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1、上海东冠纸业电能管理系统的设计与应用董建锋上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801摘要本文介绍了一种电能管理系统的设计、系统构成以及系统的功能，Acrel-3000组态软件可以实现对现场设备的系统集成，数据的采集、传输以及存储，从而实现对工厂用电数据统计及分析。系统实现远程精细化和实时性数据采集，避免人工采集数据的偏差，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。关键词：电能管理；系统集成；安科瑞；东冠纸业；应用0 引言随着工业现代化程度的不断提供，对工厂供配电系统的可靠性、安全性和连续性的要求越来越高，以PC硬件和组态软件为代表的计算机技术已在我国各个行业得到广泛应用。
2、目前工厂供电系统计算机应用主要体现在对工厂内部用电进行分析对比，方便管理层根据数据决策。针对以上问题和现状，本课题提出了利用安科瑞公司网络电能管理仪表和Acrel-3000组态软件研制了一套适用于工厂的高、低压配电的集中监控系统。该课题的研究和实施，可实现工厂高压变电所的用电数据集中管理。对于提高供电系统的可靠性和经济运行指标，促进供电系统管理的科学化、现代化，有着非常重要的现实意义。1项目概况上海东冠纸业有限公司电能管理系统是主要针对改厂区配电系统进行改造，改造的范围包括高压配电间部分回路及1-4号车间的配电回路，对回路电参量进行监测，强调对电度的计量及分析，为厂区内部考核提供依据。2用户需
3、求根据现场实际情况，上海东冠纸业配电管理部，提出以下系统需求：1、现场仪表必须实现实时显示功能：电压、电流、功率、功率因数、频率及电度等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示。2、现场数据报表需满足自动生成日、周、月报表，并具有导出打印功能。3、对各配电回路的电流具有趋势曲线功能。4、可以对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况。3设计方案根据现场要求，安科瑞电气股份有限公司为上海东冠纸业有限公司设计了Acrel-3000电能管理软件，下面针对Acrel-3000电能管理软件参数做具体说明。3.1 Acrel-3000设计参照标准上海东冠纸业有限公司
4、电能管理系统以现行国家及电力行业的有效标准为依据，其中国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。系统的设计满足以下所列制造和试验标准： ISO/IEC11801国际综合布线标准 JGJ/T 16-92民用建筑电气设计规范 GB/J63-90电力装置的电测量仪表装置设计规范 GA/T70-94中华人民共和国公共安全行业标准 GB/T13730地区电网数据采集与监控系统通用技术条件 GBJ63-93电力装置电测量仪表装置设计规程 GB2887计算站场地技术要求 GB/50198-94监控系统工程技术规范3.2网络结构拓扑图1、 高压配电间内我司智能仪表ACR22
5、0EL共28台，采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机，进行数据的集中采集；2车间及3车间内我司智能仪表ACR220EL共11台，采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机；1车间内我司智能仪表ACR220EL共5台，采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机，进行数据的集中采集；4车间内我司智能仪表ACR220EL共3台，采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机，进行数据的集中采集；通讯线缆均采取屏蔽线接地，防止强电信号干扰，末端加装120欧电阻，增强线路信号，保障了数据传输的实时性。2、 以上我司智能仪表ACR220EL均采用MODBUS-RTU通讯协议进行数据上传，其中数据传输波特率为9600 bit/s上位机采
6、用TCP/IP通讯协议进行数据采集。4 系统变更在系统调试阶段，业主要求，为了更好的方便管理车间内的能耗数据，希望我司将采集到得数据上传至车间内原有的ERP系统内。我司根据客户的实际要求，对原有软件方案进行变更，将我司数据库的数据上传至SQL数据库中，定时(默认15分钟1次)上传至ERP系统，可把能耗量和产值进行对比，方便了工厂内部考核指标的定制。具体数据转储对应表格如下图所示：数据转储对应表格数据转储对应表格序号回路名称安装位置N所属部门序号回路名称安装位置N所属部门OCP1#机OCP4#机1高浓碎浆机310KW1AA21-Aa51#车间1二车间空压机3#MCC柜C72#车间北21-11浆池
