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技術(shù)文章

安科瑞電能管理系統(tǒng)在朝陽浪馬輪胎有限公司的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定


    摘要:介紹安科瑞電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表采集動(dòng)力機(jī)房和生產(chǎn)車間配電現(xiàn)場的各種電參量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺(tái),通過電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。


    關(guān)鍵詞:變電所;智能電力儀表;電能管理系統(tǒng);


    概述 

        朝陽浪馬輪胎有限責(zé)任公司坐落于史稱“三燕古都"的遼寧省朝陽市,是全鋼絲載重子午線輪胎制造商,是中國*家引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)全鋼絲子午線輪胎的大型現(xiàn)代化企業(yè)。公司遵循“嚴(yán)格管理、精細(xì)操作、持續(xù)改進(jìn)、不斷向顧客提供滿意的產(chǎn)品和*服務(wù)"的質(zhì)量方針,以實(shí)現(xiàn)用戶滿意為zui終追求目標(biāo),以不斷創(chuàng)新的輪胎產(chǎn)品為核心競爭力。公司系列開發(fā)的輕型、中型、重型卡車輪胎、客車輪胎可滿足國內(nèi)外客戶的個(gè)性化需求,使公司的產(chǎn)品和服務(wù)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)提升。浪馬公司始終秉承“誠信、合作、雙贏"的經(jīng)營理念,追求與顧客共同成長、共同進(jìn)步。經(jīng)過持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新,公司具備了年產(chǎn)全鋼絲載重子午線輪胎100萬套的生產(chǎn)能力,通過實(shí)施品牌戰(zhàn)略,培養(yǎng)和發(fā)展自主品牌,使浪馬公司成為中國全鋼子午胎的企業(yè)。

        本項(xiàng)目新增1#變電所、5#變電所和無人值守變電所三處的配電柜,共計(jì)40個(gè)0.4KV回路需要進(jìn)行監(jiān)測。

    1、客戶需求

        因現(xiàn)場配電柜分布在兩個(gè)車間內(nèi),給用電管理人員帶來了不便,根據(jù)其實(shí)際情況提出以下需求:

        1、本次設(shè)計(jì)、集成的主要目的對分散配電的集中管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

        2、各個(gè)回路的電流越*無法實(shí)時(shí)被管理人員得知,安全用電存在隱患,系統(tǒng)需能實(shí)現(xiàn)聲光告警功能。

        3、需實(shí)時(shí)監(jiān)測主變和直變的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率的波動(dòng)情況。

        4、能夠查看具體某個(gè)回路或幾個(gè)回路每天的用電量,并可通過報(bào)表進(jìn)行對比。

        根據(jù)用戶需求,需要對生產(chǎn)車間和動(dòng)力機(jī)房配電柜進(jìn)行組網(wǎng)并建立電能管理系統(tǒng)(主要是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控),在控制中心值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺(tái),對30個(gè)0.4KV回路實(shí)時(shí)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、分析,以保證用電的安全、可靠和。

        安科瑞電能管理系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控、集中管理。

    2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

        本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層,項(xiàng)目組網(wǎng)圖如下,現(xiàn)場2地點(diǎn)的PZ80L-E4網(wǎng)絡(luò)電力儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場總線連接至串口服務(wù)器,然后通過以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,存儲(chǔ),處理,顯示和上傳如圖(1)所示:


     

    圖(1)電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D


        間隔設(shè)備層主要為:PZ96L-E4多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備分散安裝在3個(gè)變電所的配電柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

        網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

        站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

        建設(shè)完成后的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。

        RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,zui大傳輸距離為1.2km。


    3 、電能管理系統(tǒng)主要功能

    3.1  數(shù)據(jù)采集與處理

        數(shù)據(jù)采集是電能管理的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

        數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到電能管理的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

    3.2  歷史事件

        歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號(hào)記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過歷史事件查看平臺(tái),您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

    3.3  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

        主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。

    3.4  用戶權(quán)限管理

        針對不同級別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號(hào)和權(quán)限的修改。

    3.5  運(yùn)行負(fù)荷曲線

        負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。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;可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線;對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,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。

    3.6  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢

        報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能。

        報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

    4、案例分析

        安科瑞電氣股份有限公司為其選用PZ96L-E4的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

        PZ96L-E4尺寸及詳細(xì)參數(shù)如下圖2所示:


     圖2  PZ96L-E4尺寸



        系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點(diǎn)的通訊狀態(tài),紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常,便于用戶查看各監(jiān)測點(diǎn)通訊狀態(tài),如圖1:

        遙測報(bào)警功能,主要完成對直變和主變負(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,見圖(3)。


    圖(3) 越限報(bào)警信息


        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,用戶可以直接打印報(bào)表,并導(dǎo)出為EXCEL格式如圖(4)所示:


    圖(4) 電能報(bào)表


        參數(shù)抄表功能,主要所有回路的電參數(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。電參數(shù)主要包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率和有功電度。如圖(5)所示。


    圖(5) 參數(shù)抄表

        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,見圖(6)。


    圖(6)電流趨勢曲線圖


        系統(tǒng)可針對不同級別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號(hào)和權(quán)限的修改。

    4、結(jié)束語

        1)本系統(tǒng)于2015年5月完成現(xiàn)場調(diào)試,順利通過用戶驗(yàn)收并投入運(yùn)行,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,至今未出現(xiàn)任何故障,得到用戶好評。

        2)本項(xiàng)目的成功實(shí)施表明:本項(xiàng)目的技術(shù)方案是科學(xué)的、合理的、可行的。

        3)本系統(tǒng)采用對分布式配電的集中監(jiān)控,達(dá)到了預(yù)期的效果,電能管理軟件運(yùn)行界面滿足了用戶需求,并有效降低了設(shè)計(jì)和施工成本。


    作者簡介:淮亞利,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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