羅帥 楊興媚

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰

摘要：本文介紹了安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在建業(yè)集團(tuán)內(nèi)江天科化工項(xiàng)目中的應(yīng)用，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能化管理。為內(nèi)江天科化工安全、可靠、高效的進(jìn)行生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，亦給其開展節(jié)能減排工作提供了有力的資料依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 智能配電 電力監(jiān)控 節(jié)能減排 威遠(yuǎn)建業(yè)集團(tuán)

一 概述

智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)用戶側(cè)樓宇、體育場(chǎng)館、科研設(shè)施、機(jī)場(chǎng)、交通、醫(yī)院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高/低壓變配電系統(tǒng)中。智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。通過實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因子、電度、頻率和電流開關(guān)狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，當(dāng)參數(shù)值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警，并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在用電量及用電設(shè)備的管理中已經(jīng)起到了不可替代的作用。

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

四川省威遠(yuǎn)建業(yè)集團(tuán)有限公司是一個(gè)集原煤開采、煉焦、煤化工、建材、房地產(chǎn)開發(fā)、建筑等行業(yè)為一體的綜合性股份制民營(yíng)企業(yè)集團(tuán)，是西南地區(qū)首家環(huán)已酮生產(chǎn)基地，首家粗苯加氫生產(chǎn)純苯企業(yè)，四川省首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)、國(guó)家節(jié)能減排示范企業(yè)、環(huán)保治理及綜合利用領(lǐng)先企業(yè);2010年被評(píng)為全省化學(xué)原料及化學(xué)制品制造前10強(qiáng)，最佳效益前10強(qiáng);全省工業(yè)企業(yè)最大規(guī)模前100強(qiáng)，最佳效益200強(qiáng)企業(yè)。

內(nèi)江天科化工有限責(zé)任公司是2001年9月5日由國(guó)家大型一檔企業(yè)四川省威遠(yuǎn)建業(yè)集團(tuán)公司屬轄威遠(yuǎn)冶金化工股份有限公司和科技型上市公司四川天一科技股份有限公司共同投資生產(chǎn)環(huán)已酮的股份制合資公司，總投資約2億元人民幣，是西部地區(qū)唯一生產(chǎn)環(huán)已酮3萬(wàn)噸，石油級(jí)純苯2.5萬(wàn)噸，石油級(jí)甲苯、二甲苯0.5萬(wàn)噸，屬高新環(huán)保企業(yè)。公司采用先進(jìn)的管理體制，機(jī)構(gòu)高效，人員精簡(jiǎn)，總定員188人。其中管理人員18人，占職工總額的9.57%，生產(chǎn)及其輔助生產(chǎn)人員 170人，占職工總額的80.43%。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2010年4月份承接了內(nèi)江天科化工智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，為該項(xiàng)目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是：內(nèi)江天科化工有限責(zé)任公司的低壓配電室。該低壓配電室主要對(duì)環(huán)己酮的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行供電。具體的監(jiān)控點(diǎn)位包括兩個(gè)進(jìn)線、一個(gè)母聯(lián)和7個(gè)低壓配電柜內(nèi)的智能電測(cè)儀表。

1.2 客戶需求

1. 具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、一次接線圖顯示與操作、參數(shù)設(shè)置、事件報(bào)警、曲線及電能分類管理。

2. 實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)的用電狀態(tài)等信息。

3. 故障智能分析、負(fù)荷分析、設(shè)備檔案和電量統(tǒng)計(jì)信息上傳等功能。

4. 提供低壓一次系統(tǒng)圖界面，便于系統(tǒng)維護(hù)通訊狀態(tài)監(jiān)視。

5. 報(bào)警及操作記錄。報(bào)表查詢及打印，用戶權(quán)限管理等。

二 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1 系統(tǒng)的實(shí)用性

系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性。特別是操作性，使具備計(jì)算機(jī)初級(jí)操作水平的管理人員，通過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達(dá)到能完成值班任務(wù)的操作水平。

配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)配置不同于其它的行業(yè)，任何一點(diǎn)的疏忽是巨大的安全隱患，這要求系統(tǒng)中的所有設(shè)備及配件在性能安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，還應(yīng)符合中國(guó)或國(guó)際有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，并可在非理想環(huán)境下有效工作。強(qiáng)大的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和聯(lián)動(dòng)功能，充分保證使用者環(huán)境的安全性。

3 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性

電力系統(tǒng)中的電參量時(shí)刻都處在變化中，超負(fù)荷，不平衡等因素將會(huì)對(duì)配電設(shè)備造成巨大的損害，然而這些因素的產(chǎn)生并不是預(yù)期的，所以對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求非常關(guān)鍵，系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，還應(yīng)對(duì)一些必要的事件具有記錄存儲(chǔ)的功能。

