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Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在無錫卡特彼勒研發(fā)的應(yīng)用

更新時(shí)間:2018-08-03 點(diǎn)擊次數(shù): 1238次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介紹無錫卡特彼勒,采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)樓層配電箱配電回路及配電房回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

 

關(guān)鍵詞:卡特彼勒;配電箱;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng); 

 

0概述 

 

  卡特彼勒技術(shù)研發(fā)(中)有限公司(“卡特彼勒中研發(fā)”)成立于2005年,總部位于江蘇省無錫市,在無錫和青島設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。其中,總部占地面積為31,290平方米,建筑面積25,000平方米。

本次項(xiàng)目主要涉及無錫卡特彼勒研發(fā)其中的的配電房以及樓層配電箱內(nèi)的多功能電表以及導(dǎo)軌計(jì)量表,其中值班室置于配電房值班室。

 

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(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對項(xiàng)目現(xiàn)場的樓層配電箱等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時(shí)檢測報(bào)警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間,方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改,建立電能多級計(jì)量體系提供用能分析依據(jù)。

  本技術(shù)條件適用于卡特彼勒研發(fā)的配電房及樓層配電箱。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,但不于此,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對樓層配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集

  自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù),自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

  支持實(shí)時(shí)采集、自動周期采集(定時(shí)采集)可配置周期(1分鐘~24小時(shí))。

  支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn),異常數(shù)據(jù)自動處理。

  支持多線程處理機(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

  數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電箱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)分析與處理

  數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能:

  各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。

  各設(shè)備的用電負(fù)荷(有功、無功)大、小、平均值計(jì)算。

  統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量(有功、無功)。

數(shù)據(jù)查詢與展示

  要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和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和對比分析,各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)表等多種圖表方式直觀的展示功能。

  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。

  操作層具備用能分析、累計(jì)用量、實(shí)時(shí)監(jiān)測、運(yùn)行記錄及比例、對比、對標(biāo)分析等功能。

  管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、分類分項(xiàng)的對比、對標(biāo)分析等功能。

  決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。

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。

節(jié)能改造及效果評估

  要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。

參數(shù)設(shè)置

  可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護(hù)整定值。

  故障判斷與報(bào)警具有故障自動判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場采集模塊通訊故障,與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)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(shí)掌握變配電站實(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)性、可靠性。

 

2  系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)無錫卡特彼勒研發(fā)的現(xiàn)場實(shí)際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至配電房及樓層的對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至開閉所的監(jiān)控主機(jī),保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

 

現(xiàn)場共計(jì)76只PZ72L-E4/C、46只PZ96L-E4/C和16只DTSD1352-C分為8條RS485總線接至配電房的串口服務(wù)器,串口服務(wù)器通過網(wǎng)線拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

1)站控管理層

  站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在無錫卡特彼勒研發(fā)工程中主要指置于配電房的監(jiān)控主機(jī)。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由N2S08-485I-ETS工業(yè)串口服務(wù)器臺、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(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,主要由智能儀表組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場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,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器,進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:

 配電房進(jìn)出線回路采用PZ系列多功能液晶顯示儀表,樓層配電箱回路采用DTSD1352/C導(dǎo)軌計(jì)量表,能夠測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

 

3  系統(tǒng)功能

  變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時(shí)監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示:

系統(tǒng)次圖

 

  遙信和遙測報(bào)警功能,主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能,如下圖所示:

報(bào)警功能歷史查詢

 

  參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢科大廈樓層配電箱進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)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

電參數(shù)抄表

 

  用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)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,顯示辦公樓實(shí)驗(yàn)樓配電回路的用電量,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示:

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,綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

 

  負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示:

趨勢曲線圖

 

4  結(jié)束語

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,大型工廠項(xiàng)目的配電性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在無錫卡特彼勒研發(fā)項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對配電房進(jìn)出線回路及樓層配電箱供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示樓層配電箱內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、語音提示,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運(yùn)行、可靠、穩(wěn)定,為商業(yè)廣場項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。

 

參考文獻(xiàn):

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》, 任致程、周中,中電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》,高士宏,科技風(fēng)

[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計(jì)》,姚強(qiáng),科技天地

 

作者簡介:劉細(xì)鳳,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

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