上海夏普电器低压配电网络的改造及电能标准管理系统的实现.doc

上海夏普电器低压配电网络地改造及电能管理系统地实现
安科瑞陈海霞
上海安科瑞电气,上海 嘉定
摘要：本文介绍基于Acrel-3000电能管理组态软件和ACR120EFL多功效电力仪表设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理地工厂电能管理系统.系统实现了微机在监控中心无人管理地功效,主机作为Web服务器,局域网用户只需使用IE浏览器即可对电能管理系统访问,提升了供电质量和管理水平,含有简明实用、投资少等优点.b5E2RGbCAP
关键词：电能管理软件；电力仪表；智能配电系统；节能；夏普电器；应用
1 工程概述
  上海夏普电器是由上海广电(集团>企业、上海广电信息产业股份、日本夏普株式会社、日本三菱商式株式会社、日本夏普电子技术企业(美国销售企业>共同投资1.5598亿美元组建地综合家用电器合资企业.企业成立于一九九二年六月,地处上海浦东新区金桥出口加工区,是第一家入驻浦东地大型家电合资企业.p1EanqFDPw
上海夏普电器现在分为两个厂区,新厂关键生产洗衣机和冰箱等电器,老厂关键生产空调设备.原先厂区地配电室内安装地电力仪表关键为指针式,且多为电流和电压表,工厂对于所生产产品地耗能情况只是在总量上有个统计,而对于每个回路设备地耗能情况没有做到具体地统计,这对于工厂下一步推进企业节能降耗工作带来了很多不便.经过这次对上海夏普电器企业各配电室内传统电力仪表地更新改造拆除原先指针式电流电压表,安装上海安科瑞电气股份地ACR120EFL多功效电力仪表,使得工厂能够对全厂地产品耗能情况做到愈加精细化地预算和管理,为企业地推进节能降耗打下基础.DXDiTa9E3d
2 用户需求
电能监测要求正确到办公区和每条生产线地关键用电设备,如生产线地注塑机、冷却泵、冲床和办公区地照明、热泵、电梯等设备.在时间上需要从年度到每三个月、每个月、每七天、天天,将每个关键用电步骤地电能消耗和产量产值地关系清楚展现出来,而且和每条生产线、班组乃至个人地绩效考评结合起来,真正做到电能管理地精细化和全方面化,将节能降耗工作落到实处.RTCrpUDGiT
根据上海市电网两部制分时电价要求对全厂用电进行分时段计量.经过电能管理软件合理制订关键用电设备地用电计划,将设备用电计划落实到生产班组和个人.将计划用电界面经过工厂现有局域网进行Web公布,使得设备管理人员经过图表、曲线、报表等软件功效立即监测到设备运行和电能消耗情况,将节能意识从工厂管理层渗透到基层.5PCzVD7HxA

3 设计方案
3.1 关键设计参考标准
l DL 448-91 《电能计量装置管理规程》
l DL/T 814- 《配电自动化系统功效规范》
l DL/T448-《电能计量装置技术管理规程》
l ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
l GBJ232-82 《电测量仪表装置设计技术规程》

3.2 厂区配电回路电表改造平面图

3.3 改造回路确定
依据夏普工厂配电系统地现有情况和用户需求分析,确定需要进行改造地配电柜回路<部分）以下表：
序
号
总开关柜
名称
回路名称
柜体编号
变压器
名称
倍率
**/5A
一,洗衣机B室
1
NP2
100V∕200V 60HZ 电源
B21馈电柜
BT2
500
2
NC2-0
成型1号部品升降机
B22馈电柜
300
3
B14
不锈钢槽加工2号线<北）
B14馈电柜
400
4
N10-5
不锈钢槽加工线<北）冲床
B13馈电柜
100
5
N13
不锈钢槽二次加工线
500
6
N107A
洗衣机捆包线
B12馈电柜
300
7
N12
不锈钢槽加工线<南）
400
8
NP1
100∕200V60HZ电源
B11馈电柜
500
二、洗衣机底层A'室<待加表17块）
1
3PP1
注塑机250T
ILC3馈电柜
AT3
200
2
3PP4
注塑机1300T
600
3
3PP2
注塑机900T
ILC2馈电柜
500
4
3PP3
注塑机900T
500
三、洗衣机A室(中二层>
1
N7
注塑机 200吨
A22馈电柜
AT2
300
2
N5
注塑机 1300吨
A23馈电柜
1000
3
N11
注塑机4台 350吨 350吨 550吨 650吨
1000
4
N4
注塑机 1300吨
A24馈电柜
1000
5
N8
注塑机 850吨
A11馈电柜
AT1
1000
6
N9
注塑机 850吨
A12馈电柜
1000
7
N13-01
洗衣机外壳成型线
A13馈电柜
1000
8
NC6-01
平衡圈 <金属板轻机电源）
A65馈电柜
AT6
300
9
NA64
洗衣机车间新风
A64馈电柜
500
10
NL2
冷冻机NB2
A62馈电柜
AT6
800
11
NLK2
冷却泵
600
12
NL1
冷冻机NB1
A61馈电柜
800
13
NLK1
冷却泵
600
14
N6
注塑机120吨
A57馈电柜
AT5
300
15
N3
注塑机1300吨
A65馈电柜
1000
16
N56-01
洗衣机外壳成型线
1000
17
N2
注塑机1300吨
A55馈电柜
1000
18
N1

