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    赫邦化工項(xiàng)目電能管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

    更新時(shí)間:2021-03-16點(diǎn)擊次數(shù):597

    摘要:采用多功能電力儀表采集車(chē)間配電柜內(nèi)電參量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)光纖組網(wǎng)并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車(chē)間內(nèi)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

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

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    0概述 
          本項(xiàng)目為赫邦化工項(xiàng)目電能管理系統(tǒng)改造項(xiàng)目,監(jiān)控主機(jī)位于主站配電值班室內(nèi),現(xiàn)場(chǎng)采集箱分別安裝于配電室301和配電室302內(nèi)?,F(xiàn)場(chǎng)設(shè)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(shù)據(jù)采集終端,數(shù)據(jù)采集終端把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率及電能等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)測(cè)參數(shù)異常,能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)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(jié)省了人力物力,電流趨勢(shì)曲線(xiàn)功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。
    數(shù)據(jù)采集
           自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)。
    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(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
    數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電柜主接線(xiàn)圖直觀顯示模式,各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見(jiàn)。
    數(shù)據(jù)查詢(xún)與展示
           要求能方便實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理人員的查詢(xún),查詢(xún)界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)。
    數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權(quán)限,分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
    權(quán)限管理
            要求對(duì)不同用戶(hù)賦予不同角色的權(quán)限,能到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
    系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶(hù)安全控制機(jī)制,能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù),防止信息的丟失、失竊和破壞。
    故障報(bào)警
           故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類(lèi)型包括開(kāi)關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),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(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理,提高變配電的管理效率,提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。
    2  系統(tǒng)方案
          安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)赫邦化工現(xiàn)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(nèi)的串口服務(wù)器,串口服務(wù)器再通過(guò)設(shè)備網(wǎng)接至監(jiān)控室操作臺(tái)內(nèi)的通訊管理機(jī)上,保障了車(chē)間配電系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示:

    image.png

    1)站控管理層
          站控管理層針對(duì)電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在赫邦化工項(xiàng)目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。
    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(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多功能儀表等與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,*提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。
    3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
            現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由配電柜的多功能電力儀表組成,智能設(shè)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(shè)備網(wǎng)與監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
    低壓電力儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意
            現(xiàn)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)?nèi)。具體連接示意圖如下所示:

     

    1614761282718783.png@520w_520h_90Q

    3  系統(tǒng)功能
           配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫(huà)面,主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)間所有配電回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路配電柜回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等。

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     低壓一次圖

    事件告警記錄功能,主要完成對(duì)查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間,為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。
           參數(shù)抄表功能,主要對(duì)配電柜各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。

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      電參量報(bào)表

    用電量報(bào)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(jì)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)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(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置

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     電能報(bào)表

    系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊異常。

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      通訊結(jié)構(gòu)示意圖


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

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        負(fù)荷曲線(xiàn)圖


            電流上限報(bào)警值設(shè)置,可以自由設(shè)置各個(gè)回路每相電流的上限值,當(dāng)回路的運(yùn)行電流超過(guò)設(shè)定值時(shí),彈出報(bào)警提示。
    權(quán)限管理,可以給不同的用戶(hù)設(shè)置不同的權(quán)限,防止越權(quán)操作。

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    4  結(jié)束語(yǔ)
           在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)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(tǒng)在赫邦化工項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示車(chē)間各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話(huà)框、報(bào)警聲音提示,該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,保證了工業(yè)建筑的用電可靠度。

    參考文獻(xiàn):
    [1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4
    [2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

     

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