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小松鑄造有限公司電能管理系統(tǒng)

點擊次數(shù):1421 更新時間:2014-05-23

 

摘  要:隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展和對工業(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。電能管理軟件的應用大大提高了電能量的利用效率和管理水平,本文介紹基于網(wǎng)絡電力儀表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在小松鑄造有限公司電能管理中的應用,系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化電能管理。

關鍵詞:企業(yè)電能管理;電能管理系統(tǒng);

1、項目概況

小松(常州)鑄造有限公司是小松集團在投資設立的生產(chǎn)鑄造產(chǎn)品的工廠,位于江蘇省常州市,是小松集團在早投資設立的三家工廠。

整個項目共包括2個25kV變電所以及9個0.4kV變電所,各變電所分散的分布于廠內,整個系統(tǒng)采用分層分布式結構,分為現(xiàn)場測控層、網(wǎng)絡通訊層以及系統(tǒng)管理層。系統(tǒng)管理層位于1#35kV變電所內,實現(xiàn)各配電室電力設備的集中監(jiān)視和管理

2、初步方案設想

小松鑄造有限公司每月電力成本支出較高,但是缺乏有效的能源計量系統(tǒng),無法準確了解本企業(yè)的電能流向,因此需要建立一套有效的電能管理系統(tǒng),用于企業(yè)內部考核管理,并此基礎上逐步整理完善電力運行參數(shù)數(shù)據(jù)庫,對數(shù)據(jù)進行多層次多方面的開發(fā)利用(如決策需要、電能分析、數(shù)據(jù)報送)。同時通過網(wǎng)絡技術使之成為作為小松鑄造有限公司信息化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng),以實現(xiàn)智慧廠區(qū)和數(shù)字廠區(qū)。

1)部分回路在特定時期功率會非常大,需要對該部分回路進行有功功率監(jiān)視,當功率達到一定值(該值可以由用戶確定后并設定好),可以通過聲光報警提醒系統(tǒng)管理人員;

2)需要對企業(yè)生產(chǎn)用電進行記錄,根據(jù)企業(yè)的實際生產(chǎn)需要,制定相應的電能統(tǒng)計報表,并將各生產(chǎn)線用電數(shù)據(jù)與總進線進行對比,每月與供電局提供的數(shù)據(jù)進行對比,以此作為考核各班組產(chǎn)能能耗的依據(jù);

3)計算出各設備使用時間以及設備空載時間;

4)設計復費率電能管理報表,將不同時間段不同費率的用電量分別進行統(tǒng)計。

3、設計方案

3.1整體方案設計

整個企業(yè)共有兩個35kV變電所,9個0.4kV變電所,其中1#變電所共9個回路,2#變電所21個回路,3#變電所共12個回路,4#變電所15個回路,5#變電所共13個回路,6#變電所20個回路,7#變電所12個回路,8#變電所9個回路,9#變電所22個回路,10#變電所(35kV變電所1)9個回路,35kV變電所2共計3個回路需要納入本次電能管理系統(tǒng)。由于企業(yè)成立時間較久,各變電所在設計之初只有部分變電所安裝了數(shù)字式電能表,其余均未安裝智能電表,不符合企業(yè)智能化需求,因此此需要對該部分回路進行改造,加裝智能電表。

考慮整個項目的安裝方便以及用戶自身的需求,本項目為各配電回路加裝導軌式電度表DTSD1352,所有智能儀表直接通過485總線接入通訊管理機。由于企業(yè)內部已經(jīng)建設內部局域網(wǎng),本著節(jié)約成本,充分利用現(xiàn)有的資源的原則,本項目各變電所內通訊管理機通過網(wǎng)線接入就近局域網(wǎng)接口,經(jīng)廠內局域網(wǎng)傳輸至在變電室值班室。在變電所值班室內配置通訊管理屏并配置網(wǎng)絡交換機、UPS不間斷電源網(wǎng)絡交換機等設備

3.2系統(tǒng)結構

整個系統(tǒng)采設計了一套Acrel3000電能管理系統(tǒng),采用分層分布式結構,即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡管理層、監(jiān)控管理層,如圖1所示:

圖1

整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機、打印機、UPS電源等,整個系統(tǒng)的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機,UPS電源作為不間斷電源,當設備供電出現(xiàn)故障時,可以保證電能管理主機正常運行,電能數(shù)據(jù)不丟失。電能管理值班室位于35kV變電所值班室內。

各用電回路電能數(shù)據(jù)的采集主要通過DTSD1352、DTSF1352、PD284E-9S4(8#、9#配電室)、ACR320EFK(4#配電室)等進行電能信息的基礎采集,這些采集設備可獨立完成數(shù)據(jù)采集、計算、通訊等功能,一個設備出現(xiàn)問題時,不會影響其他設備正常運行。所有這些設備均有485通訊接口,可以通過RS485總線連接到網(wǎng)絡層。

