徐霜

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)。電能管理軟件的應(yīng)用大大提高了企業(yè)電能量的利用效率和管理水平，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)在蕪湖康衛(wèi)生物制藥有限公司電能管理中的應(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)化電能管理。

    1 項(xiàng)目概況

    蕪湖康衛(wèi)生物科技有限公司始建于2000年12月，原名重慶康衛(wèi)生物科技有限公司。歷經(jīng)十多年的發(fā)展，目前已成為一家由河北華安生物藥業(yè)有限公司、岳陽(yáng)興長(zhǎng)石化股份有限公司、中國(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)等股東共同投資的高新科技生物制藥企業(yè)，公司現(xiàn)座落于風(fēng)景優(yōu)美的鏡湖河畔，辦公面積達(dá)千余平米，辦公設(shè)施齊全。

    蕪湖康衛(wèi)生物科技有限公司供電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)二臺(tái)干式變壓器供電，采用高供高計(jì)。在電房?jī)?nèi)設(shè)一組高壓開關(guān)柜，共 10臺(tái)，采用直流微機(jī)保護(hù)，共8臺(tái)，直流屏為落地式；變壓器采用干式變壓器，低壓開關(guān)柜選用 GCS型，共 43臺(tái)，269個(gè)低壓配電回路。

    （1）整個(gè)企業(yè)的供電系統(tǒng)包括10kV以及0.4kV，不同的配電回路給不同的生產(chǎn)設(shè)備和供電設(shè)施供電。變電所內(nèi)部各進(jìn)出線回路眾多，且電力運(yùn)行數(shù)據(jù)瞬息萬(wàn)變，運(yùn)行人員的巡檢和監(jiān)控非常不便，無(wú)法做到準(zhǔn)確、及時(shí)、高效，因此通過(guò)現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將變電所內(nèi)所有用電回路進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)有序合理的管理就顯得尤為重要。

    （2）在配電系統(tǒng)中，涉及到了多家品牌的多種電器產(chǎn)品，比如微機(jī)保護(hù)、直流屏、變壓器溫控、馬達(dá)保護(hù)、多功能電表等，各種電器產(chǎn)品都有自己的通訊規(guī)約和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，這就帶來(lái)一系列的問(wèn)題：各自獨(dú)立的系統(tǒng)使得各子站成為自動(dòng)化孤島，某種程度上阻礙了全廠電力監(jiān)控進(jìn)一步自動(dòng)化。

    2 解決方案

    針對(duì)本項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)，建立全廠統(tǒng)一電力監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的一件事，建立全廠統(tǒng)一電力監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決一下幾點(diǎn)問(wèn)題：

    （1）選用合理的通訊規(guī)約或者對(duì)不同的通訊規(guī)約進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)換；

    （2）選擇合理的通訊網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)造一個(gè)穩(wěn)定可靠能夠覆蓋全部監(jiān)控點(diǎn)的通訊網(wǎng)絡(luò)；

    （3）簡(jiǎn)單易操作、符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及用戶需求的自動(dòng)化電力監(jiān)控軟件。

    2.1通訊規(guī)約的統(tǒng)一

    為了統(tǒng)一各電器設(shè)備的通訊規(guī)約，本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初盡量選擇同一廠家同一品牌的設(shè)備，比如微機(jī)保護(hù)、多功能電表、馬達(dá)保護(hù)等。對(duì)于不能統(tǒng)一的設(shè)備，比如變壓器溫控器、直流屏等設(shè)備盡量選擇具備標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約的產(chǎn)品，同時(shí)配置智能通訊管理機(jī)對(duì)通訊規(guī)約進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一規(guī)約。

    2.2通訊網(wǎng)絡(luò)

    整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層。如下圖所示：

    整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等，整個(gè)系統(tǒng)的核心Acrel-2000電力監(jiān)控軟件安裝于電力監(jiān)控主機(jī)，UPS電源作為不間斷電源，當(dāng)設(shè)備供電出現(xiàn)故障時(shí)，可以保證電力監(jiān)控主機(jī)正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)不丟失。

    監(jiān)控中心設(shè)置在二樓監(jiān)控中心值班室，配電室內(nèi)儀表、微機(jī)保護(hù)、直流屏等設(shè)備通過(guò)485總線連接至通訊管理機(jī)Nport5610-16。NPort 5610-16提供簡(jiǎn)單方便的聯(lián)網(wǎng)方式，不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源，更確保未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性。通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可以將現(xiàn)有的串口設(shè)備立即聯(lián)網(wǎng)。再者 NPort 5610-16可以在串口和以太網(wǎng)絡(luò)界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。NPort 5610-16通訊管理機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)將信號(hào)進(jìn)一步上傳至電力監(jiān)控主機(jī)。

    各用電回路電能數(shù)據(jù)的采集主要通過(guò)PZ系列網(wǎng)絡(luò)多功能儀表以及馬達(dá)保護(hù)裝置進(jìn)行用電信息的基礎(chǔ)采集以及電動(dòng)機(jī)回路的過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、外部故障等多種保護(hù)，這些采集設(shè)備可獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、保護(hù)、通訊等功能，一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不會(huì)影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。所有這些設(shè)備均有485通訊接口，可以通過(guò)RS485總線連接到網(wǎng)絡(luò)層。

    整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費(fèi)。

    3 軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)功能

    企業(yè)電電力監(jiān)控系統(tǒng)核心是一套強(qiáng)大的用電分析管理系統(tǒng)，通過(guò)在線的用電數(shù)據(jù)信息采集、處理、分析和統(tǒng)計(jì)，幫助企業(yè)全面的了解真實(shí)用電情況、用電環(huán)境及生產(chǎn)效率水平。

    數(shù)據(jù)采集與管理

    數(shù)據(jù)采集與處理是電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)能實(shí)時(shí)和定時(shí)采集電氣設(shè)備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率等）、開關(guān)量、保護(hù)信息等。系統(tǒng)管理軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接讀取各電器設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并可以對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算和存儲(chǔ)。

    實(shí)時(shí)計(jì)算各線路的功率因數(shù)；

    實(shí)時(shí)計(jì)算各線路的有功、無(wú)功功率值；

    實(shí)時(shí)計(jì)算每日、每月各條線路的有功，無(wú)功最大、最小及平均值；

    實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)各回路各時(shí)段的電度值,對(duì)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì),根據(jù)用戶要求具有多種分時(shí)計(jì)費(fèi)(尖、峰、谷、平值等)方案和費(fèi)率的種類；

    實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無(wú)功電度總值；