淮亞利

      安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：本文介紹了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在無錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室改造項(xiàng)目中的應(yīng)用。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)分散在無錫電裝阪神汽車部件有限公司廠區(qū)電氣室內(nèi)安裝的19只智能儀表數(shù)據(jù)的采集和上傳，并在值班室進(jìn)行集中控制和用電管理。系統(tǒng)采用組態(tài)軟件作為平臺(tái)，減少了電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視對(duì)人力依賴，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，為無錫電裝阪神汽車部件有限公司生產(chǎn)用電設(shè)備的安全，運(yùn)行和便捷的管理提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 智能配電   電能管理   節(jié)能減排   無錫電裝    汽車部件

概述

      無錫電裝阪神汽車部件有限公司（簡稱DHMW）是由日本汽車系統(tǒng)產(chǎn)品綜合生產(chǎn)商-電裝公司和車用點(diǎn)火線圈生產(chǎn)廠商-阪神電氣公司于2005年3月在江蘇省無錫市合資建成。通過發(fā)揮運(yùn)用兩家公司的強(qiáng)項(xiàng)“產(chǎn)品制造"，提供產(chǎn)品，從而貢獻(xiàn)于持續(xù)發(fā)展的中國汽車產(chǎn)業(yè)。

項(xiàng)目概況

      無錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室改造項(xiàng)目，包括高壓和低壓兩個(gè)部分。其高壓配電系統(tǒng)包括兩路10kV進(jìn)線和兩個(gè)計(jì)量，兩個(gè)電壓互感器柜、兩個(gè)高壓出線柜、一個(gè)聯(lián)絡(luò)柜。高壓部分只監(jiān)控一路10kV出線回路。低壓配電系統(tǒng)包括15個(gè)低壓配電柜，本系統(tǒng)監(jiān)控18路低壓三相四線出線回路。高低壓配電系統(tǒng)置于同一個(gè)電氣室中，監(jiān)控主機(jī)以及通訊機(jī)柜都放置在本電氣室內(nèi)。

用戶需求

      廠區(qū)配電中心為本項(xiàng)目提供一套高、低壓后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，將對(duì)廠區(qū)內(nèi)電氣室中改造安裝的19塊智能電測儀表進(jìn)行集中監(jiān)視。具體監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為：用電量計(jì)量、實(shí)時(shí)測量相電壓、線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率等數(shù)據(jù)，能打印月度用電報(bào)表，并有歷史曲線的查詢（時(shí)間不小于30天）,重要回路需要對(duì)其諧波進(jìn)行測量。各參數(shù)及數(shù)據(jù)通過RS485總線，通過網(wǎng)絡(luò)送至配電中心的電工值班室（后臺(tái)監(jiān)控中心）。

      電能管理組態(tài)軟件應(yīng)具有方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板， 高性能實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；提供的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板。電能管理組態(tài)軟件的運(yùn)行系統(tǒng)由多個(gè)組件組成，包括：VIEW、DB、I/O等組件，所有運(yùn)行系統(tǒng)的組件統(tǒng)一由安科瑞電能管理組態(tài)軟件進(jìn)程管理器管理，既而進(jìn)行啟動(dòng)、停止、監(jiān)視等操作。

設(shè)備選型

      現(xiàn)場設(shè)備位于中低壓變配電現(xiàn)場，具體包括：智能電力儀表等智能監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，并將其發(fā)送給通訊管理層，同時(shí)也作為執(zhí)行單元，執(zhí)行通訊管理層下發(fā)的各類指令。

本項(xiàng)目中的回路分為兩種，一是10kV出線回路，二是低壓出線回路。

      為滿足用戶提出的需求，需給進(jìn)線回路和重要的出線回路配備帶有諧波和全電量測量的三相四線智能電測儀表，經(jīng)權(quán)衡zui終選擇上海安科瑞電氣股份有限公司的ACR230ELH智能電測表，該儀表的功能特點(diǎn)為：

1．全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；

2．四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)；

3．THDu、THDi、2—31次諧波分量；

4．電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓電流不平衡度；

5．電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測量；4DI+3DO ；

6．RS485接口、Modbus-RTU通訊協(xié)議、DL/T645

      普通的低壓三相出線只需測量全電量，所以本項(xiàng)目選擇安科瑞ACR120E即可滿足用戶需求，該儀表的功能特點(diǎn)是：

1．全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）

2．RS485接口、Modbus-RTU通訊協(xié)議

組網(wǎng)配置

功能實(shí)現(xiàn)：

數(shù)據(jù)采集處理

      Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因子、頻率、電能、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，重要回路的諧波棒圖等），將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、諧波棒圖、功率因子上下限等），并對(duì)重要的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

      變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。

圖2模擬一次圖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

圖3諧波棒圖及百分含量

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

一、數(shù)據(jù)庫管理軟件采用主流的、通用的、高性能的的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫和企業(yè)級(jí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理軟件具備開放的、全面的和集成的信息管理方法，具備嚴(yán)格的權(quán)限管理功能，可以按照不同的管理角色設(shè)置不同的操作密碼和口令，授予不同的數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限，提供數(shù)據(jù)庫實(shí)體存取審計(jì)機(jī)制，以便分角色地維護(hù)數(shù)據(jù)庫信息。 

二、數(shù)據(jù)完備和安全是極為關(guān)鍵的，提供多種安全保護(hù)機(jī)制，提供互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，提供從硬盤轉(zhuǎn)移到后端系統(tǒng)過程中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，保障數(shù)據(jù)安全。

三、數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，能夠利用事務(wù)機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動(dòng)備份和記錄數(shù)據(jù)備份日志。提供數(shù)據(jù)修復(fù)技術(shù)，在數(shù)據(jù)庫損壞的情況下能夠及時(shí)修復(fù)數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

四、系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫兩部分，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫處理能力要達(dá)到10萬點(diǎn)/秒以上的吞吐量，在1秒鐘內(nèi)存入所有采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)壓縮比要達(dá)到30：1以上，歷史數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)保存期限不小于10年。

趨勢曲線分析

      系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線分析接口，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)  行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對(duì)監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

圖4歷史及實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線查詢

報(bào)表管理

      系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

圖5電能報(bào)表

圖6全電參量報(bào)表

事件記錄和故障報(bào)警

系統(tǒng)可以設(shè)置在電能質(zhì)量事件發(fā)生時(shí)、測量值越限、設(shè)備狀態(tài)變化時(shí)觸發(fā)報(bào)警。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫面或觸發(fā)必要的操作，同時(shí)可以將報(bào)警信息通過、手機(jī)短信等方式通知相關(guān)人員。

圖7全電參量報(bào)表

用戶管理

本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

結(jié)束語

系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師與無錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室的軟件使用者細(xì)心溝通、精心交流之后，經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，整套電能管理系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果，本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設(shè)備維護(hù)人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段。自該系統(tǒng)投運(yùn)以后，生產(chǎn)管理明顯改善，工廠的生產(chǎn)效率也得到了明顯的提高。軟件功能對(duì)生產(chǎn)管理者來說：其簡單，方便，快捷的滿足了對(duì)員工的管理；對(duì)生產(chǎn)線上的員工來說：其考核規(guī)則是公平、公正的。所以自系統(tǒng)運(yùn)行以來，該軟件得到了公司員工的*。
參考文獻(xiàn)：

1）上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.

2）電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南  任致程、周中，中國電力出版社 2007.4

作者簡介：

淮亞利，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電。