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目中的應用。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對分散在無錫電裝阪神汽車部件有限公司廠區(qū)電氣室內安裝的19只智能儀表數(shù)據(jù)的采集和上傳，并在值班室進行集中控制和用電管理。系統(tǒng)采用組態(tài)軟件作為平臺，減少了電力設備狀態(tài)監(jiān)視對人力依賴，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟效益，為無錫電裝阪神汽車部件有限公司生產(chǎn)用電設備的安全，高效運行和便捷的管理提供了科學、準確的依據(jù)。

關鍵詞： 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-電裝公司和車用點火線圈專業(yè)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)揮運用兩家公司的強項“產(chǎn)品制造”，提供優(yōu)質產(chǎn)品，從而貢獻于持續(xù)發(fā)展的中國汽車產(chǎn)業(yè)。

項目概況

      無錫電裝阪神汽車部件有限公司電氣室改造項目，包括高壓和低壓兩個部分。其高壓配電系統(tǒng)包括兩路10kV進線和兩個計量，兩個電壓互感器柜、兩個高壓出線柜、一個聯(lián)絡柜。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)置于同一個電氣室中，監(jiān)控主機以及通訊機柜都放置在本電氣室內。

用戶需求

      廠區(qū)配電中心為本項目提供一套高、低壓后臺監(jiān)控系統(tǒng)，將對廠區(qū)內電氣室中改造安裝的19塊智能電測儀表進行集中監(jiān)視。具體監(jiān)控數(shù)據(jù)為：用電量計量、實時測量相電壓、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)，能打印月度用電報表，并有歷史曲線的查詢（時間不小于30天）,重要回路需要對其諧波進行測量。各參數(shù)及數(shù)據(jù)通過RS485總線，通過網(wǎng)絡送至配電中心的電工值班室（后臺監(jiān)控中心）。

      電能管理組態(tài)軟件應具有方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板， 高性能實時、歷史數(shù)據(jù)庫，支持報警、事件網(wǎng)絡數(shù)據(jù)斷線存儲，恢復功能；提供的報表操作函數(shù)集、支持復雜腳本控制，包括：腳本調用和事件腳本，可以提供報表設計器，可以設計多套報表模板。電能管理組態(tài)軟件的運行系統(tǒng)由多個組件組成，包括：VIEW、DB、I/O等組件，所有運行系統(tǒng)的組件統(tǒng)一由安科瑞電能管理組態(tài)軟件進程管理器管理，既而進行啟動、停止、監(jiān)視等操作。

設備選型

      現(xiàn)場設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)控設備，負責采集電力現(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)權衡最終選擇上海安科瑞電氣股份有限公司的ACR230ELH智能電測表，該儀表的功能特點為：

1．全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；

2．四象限電能計量、復費率電能累計；

3．THDu、THDi、2—31次諧波分量；

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

5．電網(wǎng)電壓電流正、負、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，所以本項目選擇安科瑞ACR120E即可滿足用戶需求，該儀表的功能特點是：

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

序號	柜號	回路名稱	地址	儀表	串口
1	AH03	10kV出線	1	ACR230	COM5
2	AA15	p-預熱/恒溫槽	21	ACR120	COM4
3	AA13	P-耐久2	22	ACR120
4	AA13	P-耐久1	23	ACR120
5	AA13	新增生產(chǎn)線電源	24	ACR120
6	AA11	新增成型機	25	ACR120
7	AA4	P-硬化爐	11	ACR120	COM3
8	AA4	P-注型	12	ACR120
9	AA5	P-1次成型	13	ACR120
10	AA6	P-2次成型	14	ACR120
11	AA7	FDP-Copressor	15	ACR120
12	AA7	P-注型、硬化	16	ACR120
13	AA8	LRP-Factory1	17	ACR120
14	AA8	FDP-K1	18	ACR120
15	AA8	注入車間新增空調電源	19	ACR120
16	AA8	LRP-Factory2	20	ACR120
17	AA8	LRP-Factory3	21	ACR120
18	AA8	LRP-Factory4	22	ACR120
19	AA9	FDP-K2	23	ACR120

功能實現(xiàn)：

數(shù)據(jù)采集處理

      Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設備的各電參量及開關量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因子、頻率、電能、開關位置、設備運行狀態(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)計計算生成新的直觀數(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），并對重要的信息進行數(shù)據(jù)庫存儲。

實時數(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)絡的接線情況。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(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交互接口并實時刷新。

圖2模擬一次圖實時數(shù)據(jù)顯示

圖3諧波棒圖及百分含量

數(shù)據(jù)存儲

一、數(shù)據(jù)庫管理軟件采用主流的、通用的、高性能的專業(yè)的實時/歷史數(shù)據(jù)庫和企業(yè)級關系數(shù)據(jù)庫相結合的方式保存數(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，具備嚴格的權限管理功能，可以按照不同的管理角色設置不同的操作密碼和口令，授予不同的數(shù)據(jù)庫訪問權限，提供數(shù)據(jù)庫實體存取審計機制，以便分角色地維護數(shù)據(jù)庫信息。 

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

三、數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)保護技術，能夠利用事務機制對數(shù)據(jù)庫進行自動備份和記錄數(shù)據(jù)備份日志。提供數(shù)據(jù)修復技術，在數(shù)據(jù)庫損壞的情況下能夠及時修復數(shù)據(jù)，保持數(shù)據(jù)的完整性。

四、系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫兩部分，實時/歷史數(shù)據(jù)庫處理能力要達到10萬點/秒以上的吞吐量，在1秒鐘內存入所有采集點的數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)庫的存儲壓縮比要達到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)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析接口，通過調用相關回路實時曲線接口分析該回路當前的負荷運  行狀況。如通過調用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡進行質量分析。

圖4歷史及實時負荷曲線查詢

報表管理

      系統(tǒng)具有標準的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的時、日、月、年度報表，根據(jù)復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設置；系統(tǒng)設計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。

圖5電能報表

圖6全電參量報表

事件記錄和故障報警

系統(tǒng)可以設置在電能質量事件發(fā)生時、測量值越限、設備狀態(tài)變化時觸發(fā)報警。系統(tǒng)報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面或觸發(fā)必要的操作，同時可以將報警信息通過email、手機短信等方式通知相關人員。

圖7全電參量報表

用戶管理

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

結束語

系統(tǒng)設計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心溝通、精心交流之后，經(jīng)過科學的設計、安裝和調試，整套電能管理系統(tǒng)達到了預期的效果，本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設備維護人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段。自該系統(tǒng)投運以后，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。軟件功能對生產(chǎn)管理者來說：其簡單，方便，快捷的滿足了對員工的管理；對生產(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)運行以來，該軟件得到了公司員工的一致好評。
參考文獻：

1）上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2010.08版.

2）電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南  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，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電。