針對各低壓變電所比較分散,底層各智能電表具備RS485接口,網(wǎng)絡通訊介質采用屏蔽雙絞線,通訊協(xié)議采用Modbus通訊規(guī)約,通過RS485總線方式將數(shù)據(jù)傳送至通訊管理機,并經(jīng)過企業(yè)內部局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至電能管理主機。

整個配電系統(tǒng)以計算機站控管理系統(tǒng)為核心,采用現(xiàn)代通訊技術,對整個配電系統(tǒng)的用電狀況進行統(tǒng)一管理,實時監(jiān)測每個環(huán)節(jié)、每種設備的用電量;實時監(jiān)測、監(jiān)督電能質量,及時發(fā)現(xiàn)用電故障,避免用電的浪費。

3.3系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集與管理

數(shù)據(jù)采集與處理是電能管理系統(tǒng)電能管理實現(xiàn)的基礎,系統(tǒng)能實時和定時采集電氣設備的模擬量(電流、電壓、功率、電度、頻率、)。系統(tǒng)管理軟件可以通過網(wǎng)絡直接讀取各變電所智能電表采集的數(shù)據(jù),并可以對采集的所有數(shù)據(jù)進行顯示、統(tǒng)計、分析、計算和存儲。 實時計算各線路的功率因數(shù)。

實時計算各線路的有功、無功功率值。

實時計算每日、每月各條線路的有功,無功大、小及平均值。

實時顯示、統(tǒng)計各回路各時段的電度值,對電能數(shù)據(jù)進行分時計費統(tǒng)計,根據(jù)用戶要求具有多種分時計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類。實時顯示、統(tǒng)計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值

實時顯示電容的投切狀態(tài)以及手動/自動狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集周期、方式、參數(shù)等可由用戶在線定義,狀態(tài)量的變化先傳送。

信息處理

對信號采集系統(tǒng)所采集實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、計算,將數(shù)據(jù)進行定時存儲。對同用電單位不同時期、不同用電單位同一時期用電量進行統(tǒng)計;作為電費的管理平臺,與實際發(fā)生電費進行比較。

清晰的反映整個企業(yè)各個部門的用電構成,幫助企業(yè)建立合理的用電管理考核制度,對不同的班組、不同車間分別設計用電管理報表。對于各用電設備使用時間進行統(tǒng)計,計算出各設備單位時間耗能,為今后能源改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

電能報表實現(xiàn)了實現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時間查詢,分為分鐘、小時、日、月年等多種類型,通過電能管理報表,對各分線電能分別計量統(tǒng)計并與總進線進行匹配,建立完整的電能計量體系,找出用電管理的盲區(qū)、誤區(qū)。電能匯總如圖2所示

 

圖2

畫面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面,實時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面,包括廠區(qū)平面圖、一次配電系統(tǒng)圖、實時參數(shù)顯示、負荷趨勢查詢、設備運行時間、事件報警等。

圖3所示為傳染病房低壓一次配電系統(tǒng)圖:

圖3

用電趨勢

對任何測量參數(shù)繪制趨勢圖:如電流、電壓、功率等。通過用電曲線圖可以顯示需量的峰值情況,發(fā)現(xiàn)危險地負荷趨勢或系統(tǒng)的剩余容量。可以將不同時間段的負荷曲線進行匯總或比較,追蹤每個用電單位每個回路所需消耗的電力成本。用電趨勢如圖4所示:

圖4

告警與控制

當出現(xiàn)通訊故障、遙測越限或其他報警信號時,系統(tǒng)發(fā)出音響提示,并自動彈出報警畫面,報警需操作員確認后方可復位,報警系統(tǒng)記錄入監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。 當發(fā)生開關變位時,自動推出時間報警窗和故障相關畫面,畫面中變位開關閃爍,變色提示并在報警框內有漢字提示的報警語句及當前的變位狀態(tài),并指明變位開關名稱,運行編號和性質(正常操作或事故跳閘)。 當發(fā)生電流/電壓越*,畫面閃爍提示,并在報警提示框里顯示當前越限值。 監(jiān)控系統(tǒng)自動存儲歷史數(shù)據(jù)和歷史事件,用戶可以按照設備,數(shù)據(jù)類型,時間段等等項目自定義查詢。 除計算機報警外,系統(tǒng)還設有專門的聲光報警器,以提醒值班人員。報警界面如下圖所示:

4結束語

該項目所采用的Acrel300電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2013年正式投入運行,整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全,極大的方便了用戶的使用,提供了大量實時、準確的電力數(shù)據(jù),為管理者進行內部計量考核、安全用電做出了只管依據(jù),進一步保證了企業(yè)供電系統(tǒng)的科學性及穩(wěn)定性,為今后的節(jié)能管理的實施打下了基礎。

作者簡介:

王海芹,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電能管理,:   :

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