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)代化高效率工廠的重要指標。電能管理軟件的應用大大提高了企業(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。

    1 項目概況

    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、岳陽興長石化股份有限公司、中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學等股東共同投資的高新科技生物制藥企業(yè)，公司現(xiàn)座落于風景優(yōu)美的鏡湖河畔，辦公面積達千余平米，辦公設施齊全。

    蕪湖康衛(wèi)生物科技有限公司供電系統(tǒng)，設計二臺干式變壓器供電，采用高供高計。在電房內(nèi)設一組高壓開關柜，共 10臺，采用直流微機保護，共8臺，直流屏為落地式；變壓器采用干式變壓器，低壓開關柜選用 GCS型，共 43臺，269個低壓配電回路。

    （1）整個企業(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)設備和供電設施供電。變電所內(nèi)部各進出線回路眾多，且電力運行數(shù)據(jù)瞬息萬變，運行人員的巡檢和監(jiān)控非常不便，無法做到準確、及時、高效，因此通過現(xiàn)代化計算機網(wǎng)絡技術，將變電所內(nèi)所有用電回路進行集中監(jiān)控，實現(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，比如微機保護、直流屏、變壓器溫控、馬達保護、多功能電表等，各種電器產(chǎn)品都有自己的通訊規(guī)約和后臺監(jiān)控系統(tǒng)，這就帶來一系列的問題：各自獨立的系統(tǒng)使得各子站成為自動化孤島，某種程度上阻礙了全廠電力監(jiān)控進一步自動化。

    2 解決方案

    針對本項目的實際特點，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問題：

    （1）選用合理的通訊規(guī)約或者對不同的通訊規(guī)約進行合理的轉換；

    （2）選擇合理的通訊網(wǎng)絡，構造一個穩(wěn)定可靠能夠覆蓋全部監(jiān)控點的通訊網(wǎng)絡；

    （3）簡單易操作、符合相關規(guī)范標準以及用戶需求的自動化電力監(jiān)控軟件。

    2.1通訊規(guī)約的統(tǒng)一

    為了統(tǒng)一各電器設備的通訊規(guī)約，本項目在設計之初盡量選擇同一廠家同一品牌的設備，比如微機保護、多功能電表、馬達保護等。對于不能統(tǒng)一的設備，比如變壓器溫控器、直流屏等設備盡量選擇具備標準通訊規(guī)約的產(chǎn)品，同時配置智能通訊管理機對通訊規(guī)約進行有效轉換，統(tǒng)一規(guī)約。

    2.2通訊網(wǎng)絡

    整個系統(tǒng)設計了一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(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、打印機、UPS電源等，整個系統(tǒng)的核心Acrel-2000電力監(jiān)控軟件安裝于電力監(jiān)控主機，UPS電源作為不間斷電源，當設備供電出現(xiàn)故障時，可以保證電力監(jiān)控主機正常運行，數(shù)據(jù)不丟失。

    監(jiān)控中心設置在二樓監(jiān)控中心值班室，配電室內(nèi)儀表、微機保護、直流屏等設備通過485總線連接至通訊管理機Nport5610-16。NPort 5610-16提供簡單方便的聯(lián)網(wǎng)方式，不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源，更確保未來網(wǎng)絡的擴充可能性。通過簡單的設置，就可以將現(xiàn)有的串口設備立即聯(lián)網(wǎng)。再者 NPort 5610-16可以在串口和以太網(wǎng)絡界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。NPort 5610-16通訊管理機通過以太網(wǎng)將信號進一步上傳至電力監(jiān)控主機。

    各用電回路電能數(shù)據(jù)的采集主要通過PZ系列網(wǎng)絡多功能儀表以及馬達保護裝置進行用電信息的基礎采集以及電動機回路的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、外部故障等多種保護，這些采集設備可獨立完成數(shù)據(jù)采集、計算、保護、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。

    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(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費。

    3 軟件設計及系統(tǒng)功能

    企業(yè)電電力監(jiān)控系統(tǒng)核心是一套強大的用電分析管理系統(tǒng)，通過在線的用電數(shù)據(jù)信息采集、處理、分析和統(tǒng)計，幫助企業(yè)全面的了解真實用電情況、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、頻率等）、開關量、保護信息等。系統(tǒng)管理軟件可以通過網(wǎng)絡直接讀取各電器設備采集的數(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，無功最大、最小及平均值；

    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 ；