電能管理系統(tǒng)在西安伊利泰普克飲品有限公司的應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

1.項(xiàng)目概況

       西安伊利泰普克飲品有限公司位于西安臨潼區(qū)新豐工貿(mào)小區(qū)。本次配電房改造共設(shè)置了一間10KV高壓配電室和兩間低壓配電室，高低壓配電室互為隔壁，同時(shí)值班室也位于高低壓配電室隔壁。其中高壓配電室有11面10KV高壓柜；1#低壓配電室共有低壓柜27面；2#低壓共有低壓柜7面。

2.搭建系統(tǒng)的意義

       電能作為企業(yè)主要的能源消耗，很多管理者對(duì)電的概念還停留在每個(gè)月擺在自己面前的一張電費(fèi)單——每月會(huì)交多少錢的電費(fèi)；對(duì)電的管理也于安排電工每天到各個(gè)配電回路抄抄表上的電流、電壓及電度值，巡查各個(gè)回路有沒(méi)有發(fā)生跳閘，僅僅只是保證企業(yè)內(nèi)部的正常用電。

       企業(yè)每月電費(fèi)支出幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)元，這些電具體用在了哪里，電費(fèi)支出是否合理，是否有節(jié)能空間；在產(chǎn)能差不多的情況下，電費(fèi)卻較上月明顯增多；公司生產(chǎn)規(guī)模沒(méi)有擴(kuò)容，原來(lái)的幾臺(tái)變壓器供電一直沒(méi)問(wèn)題，為什么設(shè)備主管近一直吵著變壓器負(fù)荷不夠，要增加變壓器；變壓器運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)見(jiàn)什么異常，怎么會(huì)爆掉了；電費(fèi)單中怎么還有超需量或者功率因數(shù)過(guò)低的罰款項(xiàng)；生產(chǎn)用電機(jī)設(shè)備經(jīng)常損壞需要維修，如何能有效減少損壞頻率；意外斷電影響生產(chǎn)，難以及時(shí)排除故障恢復(fù)供電；配電系統(tǒng)年代久遠(yuǎn)，配電線路多次改造，只知道大概走向，具體如何分配誰(shuí)也說(shuō)不清；人工抄表、復(fù)費(fèi)率電價(jià)統(tǒng)計(jì)工作量大，存在人為誤差；同時(shí)抄表人員與強(qiáng)電接觸、或登高作業(yè)存在安全隱患。

       此上種種都是在用電管理的過(guò)程中或多或少會(huì)遇到的問(wèn)題，如何解決這些問(wèn)題就顯得尤為重要。單純的人工以及無(wú)法滿足，因此需要針對(duì)此項(xiàng)目搭建起計(jì)量體系，通過(guò)自動(dòng)化實(shí)時(shí)集抄，為配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行提供保障，設(shè)備發(fā)生故障（變壓器過(guò)負(fù)荷、接地短路、過(guò)溫）提前預(yù)警，提示值班人員及時(shí)排除故障，或快速定位跳閘原因，及時(shí)恢復(fù)供電；以數(shù)據(jù)為依據(jù)為后續(xù)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)管理模式的改進(jìn)，針對(duì)部門建立有效數(shù)據(jù)考核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

3.具體措施

       通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加裝智能設(shè)備及對(duì)原有帶通訊設(shè)備接入，以達(dá)到整體監(jiān)控效果，接入設(shè)備如下圖所示。

       現(xiàn)場(chǎng)共有一間10KV高壓配電室，兩間低壓配電室以及四間變壓器室和一間電容柜室，其中2#廠房變配電室。值班室位于高低壓配電室隔壁，因此只需在值班室內(nèi)配置兩臺(tái)型號(hào)為Anet-2E8S1的通訊管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，10臺(tái)微機(jī)綜保、9只高壓多功能高壓儀表、11只溫濕度控制器、1臺(tái)直流屏控制器、5臺(tái)變壓器溫控儀、54臺(tái)多功能通過(guò)雙絞線以手拉手方式進(jìn)行通訊連接至通訊管理機(jī)，通訊管理機(jī)采集到的數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)主機(jī)；監(jiān)控計(jì)算機(jī)讀取現(xiàn)場(chǎng)控制層設(shè)備的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)界面，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)供計(jì)算和報(bào)表調(diào)用。

       在現(xiàn)場(chǎng)高低壓配電室、變壓器室、電容柜室以及值班室合計(jì)9個(gè)房間各配置一臺(tái)溫濕度變送器，用于監(jiān)測(cè)各房間內(nèi)的環(huán)境溫度和濕度，溫濕度變送器通過(guò)RS485總線以手拉手方式進(jìn)行通訊連接至通訊管理機(jī)，通訊管理機(jī)采集到的數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)主機(jī)。

       監(jiān)控層負(fù)責(zé)完成對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和監(jiān)視功能，并在滿足權(quán)限和邏輯時(shí)，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制，還為運(yùn)行人員提供各種控制管理功能，并提供多種外部系統(tǒng)接入接口。監(jiān)控計(jì)算機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作控制命令的解釋和下達(dá)，系統(tǒng)時(shí)鐘校正等。監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)鼠標(biāo)能實(shí)現(xiàn)常規(guī)主控制屏的全部功能。

       后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)采用高性能工控機(jī)，同時(shí)配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機(jī)界面。后臺(tái)音響設(shè)備可提供語(yǔ)音報(bào)警，打印機(jī)可以記錄系統(tǒng)信息，并可召喚或者定時(shí)打印數(shù)據(jù)報(bào)表。

