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江蘇某微電子有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2023年02月08日 15:11  

 

摘要:介紹江蘇某微電子有限公司項(xiàng)目,,現(xiàn)場(chǎng)采用智能電力儀表,、采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量,、開關(guān)信號(hào),。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),,通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電間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:配電間;智能電力儀表,;Acrel-2000,;電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0 概述
某微電子股份有限公司是一家專業(yè)從事半導(dǎo)體分立器件,、電力電子器件研發(fā),、制造及銷售的江蘇省高新技術(shù)企業(yè)。本項(xiàng)目為新建廠區(qū)的變配電房監(jiān)控項(xiàng)目?,F(xiàn)場(chǎng)為1個(gè)10KV高壓室,,兩個(gè)低壓配電所,其中1#配電室有4臺(tái)變壓器,,2#配電室有2臺(tái)變壓器,。
本次項(xiàng)目主要涉及江蘇某微電子有限公司項(xiàng)目中的配電房進(jìn)出線內(nèi)的多功能電表,其中值班室置于監(jiān)控值班室,。
 
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(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控,。需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)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,。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(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,,功率趨勢(shì)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(jí)計(jì)量體系提供用能分析依據(jù),。
本技術(shù)條件適用于江蘇某微電子有限公司配電房,。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、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,但不僅于此,,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電房數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求,。
數(shù)據(jù)采集
自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有電量?jī)x表的模擬量數(shù)據(jù),自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(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(jí)管理人員的查詢,,查詢界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對(duì)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(cè),、運(yùn)行記錄及比例,、對(duì)比、對(duì)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(duì)比、對(duì)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(duì)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保護(hù),防止信息的丟失,、失竊和破壞,。
節(jié)能改造及效果評(píng)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(píng)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(dòng)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(chǎng)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(dòng)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)安全性,、可靠性,。
 
2 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)江蘇某微電子有限公司項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)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樓層的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至監(jiān)控主機(jī),,保障了電力監(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(chǎng)設(shè)備層,。

 
現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)43臺(tái)安科瑞多功能計(jì)量?jī)x表通過RS485總線接至配電房的通訊管理機(jī),,通訊管理機(jī)通過光纖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(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,,是人機(jī)交互的直接窗口,。在江蘇某微電子有限公司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ZLAN5443DN工業(yè)串口服務(wù)器兩臺(tái),、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(cè)現(xiàn)場(chǎng)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,很大提高了配電系統(tǒng)的安全性,、可靠性和穩(wěn)定性,達(dá)到了無人值守的目的,。
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(chǎng)連接示意
現(xiàn)場(chǎng)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:

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(cè)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)一次圖
遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,,主要完成對(duì)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(duì)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
事件告警記錄功能,,主要完成對(duì)查詢時(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)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)表查詢一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,。為值班人員提供了準(zhǔn)確可靠的電能報(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)樓配電回路的準(zhǔn)確用電量,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(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(shì)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(shì)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(shì)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,。
 
4 結(jié)束語
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,,工業(yè)項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要,,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在江蘇某微電子有限公司的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電間出線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)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng),。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,,實(shí)時(shí)顯示配電間內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),,對(duì)負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)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)行安全,、可靠,、穩(wěn)定,為工業(yè)項(xiàng)目解決用電問題提供了安全可靠的依據(jù),,取得了較好的企業(yè)效益,。

 

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