大橋油漆電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

【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)代化高效率工廠的重要指標(biāo)。電力監(jiān)控軟件的應(yīng)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(wǎng)絡(luò)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(shù)脂研發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目的應(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)化用電管理。
關(guān)鍵詞：企業(yè)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；油漆；工業(yè)廠房

1   項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)
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，是國(guó)內(nèi)涂料行業(yè)重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位，浙江省涂料協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)單位。本項(xiàng)目新增配電系統(tǒng)包括10kV/0.4kV配電系統(tǒng)，并設(shè)置一套電力監(jiān)控后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力車(chē)間高低壓配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控
整個(gè)項(xiàng)目在供配電系統(tǒng)在一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上已經(jīng)很好的保證了企業(yè)供電可靠性，但是還需要對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及用電管理，這樣才能對(duì)供電系統(tǒng)可能存在的**隱患和重要設(shè)備運(yùn)行狀況有清楚、及時(shí)的了解，同時(shí)指導(dǎo)各用電設(shè)備合理高效用電，為建設(shè)綠色廠區(qū)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。企業(yè)配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)供配電系統(tǒng)要求有以下幾點(diǎn)：
提高供電系統(tǒng)的**可靠性并長(zhǎng)期保持，確保重要場(chǎng)所供電的連續(xù)性；
實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障；
減少系統(tǒng)線(xiàn)損，提高功率因數(shù)；
對(duì)各部門(mén)、各區(qū)域用電情況及時(shí)掌握，并能給出指導(dǎo)性意見(jiàn)
提高供配電系統(tǒng)自動(dòng)化和運(yùn)行效率，節(jié)省人力
2   電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇管理設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化電力監(jiān)控軟件需要簡(jiǎn)單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇
對(duì)供電**可靠性要求包括對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)時(shí)的了解、對(duì)故障快速的反應(yīng)和對(duì)意外停電能在極短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電，因此需要對(duì)10kV配電回路配置微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控10kV回路的運(yùn)行狀況，并且在*快40ms內(nèi)對(duì)發(fā)生的異常情況或者嚴(yán)重故障做出快速反應(yīng)，通過(guò)聲光告警信號(hào)或直接切除嚴(yán)重故障點(diǎn)，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴(kuò)大；通過(guò)I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設(shè)備的運(yùn)行狀況，比如開(kāi)關(guān)開(kāi)斷次數(shù)統(tǒng)計(jì)、變壓器溫度等等設(shè)備信息，建立設(shè)備維護(hù)維修檔案，避免因?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過(guò)多功能計(jì)量表計(jì)，實(shí)時(shí)記錄各用電設(shè)備用電信息；通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時(shí)通過(guò)自動(dòng)投電容器來(lái)進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。
2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場(chǎng)控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行**、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。
監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動(dòng)通信站，包含監(jiān)控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、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(jī)交互界面，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況；電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)各種符合用戶(hù)的報(bào)表格式，報(bào)表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，搭建完整的計(jì)量體系，用戶(hù)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(shè)置于配電室值班室，作為整個(gè)廠區(qū)的電力監(jiān)控中心。
通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2.3 主要設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)
GBT 14598.300-2008 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》
DL/T 5430-2009   《無(wú)人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB/T 50063-2008  《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》
DL 448-91       《電能計(jì)量裝置管理規(guī)程》
ISO/IEC11801      《國(guó)際綜合布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)》
2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)
系統(tǒng)依據(jù)客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢(xún)與打?。幌到y(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權(quán)限管理等主要功能。
數(shù)據(jù)的采集與處理
通過(guò)高精度智能儀表以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化全實(shí)時(shí)、高密度的實(shí)時(shí)用電信息監(jiān)測(cè)，包括計(jì)算有功、無(wú)功、電流、電壓、總負(fù)荷、變壓器負(fù)荷率、功率、功率因數(shù)等，同時(shí)對(duì)電能進(jìn)行合理的管控和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的用電異常，隨時(shí)處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值，超標(biāo)時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。

電能分項(xiàng)、分支路、分區(qū)域計(jì)量
將用電（照明插座、動(dòng)力等）消耗進(jìn)行分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，分項(xiàng)報(bào)表的實(shí)現(xiàn)幫助用戶(hù)對(duì)各分項(xiàng)用電消耗了如指掌；統(tǒng)計(jì)各區(qū)域、各班組、各回路電能消耗，準(zhǔn)確定位用電消耗大戶(hù)，制定節(jié)能績(jī)效考核制度，推動(dòng)節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點(diǎn)設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長(zhǎng)期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的能效分析評(píng)估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。
用電管理及計(jì)量體系的搭建
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shè)計(jì)了用電管理報(bào)表，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)有功電度的采集，按照回路名稱(chēng)的不同。按照計(jì)量體系搭建原則，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表，將各進(jìn)線(xiàn)回路與出線(xiàn)回路電能消耗量在同一張報(bào)表中體現(xiàn)出來(lái)，并計(jì)算出線(xiàn)回路用電量之和，出線(xiàn)回路與進(jìn)線(xiàn)回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標(biāo)）等，幫助用戶(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問(wèn)題。
同時(shí)電能管理系統(tǒng)可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢(xún)，可以幫助后勤管理部門(mén)建立有效的用能管理考核制度。通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各部門(mén)辦公、生產(chǎn)人員節(jié)能意識(shí)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(shè)計(jì)中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義
綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營(yíng)成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過(guò)人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準(zhǔn)的進(jìn)行傳輸。另一方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。
 在工業(yè)企業(yè)等場(chǎng)所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)內(nèi)電能計(jì)量分項(xiàng)、分支、分區(qū)域管理，不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示企業(yè)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)企業(yè)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線(xiàn)圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析企業(yè)各部分的用電狀況，使企業(yè)的用電活動(dòng)更加**。
參考文獻(xiàn)
[1]安科瑞《能效管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝圖冊(cè)》
作者簡(jiǎn)介：
張娟，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
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