4.效果分析

       24小時(shí)在線監(jiān)控，有效的保障了電力供應(yīng)的安全可靠，同時(shí)達(dá)到了降損節(jié)能、減少人力開(kāi)支、提升經(jīng)濟(jì)效益的目的。

       現(xiàn)就項(xiàng)目實(shí)施后為企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益做一個(gè)預(yù)估和分析：

一、人力成本。

       項(xiàng)目實(shí)施前：西安伊利泰普克飲品有限公司分管配電室線路和維護(hù)等各類人員四班三倒，假設(shè)每個(gè)班組3人合計(jì)12人，平均月工資按照3000/人/月，每月人員工資支出為36000元/月。

       項(xiàng)目實(shí)施后：系統(tǒng)運(yùn)行后，所有配電室設(shè)備的運(yùn)行情況均可通過(guò)后臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)需人工每日巡查及手工抄表做記錄；系統(tǒng)根據(jù)客戶的報(bào)表需求直接生成運(yùn)行報(bào)表，時(shí)間準(zhǔn)確，并且由于系統(tǒng)24小時(shí)運(yùn)行，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，對(duì)高低壓回路運(yùn)行情況可以任意查詢，不需要專門有一個(gè)人每隔兩小時(shí)或三小時(shí)進(jìn)行一次手工記錄；每個(gè)班組僅需要2名人員進(jìn)行常規(guī)值班和緊急情況處理。每月人員工資支出僅需12000元左右。

二、用電質(zhì)量成本。

       項(xiàng)目實(shí)施前：西安伊利泰普克飲品有限公司每月僅有的電費(fèi)單，只知道上個(gè)月用了多少電，但是并不清楚這些電都用在什么地方，有沒(méi)有用能異常等狀況。

項(xiàng)目實(shí)施后：通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)可查詢用電蹤跡，具體至每個(gè)回路，每個(gè)車間照明、動(dòng)力等各類用電一目了然。并可以按日、按月、按年導(dǎo)出報(bào)表和電費(fèi)單進(jìn)行比對(duì)。做到電費(fèi)支出的清晰明了。同時(shí)可監(jiān)控用電的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)過(guò)低造成的罰款。假設(shè)每個(gè)月耗電量為300000Kwh，電單價(jià)為0.5月/Kwh，現(xiàn)行狀況用電效率為80%、系統(tǒng)實(shí)施后可將用電效率提升至90%-95%,每月提高有效用電量30000-45000Kwh，可節(jié)省電費(fèi)20000元左右。

三、用電安全成本

       項(xiàng)目實(shí)施前：西安伊利泰普克飲品有限公司現(xiàn)有用電安全只能通過(guò)人工巡查進(jìn)行檢測(cè)，但是人工巡查具有滯后性、不確定性，不及時(shí)性等諸多弊端。往往發(fā)生跳閘，斷電甚至火災(zāi)事故時(shí)才能發(fā)現(xiàn)狀況并作出補(bǔ)救措施，此時(shí)已經(jīng)造成經(jīng)濟(jì)和人員安全等各類損失。

       項(xiàng)目實(shí)施后：通過(guò)運(yùn)維系統(tǒng)可監(jiān)控各回路的電壓、電流等各類用電參數(shù)，并可以設(shè)置報(bào)警閾值，如果出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷等狀況，系統(tǒng)會(huì)立刻進(jìn)行報(bào)警窗口彈出并發(fā)出報(bào)警聲音通知維護(hù)管理人員進(jìn)行排查，避免跳閘，斷電甚至火災(zāi)等安全事故的發(fā)生，確保用電的可靠安全。此狀況下帶來(lái)的效益無(wú)法用經(jīng)濟(jì)狀況衡量。

5.系統(tǒng)界面展示

1.配電監(jiān)測(cè)

       系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

       系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

常規(guī)電能報(bào)表

用戶自定義分區(qū)域/重要設(shè)備電能報(bào)表

3.詳細(xì)電參量查詢

       在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到每個(gè)回路附近時(shí)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中?，鼠?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線及24小時(shí)電壓趨勢(shì)曲線。

4.運(yùn)行報(bào)表

       系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史方便客戶電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時(shí)間或選擇查詢近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)，支持導(dǎo)出Excel格式文件。本項(xiàng)目根據(jù)客戶提供的之前手工記錄的報(bào)表格式制作運(yùn)行報(bào)表，之前需要費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且不安全的手工抄表就通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，用戶只需選擇對(duì)應(yīng)報(bào)表格式，需要查看的時(shí)間即可查詢，并支持在線打印，存檔。

低壓負(fù)荷報(bào)表

高壓及變壓器負(fù)荷報(bào)表

5.變壓器運(yùn)行監(jiān)視

       系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線、主變壓器、重要負(fù)荷出線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)視，用曲線顯示電流，變壓器運(yùn)行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負(fù)荷率等運(yùn)行趨勢(shì)，分析變壓器負(fù)荷率及損耗，方便運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)掌握運(yùn)行水平和用電需求，確保供電安全可靠性。

6.實(shí)時(shí)報(bào)警

       系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)事件等級(jí)發(fā)出告警。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)自動(dòng)彈出實(shí)時(shí)報(bào)警窗口，并發(fā)出聲音或語(yǔ)音提醒。

       系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

8.遙控操作置分/置合

       系統(tǒng)支持對(duì)高壓斷路器進(jìn)行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴(yán)格的密碼保護(hù)和操作權(quán)限管理功能，對(duì)于每次遙控操作，系統(tǒng)自動(dòng)生成操作記錄，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時(shí)間、操作類型等。

       系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

       系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。