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，很多管理者對電的概念還停留在每個月擺在自己面前的一張電費單——每月會交多少錢的電費；對電的管理也于安排電工每天到各個配電回路抄抄表上的電流、電壓及電度值，巡查各個回路有沒有發(fā)生跳閘，僅僅只是保證企業(yè)內(nèi)部的正常用電。

       企業(yè)每月電費支出幾十萬、幾百萬甚至上千萬元，這些電具體用在了哪里，電費支出是否合理，是否有節(jié)能空間；在產(chǎn)能差不多的情況下，電費卻較上月明顯增多；公司生產(chǎn)規(guī)模沒有擴容，原來的幾臺變壓器供電一直沒問題，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；變壓器運行過程中沒見什么異常，怎么會爆掉了；電費單中怎么還有超需量或者功率因數(shù)過低的罰款項；生產(chǎn)用電機設(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，具體如何分配誰也說不清；人工抄表、復(fù)費率電價統(tǒng)計工作量大，存在人為誤差；同時抄表人員與強電接觸、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程中或多或少會遇到的問題，如何解決這些問題就顯得尤為重要。單純的人工以及無法滿足，因此需要針對此項目搭建起計量體系，通過自動化實時集抄，為配電系統(tǒng)安全可靠運行提供保障，設(shè)備發(fā)生故障（變壓器過負(fù)荷、接地短路、過溫）提前預(yù)警，提示值班人員及時排除故障，或快速定位跳閘原因，及時恢復(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，通過數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)管理模式的改進(jìn)，針對部門建立有效數(shù)據(jù)考核機制，實現(xiàn)節(jié)能降低企業(yè)運營成本。

3.具體措施

       通過對現(xiàn)場加裝智能設(shè)備及對原有帶通訊設(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)配置兩臺型號為Anet-2E8S1的通訊管理機進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，10臺微機綜保、9只高壓多功能高壓儀表、11只溫濕度控制器、1臺直流屏控制器、5臺變壓器溫控儀、54臺多功能通過雙絞線以手拉手方式進(jìn)行通訊連接至通訊管理機，通訊管理機采集到的數(shù)據(jù)上傳至后臺主機；監(jiān)控計算機讀取現(xiàn)場控制層設(shè)備的數(shù)據(jù)并實時顯示在人機界面，并存入數(shù)據(jù)庫供計算和報表調(diào)用。

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

       監(jiān)控層負(fù)責(zé)完成對整個監(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，對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制，還為運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)控計算機是監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(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)時鐘校正等。監(jiān)控計算機通過鼠標(biāo)能實現(xiàn)常規(guī)主控制屏的全部功能。

       后臺監(jiān)控系統(tǒng)的計算機采用高性能工控機，同時配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機界面。后臺音響設(shè)備可提供語音報警，打印機可以記錄系統(tǒng)信息，并可召喚或者定時打印數(shù)據(jù)報表。

4.效果分析

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

       現(xiàn)就項目實施后為企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益做一個預(yù)估和分析：

一、人力成本。

       項目實施前：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)每個班組3人合計12人，平均月工資按照3000/人/月，每月人員工資支出為36000元/月。

       項目實施后：系統(tǒng)運行后，所有配電室設(shè)備的運行情況均可通過后臺進(jìn)行監(jiān)控，無需人工每日巡查及手工抄表做記錄；系統(tǒng)根據(jù)客戶的報表需求直接生成運行報表，時間準(zhǔn)確，并且由于系統(tǒng)24小時運行，數(shù)據(jù)實時存儲，對高低壓回路運行情況可以任意查詢，不需要專門有一個人每隔兩小時或三小時進(jìn)行一次手工記錄；每個班組僅需要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。

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

項目實施后：通過監(jiān)控系統(tǒng)可查詢用電蹤跡，具體至每個回路，每個車間照明、動力等各類用電一目了然。并可以按日、按月、按年導(dǎo)出報表和電費單進(jìn)行比對。做到電費支出的清晰明了。同時可監(jiān)控用電的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)過低造成的罰款。假設(shè)每個月耗電量為300000Kwh，電單價為0.5月/Kwh，現(xiàn)行狀況用電效率為80%、系統(tǒng)實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20000元左右。

三、用電安全成本

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

       項目實施后：通過運維系統(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)置報警閾值，如果出現(xiàn)過負(fù)荷等狀況，系統(tǒng)會立刻進(jìn)行報警窗口彈出并發(fā)出報警聲音通知維護(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。此狀況下帶來的效益無法用經(jīng)濟狀況衡量。

5.系統(tǒng)界面展示

1.配電監(jiān)測

       系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

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

常規(guī)電能報表

用戶自定義分區(qū)域/重要設(shè)備電能報表

3.詳細(xì)電參量查詢

       在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動到每個回路附近時，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中危髽?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、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

4.運行報表

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

低壓負(fù)荷報表

高壓及變壓器負(fù)荷報表

5.變壓器運行監(jiān)視

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

6.實時報警

       系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護(hù)動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

       系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作、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)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

8.遙控操作置分/置合

       系統(tǒng)支持對高壓斷路器進(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，對于每次遙控操作，系統(tǒng)自動生成操作記錄，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時間、操作類型等。

       系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

       系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運行維護(hù)人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。