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上海東冠紙業(yè)電能管理系統(tǒng)的設計與應用--安科瑞 華梅超
點擊次數:231 發(fā)布時間:2014-11-5
安科瑞 華梅超
摘要
本文介紹了一種電能管理系統(tǒng)的設計、系統(tǒng)構成以及系統(tǒng)的功能,Acrel-3000組態(tài)軟件可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的系統(tǒng)集成,數據的采集、傳輸以及存儲,從而實現(xiàn)對工廠用電數據統(tǒng)計及分析。系統(tǒng)實現(xiàn)遠程精細化和實時性數據采集,避免人工采集數據的偏差,提高了供電質量和管理水平,具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。
關鍵詞:電能管理;系統(tǒng)集成;安科瑞;東冠紙業(yè);應用0引言
隨著工業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提供,對工廠供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高,以PC硬件和組態(tài)軟件為代表的計算機技術已在我國各個行業(yè)得到廣泛應用。目前工廠供電系統(tǒng)計算機應用主要體現(xiàn)在對工廠內部用電進行分析對比,方便管理層根據數據決策。
針對以上問題和現(xiàn)狀,本課題提出了利用安科瑞公司網絡電能管理儀表和Acrel-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于工廠的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實施,可實現(xiàn)工廠高壓變電所的用電數據集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經濟運行指標,促進供電系統(tǒng)管理的科學化、現(xiàn)代化,有著非常重要的現(xiàn)實意義。
1項目概況
上海東冠紙業(yè)有限公司電能管理系統(tǒng)是主要針對改廠區(qū)配電系統(tǒng)進行改造,改造的范圍包括高壓配電間部分回路及1-4號車間的配電回路,對回路電參量進行監(jiān)測,強調對電度的計量及分析,為廠區(qū)內部考核提供依據。
2用戶需求
根據現(xiàn)場實際情況,上海東冠紙業(yè)配電管理部,提出以下系統(tǒng)需求:
1、現(xiàn)場儀表必須實現(xiàn)實時顯示功能:電壓、電流、功率、功率因數、頻率及電度等監(jiān)測信息實時刷新,并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。
2、現(xiàn)場數據報表需滿足自動生成日、周、月報表,并具有導出打印功能。
3、對各配電回路的電流具有趨勢曲線功能。
4、可以對各監(jiān)測點的通訊狀態(tài)或異常用電進行報警,便于管理人員實時掌握并分析配電運行情況。
3設計方案
根據現(xiàn)場要求,安科瑞電氣股份有限公司為上海東冠紙業(yè)有限公司設計了Acrel-3000電能管理軟件,下面針對Acrel-3000電能管理軟件參數做具體說明。
3.1Acrel-3000設計參照標準
上海東冠紙業(yè)有限公司電能管理系統(tǒng)以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標準為依據,其中國標未列入部分應參考IEC標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時,應以較高標準為準。
系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準:
ISO/IEC11801《綜合布線標準》
JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》
GB/J63-90《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
GA/T70-94《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》
GB/T13730《地區(qū)電網數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》
GBJ63-93《電力裝置電測量儀表裝置設計規(guī)程》
GB2887《計算站場地技術要求》
GB/50198-94《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
3.2網絡結構拓撲圖
1、高壓配電間內我司智能儀表ACR220EL共28臺,采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機,進行數據的集中采集;2車間及3車間內我司智能儀表ACR220EL共11臺,采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機;1車間內我司智能儀表ACR220EL共5臺,采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機,進行數據的集中采集;4車間內我司智能儀表ACR220EL共3臺,采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機,進行數據的集中采集;通訊線纜均采取屏蔽線接地,防止強電信號干擾,末端加裝120歐電阻,增強線路信號,保障了數據傳輸的實時性。
2、以上我司智能儀表ACR220EL均采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進行數據上傳,其中數據傳輸波特率為9600bit/s上位機采用TCP/IP通訊協(xié)議進行數據采集。
4系統(tǒng)變更
在系統(tǒng)調試階段,業(yè)主要求,為了更好的方便管理車間內的能耗數據,希望我司將采集到得數據上傳至車間內原有的ERP系統(tǒng)內。
我司根據客戶的實際要求,對原有軟件方案進行變更,將我司數據庫的數據上傳至SQL數據庫中,定時(默認15分鐘1次)上傳至ERP系統(tǒng),可把能耗量和產值進行對比,方便了工廠內部考核指標的定制。具體數據轉儲對應表格如下圖所示:
5系統(tǒng)功能
根據現(xiàn)場對系統(tǒng)需求,安科瑞電氣股份有限公司針對性的對該項目系統(tǒng)界面及功能進行了設計,具體顯示界面如下:
5.1系統(tǒng)主界面
配電示意界面:以一次圖形式直觀動態(tài)顯示電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監(jiān)測信息,滿足了現(xiàn)場需求。
5.2報表統(tǒng)計
系統(tǒng)采集的有功電度數據,按照回路名稱的不同自動生成報表并有報表打印功能,可對某一回路某一時間段內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。
實時報表
歷史報表
5.3趨勢曲線
曲線趨勢:實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線,分析該回路配電運行狀況。曲線中可對測量數據量程進行設置,方便查看,曲線還可設置開始時間和時間間隔,方便用戶進行任意時間的曲線查看。
5.4事件報警
事件報警:越限報警內容,報警數值,值班人員以及動作類型和時間,同時對各監(jiān)測點的通訊狀態(tài)或異常用電進行報警,便于管理人員實時掌握并分析配電運行情況。如下圖所示,可以自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱,以便用戶查詢,追憶故障原因。
5.5通訊狀態(tài)
系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài),紅色綠色分別代表儀表通訊正常和異常,便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài)。
6運行效果
1、實時性:項目實施前現(xiàn)場數據主要靠人工抄錄,1天2次,各回路時間不統(tǒng)一,可對性差;項目實施后后臺實時采集,50ms一次,可比性強。
2、存儲管理:項目實施前紙質記錄,查詢時翻箱倒柜,年久易失,數據日期管理復雜;項目實施后計算機存儲,數據可存儲10年以上,查詢速度快,只需鼠標一點,迅速準確。
3、整體分析:項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比;項目實施后通過曲線分析,三相用電的調配相對均衡。
4、數據安全:項目實施前分散管理,手工定時備份,對連續(xù)數據備份不準確;項目實施后同步集中管理,系統(tǒng)自動即時備份。
5、負荷調整:項目實施前調整三相回路負荷平衡比較困難;項目實施后實時管理分配各個回路電流任務,使三相電流平衡,日志記錄。
6結束語
在電能管理系統(tǒng)中配置網絡電力儀表,具有實施簡明,投資少等顯著優(yōu)點,可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),對現(xiàn)場的用電設備進行統(tǒng)一管理,免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作,系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數據和狀態(tài)進行管理分析,便于維護人員明確設備狀況,制定詳細的設備維護計劃,減少工作人員,提率。同時,根據建立的電能計量體系,可以了解、分析車間能耗,提出降耗計劃,采取節(jié)能降耗措施,逐步提高用電效率。
參考文獻:
[1].任致程周中.電力電測數字儀表原理與應用指南[M].北京.中國電力出版社.2007.4