備信息，建立設備維護維修檔案，避免因為設備故障導致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設備用電信息；通過無功補償控制器，實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數，當系統(tǒng)功率因數降低時通過自動投電容器來進行就地無功補償。
2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網絡構成
  系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結構，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網絡層和現(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)場總線技術及網絡通信技術，整個系統(tǒng)運行、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、網絡交換機、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，通過數據傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(xiàn)場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據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)控層設置于配電室值班室，作為整個廠區(qū)的電力監(jiān)控。
  通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

2.3 主要設計參考標準
  GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》
  DL/T 5430-2009   《無人值班變電站遠方監(jiān)控設計技術規(guī)程》
  GB/T 50063-2008  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
  《家電網公司十八項電網重大反事故措施》
  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)軟件功能設計
  系統(tǒng)依據客戶實際需求進行設計，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?。幌到y(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。
  數據的采集與處理
  通過高精度智能儀表以技術手段實現(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、功率因數等，同時對電能進行合理的管控和預警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，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。為用能重點設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養(yǎng)記錄，為設備的運行維護提供依據。
  用電管理及計量體系的搭建
  為了實現(xiàn)對浙江大橋油漆廠區(qū)各用電回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設計了用電管理報表，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)的建設和制度的建立，使各部門辦公、生產人員節(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、供配電設計中應用電能管理系統(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)能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數據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)控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、的進行傳輸。另方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應該根據實際情況選擇監(jiān)控設備。
   在工業(yè)企業(yè)等場所設置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對企業(yè)內電能計量分項、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，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，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。
參考文獻
[1]安科瑞《能效管理系統(tǒng)設計安裝圖冊》