安科瑞 張徐榕

摘要：隨著電力工業的快速發展和對工業企業節能減排的力度加大，企業用電成本已成為衡量現代化高效率工廠的重要指標。電力監控軟件的應用大大提高了企業用電的效率和管理水平，本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-2000電力監控系統在浙江大橋油漆有限公司35000噸/年環保型涂料樹脂研發生產項目的應用，系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化用電管理。
關鍵詞：企業；電力監控系統；油漆；工業廠房

1   項目概述及建設目標
  浙江大橋油漆有限公司浙江大橋油漆有限公司原名杭州油漆有限公司，始建于1958年，是全國涂料行業重點生產企業，*企業，中國涂料工業協會副會長單位，浙江省涂料協會會長單位。本項目新增配電系統包括10kV/0.4kV配電系統，并設置一套電力監控后臺，實現對動力車間高低壓配電系統的實時監控
  整個項目在供配電系統在一次系統的設計上已經很好的保證了企業供電可靠性，但是還需要對供電系統進行實時的監控以及用電管理，這樣才能對供電系統可能存在的安全隱患和重要設備運行狀況有清楚、及時的了解，同時指導各用電設備合理高效用電，為建設綠色廠區打下堅實的基礎。企業配電系統運行維護人員對供配電系統要求有以下幾點：
  提高供電系統的安全可靠性并長期保持，確保重要場所供電的連續性；
  實時掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障；
  減少系統線損，提高功率因數；
  對各部門、各區域用電情況及時掌握，并能給出指導性意見
  提高供配電系統自動化和運行效率，節省人力

2   電力監控系統的設計
  在監控管理系統的設計中，充分考慮了企業自身特性，以及用電系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇管理設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時也有利于系統功能的實現，自動化電力監控軟件需要簡單易操作且符合相關規范標準。
2.1 電力監控設備的選擇
  對供電安全可靠性要求包括對供電系統實時的了解、對故障快速的反應和對意外停電能在極短的時間內恢復供電，因此需要對10kV配電回路配置微機保護裝置，實時監控10kV回路的運行狀況，并且在40ms內對發生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應，通過聲光告警信號或直接切除嚴重故障點，避免事故發生和已發生的事故范圍擴大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設備的運行狀況，比如開關開斷次數統計、變壓器溫度等等設備信息，建立設備維護維修檔案，避免因為設備故障導致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設備用電信息；通過無功補償控制器，實時監控供配電系統功率因數，當系統功率因數降低時通過自動投電容器來進行就地無功補償。
2.2 電力監控系統網絡構成
  系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網絡層和現場控制層。系統使用高可靠性工業控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。
  監控層包括工程師站和遠動通信站，包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監控軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取通訊管理機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。監控層設置于配電室值班室，作為整個廠區的電力監控中心。
  通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

2.3 主要設計參考標準
  GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》
  DL/T 5430-2009   《無人值班變電站遠方監控中心設計技術規程》
  GB/T 50063-2008  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
  《電網公司十八項電網重大反事故措施》
  DL 448-91       《電能計量裝置管理規程》
  ISO/IEC11801      《綜合布線標準》
2.4 電力監控系統軟件功能設計
  系統依據客戶實際需求進行設計，并實現了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。
  數據的采集與處理
  通過智能儀表以技術手段實現自動化全實時、高密度的實時用電信息監測，包括計算有功、無功、電流、電壓、總負荷、變壓器負荷率、功率、功率因數等，同時對電能進行合理的管控和預警，及時發現并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

  電能分項、分支路、分區域計量
  將用電（照明插座、動力等）消耗進行分項統計，分項報表的實現幫助用戶對各分項用電消耗了如指掌；統計各區域、各班組、各回路電能消耗，準確定位用電消耗大戶，制定節能績效考核制度，推動節能降耗的真正有效執行。為用能重點設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。
  用電管理及計量體系的搭建
  為了實現對浙江大橋油漆廠區各用電回路用電量的監管，系統設計了用電管理報表，系統通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同。按照計量體系搭建原則，自動生成日報表、月報表和年報表，將各進線回路與出線回路電能消耗量在同一張報表中體現出來，并計算出線回路用電量之和，出線回路與進線回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標）等，幫助用戶及時發現這種非正常用電問題。
  同時電能管理系統可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢，可以幫助后勤管理部門建立有效的用能管理考核制度。通過系統的建設和制度的建立，使各部門辦公、生產人員節能意識大大提高，有效的節約了企業管理辦公能源消耗。

3 供配電設計中應用電能管理系統的意義
  綜上所述，電力監控系統幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電力監控系統能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監控系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態,并能迅速傳遞出操作指令，由于監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現，因此，不同的電力監控系統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精準的進行傳輸。另一方面，在建筑、企業配電系統設計中運用電力監控系統，應該根據實際情況選擇監控設備。
   在工業企業等場所設置電力監控系統，可以實現對企業內電能計量分項、分支、分區域管理，不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示企業各個配電回路的運作狀態，當企業電力系統的負載越標時，電力監控系統能夠迅速報警，發出語音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析企業各部分的用電狀況，使企業的用電活動更加安全。