4 系統(tǒng)的穩(wěn)定性

由于電力監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行的系統(tǒng)，肩負(fù)著監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并具有一定的處理事件的功能，所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯得尤為重要。要求系統(tǒng)要有數(shù)年以上市場(chǎng)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，擁有相應(yīng)的客戶群和客戶服務(wù)體系。

5 系統(tǒng)的易維護(hù)性

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的維護(hù)應(yīng)盡量做到簡(jiǎn)單易行。從計(jì)算機(jī)的配置到系統(tǒng)的配置、前端設(shè)備的配置都充分仔細(xì)地考慮了系統(tǒng)可靠性，并實(shí)施了相應(yīng)的認(rèn)證。我們?cè)谧龅较到y(tǒng)故障率最低的同時(shí)，也考慮到即使因?yàn)橐庀氩坏降脑蚨l(fā)生問題時(shí)，保證數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復(fù)，并且保證緊急時(shí)能迅速地打開通道。整個(gè)系統(tǒng)的分層管理保證了網(wǎng)絡(luò)中一旦出現(xiàn)故障，不會(huì)因?yàn)槟巢糠衷O(shè)備的維護(hù)，而停止所有設(shè)備的正常運(yùn)作。

三 設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T13730   《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

DL/T630       《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/T13729   《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB2887        《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

四 項(xiàng)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是由智能測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及計(jì)算機(jī)設(shè)備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項(xiàng)目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同，可采取不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是無(wú)論采取何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò)通訊層——現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層”的分層分布式設(shè)計(jì)思想。這種分層設(shè)計(jì)，符合當(dāng)前通訊體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在每層都能相對(duì)地完成監(jiān)視控制功能，即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的監(jiān)視控制，也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能。現(xiàn)以內(nèi)江天科化工 Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)為例，對(duì)該智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。

Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于內(nèi)江天科化工的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖

圖1 內(nèi)江天科化工系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

五 硬件設(shè)備選型

四川內(nèi)江天科化工主站層位于二層總值班室內(nèi)，電力監(jiān)控系統(tǒng)的站控管理層設(shè)備具體包括：Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)工控機(jī)一套、打印機(jī)、UPS。負(fù)責(zé)將通訊管理層上傳的數(shù)據(jù)解包，進(jìn)行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作、以及整個(gè)變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備的選型主要從兩個(gè)方面考慮，一個(gè)是用戶需求，功能實(shí)現(xiàn)方面;二是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，綜合項(xiàng)目的費(fèi)用來(lái)考慮的。針對(duì)這個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，用戶的需求常規(guī)，軟件功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易;現(xiàn)場(chǎng)情況比較簡(jiǎn)單，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)比較少。所以網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備采用性價(jià)比高的可插入工控機(jī)主板擴(kuò)展插槽的串口擴(kuò)展卡，既能滿足用戶要求，又能減低項(xiàng)目成本。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的選型，在本項(xiàng)目中主要從性價(jià)比考慮。兩路進(jìn)線選擇的是安科瑞生產(chǎn)的ACR220ELK網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測(cè)量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無(wú)功功率，電度、諧波等。出線回路選擇的是安科瑞生產(chǎn)的AMC16—I3多回路監(jiān)控裝置，一個(gè)AMC16—I3多回路監(jiān)控裝置就能實(shí)現(xiàn)對(duì)3個(gè)三相回路的電流的測(cè)量和開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，大大方便了系統(tǒng)的接線、安裝、調(diào)試;節(jié)約了用戶的投資，降低了系統(tǒng)成本。

六 功能實(shí)現(xiàn)

友好的人機(jī)交互界面(HMI)

變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況;龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能;分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。

用戶管理

本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

數(shù)據(jù)采集處理

Acrel- 2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等)，將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因子上下限等)，并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

趨勢(shì)曲線分析

系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析接口，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

報(bào)表管理

系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置;系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

事件記錄和故障報(bào)警

系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

七 結(jié)束語(yǔ)

本文以內(nèi)江天科化工項(xiàng)目中Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于維護(hù)人員明確設(shè)備運(yùn)行狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高工作效率。它以較少的投資，極大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)

1)上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.

2)電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 任致程、周中，中國(guó)電力出版社 2007.4

作者簡(jiǎn)介：楊興媚 (1988-)，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，技術(shù)工程師，主要研究方向?yàn)橹悄茈娏ΡO(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。技術(shù)交流：0510-86189371 傳真：0510-86179975 手機(jī)：18860995115 QQ:2880157875 主頁(yè)：http://eim.acrel.cn