7、A1AA22-Ab171#车间2二车间空压机4#MCC柜C82#车间北31-11浆池B1AA22-Bb181#车间3OCP4#碎浆机1AA15-BB72#车间北4疏解机及其他1AA25-Db221#车间44MCC 1L14MCC 1L1C62#车间北5疏解机及压力筛1AA25-Eb231#车间54MCC 1L54MCC 1L5C92#车间北6低浓水力碎浆机1AA26-Db261#车间7纸机传动1AA13-Ab11#车间OCP5#机8热风气罩1AA13-Bb21#车间1三车间5#空压机MCC柜C33#车间南9流送系统11AA14-Cb51#车间25MCC 1L15MCC 1L1C43#车间南10
8、真空泵1#1AA14-Ab31#车间35MCC 1L55MCC 1L5C53#车间南11真空泵2#1AA15-Db81#车间12流送系统21AA15-Eb91#车间OCP6#机13双盘磨1#1AA16-Cb121#车间16MCC 1L56MCC 1L5C13#车间北14双盘磨2#1AA16-Db131#车间26MCC 1L16MCC 1L1C215流送系统31AA16-Eb141#车间公用部分OCP2#机1上水处理1AA26-AB24水处理1制浆机1P1MCC柜A71#车间南2污水处理1AA25-BB20水处理2打浆机3P1MCC柜A61#车间南3污水处理1AA22-CB19水处理3制浆机2P
9、1MCC柜A81#车间南4锅炉房1AA21-BB16锅炉房4OCP2#国产磨盘1AA21-AB151#车间南5站用电1AA36-AB27站用电5OCP2#稀释水泵5#变压器B281#车间南6综合楼1AA26-BB257仓库照明1AA15-AB6OCP3#机8成品仓库1AA25-CB211OCP3#碎浆机1AA16-BB112#车间南2二车间动力箱1AA16-AB102#车间南OCP7#机33MCC 2L13MCC 2L1C102#车间南11P1 电源进线1P1A143MCC 2L53MCC 2L5C112#车间南22P1 电源进线2P1A233P1 电源进线3P1A35系统功能根据现场对系统需
10、求，安科瑞电气股份有限公司针对性的对该项目系统界面及功能进行了设计，具体显示界面如下：5.1 系统主界面配电示意界面：以一次图形式直观动态显示电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息，满足了现场需求。5.2 报表统计系统采集的有功电度数据，按照回路名称的不同自动生成报表并有报表打印功能，可对某一回路某一时间段内的用电量进行查询与打印，同时这些报表也能以Excel的格式导出。实时报表历史报表5.3 趋势曲线曲线趋势：实现了用户所要求的通过对各配电回路的电流绘制趋势曲线，分析该回路配电运行状况。曲线中可对测量数据量程进行设置，方便查看，曲线还可设置开始时间和时间间隔，方便用户进行任意时间的曲线查
11、看。5.4事件报警事件报警：越限报警内容，报警数值，值班人员以及动作类型和时间，同时对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况。如下图所示，可以自动记录事件发生的时间和回路名称，以便用户查询，追忆故障原因。5.5通讯状态系统监控现场所有点的通讯状态，红色绿色分别代表仪表通讯正常和异常，便于用户查看各监测点通讯状态。6运行效果1、 实时性：项目实施前现场数据主要靠人工抄录，1天2次，各回路时间不统一，可对性差；项目实施后后台实时采集，50ms一次，可比性强。2、 存储管理：项目实施前纸质记录，查询时翻箱倒柜，年久易失，数据日期管理复杂；项目实施后计算机存储，数
12、据可存储10年以上，查询速度快，只需鼠标一点，迅速准确。3、 整体分析：项目实施前各个时段用电量以及各个回路用电横向和竖向无法对比；项目实施后通过曲线分析，三相用电的调配相对均衡。4、 数据安全：项目实施前分散管理，手工定时备份，对连续数据备份不准确；项目实施后同步集中管理，系统自动即时备份。5、 负荷调整：项目实施前调整三相回路负荷平衡比较困难；项目实施后实时管理分配各个回路电流任务，使三相电流平衡，日志记录。6结束语在电能管理系统中配置网络电力仪表，具有实施简明，投资少等显著优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析车间能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。参考文献：1.任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南M. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4作者简介：董建锋（1984），男，汉族，本科，工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统邮箱：ACREL006VIP；021-69158309第 1 页 共 7 页
