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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

更新時間: 2021-03-17  點(diǎn)擊次數(shù): 497次

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

關(guān)鍵詞:工廠;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)場采集箱分別安裝于配電室301和配電室302內(nèi)。現(xiàn)場設(shè)備DTSD1352電能表通過RS485/MODBUS-RTU總線方式,采用屏蔽雙絞線接入數(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)與分析及對危險源實(shí)時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率及電能等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時檢測報警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間。
數(shù)據(jù)采集
       自動采集現(xiàn)場所有多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時采集、自動周期采集(定時采集)可配置周期(1分鐘~24小時)。
支持多線程處理機(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時顯示采用配電柜主接線圖直觀顯示模式,各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數(shù)據(jù)查詢與展示
       要求能方便實(shí)現(xiàn)各級管理人員的查詢,查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。
數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限,分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權(quán)限管理
        要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限,能授權(quán)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。
故障報警
       故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,方便用戶查詢,工作人員可隨時掌握各配電回路的實(shí)時運(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)場實(shí)際情況,采用屏蔽雙絞線分別連接到車間采集箱內(nèi)的串口服務(wù)器,串口服務(wù)器再通過設(shè)備網(wǎng)接至監(jiān)控室操作臺內(nèi)的通訊管理機(jī)上,保障了車間配電系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時性。如下圖所示:

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1)站控管理層
      站控管理層針對電能管理系統(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網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場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,極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無人值守的目的。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
        現(xiàn)場設(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)備通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入串口服務(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。
低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意
        現(xiàn)場低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接,電力儀表25只以內(nèi)。具體連接示意圖如下所示:

 

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3  系統(tǒng)功能
       配電所實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時監(jiān)測車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,主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間,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,主要對配電柜各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。

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  電參量報表

用電量報表功能,可選擇時間段進(jìn)行查詢,支持任意時間段分回路的電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置

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 電能報表

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),同時監(jiān)測間隔層設(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)荷曲線界面,可以查詢各個回路的歷史功率負(fù)荷曲線。如下圖所示:

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    負(fù)荷曲線圖


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

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4  結(jié)束語
       在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,工廠配電安全性至關(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)對配電所供配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時顯示車間各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),負(fù)載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示,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. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(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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