赫邦化工項目電能管理系統的研究與應用

摘要：采用多功能電力儀表采集車(chē)間配電柜內電參量數據。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)光纖組網(wǎng)并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現車(chē)間內配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：工廠(chǎng)；配電柜 ;Acrel-3000;電能管理系統;

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0概述 
      本項目為赫邦化工項目電能管理系統改造項目，監控主機位于主站配電值班室內，現場(chǎng)采集箱分別安裝于配電室301和配電室302內?，F場(chǎng)設備DTSD1352電能表通過(guò)RS485/MODBUS-RTU總線(xiàn)方式，采用屏蔽雙絞線(xiàn)接入數據采集終端，數據采集終端把數據轉換成以太網(wǎng)后，通過(guò)光纖組網(wǎng)進(jìn)入站控層。
1需求分析
      為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對現場(chǎng)的配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率及電能等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。
數據采集
       自動(dòng)采集現場(chǎng)所有多功能儀表的模擬量數據。
支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。
支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。
數據實(shí)時(shí)顯示采用配電柜主接線(xiàn)圖直觀(guān)顯示模式，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。
數據查詢(xún)與展示
       要求能方便實(shí)現各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)。
數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權限管理
        要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。
系統要求具備合理完善的用戶(hù)安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。
故障報警
       故障判斷與報警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括開(kāi)關(guān)故障，電壓、電流超限，現場(chǎng)微機保護與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握各配電回路的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。
2  系統方案
      安科瑞Acrel-3000系統根據赫邦化工現場(chǎng)實(shí)際情況，采用屏蔽雙絞線(xiàn)分別連接到車(chē)間采集箱內的串口服務(wù)器，串口服務(wù)器再通過(guò)設備網(wǎng)接至監控室操作臺內的通訊管理機上，保障了車(chē)間配電系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

1）站控管理層
      站控管理層針對電能管理系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在赫邦化工項目中主要指置于監控室的監控主機。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層
       通訊層主要是由以總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成?？偩€(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現現場(chǎng)多功能儀表等與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無(wú)人值守的目的。
3）現場(chǎng)設備層
        現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由配電柜的多功能電力儀表組成，智能設備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入串口服務(wù)器，再經(jīng)設備網(wǎng)與監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程監測。
低壓電力儀表現場(chǎng)連接示意
        現場(chǎng)低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接，電力儀表25只以?xún)?。具體連接示意圖如下所示：

3  系統功能
       配電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測車(chē)間所有配電回路的運行狀態(tài)。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路配電柜回路的運行參數和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率等。

 低壓一次圖

事件告警記錄功能，主要完成對查詢(xún)時(shí)間段內出現的報警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據并且分析事故發(fā)生的原因。
       參數抄表功能，主要對配電柜各回路的電參數進(jìn)行查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。

  電參量報表

用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段分回路的電度累計查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示，用戶(hù)可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置

 電能報表

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

  通訊結構示意圖

 負荷曲線(xiàn)界面，可以查詢(xún)各個(gè)回路的歷史功率負荷曲線(xiàn)。如下圖所示：

    負荷曲線(xiàn)圖

        電流上限報警值設置，可以自由設置各個(gè)回路每相電流的上限值，當回路的運行電流超過(guò)設定值時(shí)，彈出報警提示。
權限管理，可以給不同的用戶(hù)設置不同的權限，防止越權操作。

4  結束語(yǔ)
       在當今配電設施的應用中，工廠(chǎng)配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在赫邦化工項目的應用，可以實(shí)現對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示車(chē)間各配電回路的運行狀態(tài)，負載越限具有彈出報警對話(huà)框、報警聲音提示，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了工業(yè)建筑的用電可靠度。

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
[2].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10