注塑机1600吨
A54馈电柜
1200
四、洗衣机C室
1
C01
洗衣机全自动总装线
C21馈电柜
CT2
500
2
CO2
洗衣机全自动脱水槽组装线
C22馈电柜
500
3
2APO4-1-1
滚筒线60HZ, 电源
C24馈电柜
500
4
1AP04-1
滚筒线100V ∕200V电源
C15馈电柜
CT1
1000
5
AP02
滚筒总装线
C14馈电柜
500
6
BK11
全自动100V ∕200 V 50HZ 电源
C11馈电柜
CT1
1000

3.4 系统结构设计
系统经过安装在工厂电网中关键受电点和枢纽配电柜中地电能监测仪表采集到配电网地各项电力参数信号,再将信号转换为数据传输到计算机中,计算机对数据进行存放、计算和分类存放到数据库中,然后经过计算软件将电能以报表、图表地形式进行展示.电能管理人员可经过计算机看到电能地输入、传输、消耗地全过程.jLBHrnAILg

整个电能管理系统采取分布式结构,按功效或区域进行划分,模块化设计.整个系统分为三层,即现场层、中间层、主控层.xHAQX74J0X
现场层关键任务是将现场地多种配电系统地运行参数进行采集和测量,并将采集和测量地多种数据传输给监控系统.中间层在现场层和主控层之间,采取高性能、嵌入式通讯服务器.通讯服务器负责把现场层仪表采集地数据经过网络通信联接、数据交换上传到主控层,是主控层和现场层地桥梁.主控层关键设置工业计算机,是人机交互层.LDAYtRyKfE
关键功效为：一次主接线图界面显示；事件统计,系统运行异常监测；故障报警及操作统计；电能报表查询和打印；系统负荷、用户权限管理等关键功效；目前月用电计划设定,超计划报警；功率越限报警.Zzz6ZB2Ltk
整个系统采取网络分布式结构,网络拓扑结构以下图.监控主机在办公楼二楼地环境品质检测部,数据采集关键划分为三个区,洗衣机生产回路设备、冰箱生产回路设备和老厂空调生产回路设备.电力仪表地通讯为485总线结构,将信号经过屏蔽双绞线传输到数据采集器数据采集器连入厂区地局域网中.dvzfvkwMI1

网络拓扑图
间隔层关键地设备为： ACR120EFL网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等.这些装置分别对应对应地一次设备安装在电气柜内,这些装置均采取RS485通讯接口,经过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集.rqyn14ZNXI
通讯层关键为：通讯服务器,其关键功效为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间地数据交互.EmxvxOtOco
站控层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备.监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行情况,以人机交互地形式显示给用户,同时用户能够经过系统软件发送指令至现场设备,实现远程遥控功效.SixE2yXPq5
ACR120EFL网络电力仪表采取RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采取屏蔽线传输,通常全部采取二根连线,接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信地双方全部能够接收、发送数据不过在同一时刻只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10Mbps.RS-485接口是采取平衡驱动器和差分接收器地组合,抗噪声干扰能力增强,总线上许可连接多达32个设备,最大传输距离为1.2km.6ewMyirQFL
3.5 电能管理软件设计
软件开发平台采取Acrel-3000电能管理组态软件.该组态软件是对现场电力参数进行采集和过程控制地专用软件,它提供了良好地用户开发界面和简捷地工程实现方法,只要将其预设置地多种软件模块进行简单地“组态”,便能够很轻易地实现和完成监控层地各项功效,比如在分布式网络应用中,全部应用<比如趋势曲线、报警等）对远程数据地引用方法和引用当地数据完全相同,经过“组态”地方法能够缩短自动化工程师地系统集成地时间,提升集成效率.kavU42VRUs
该系统实施后,实现了各类用电设备地一次系统图显示、各回路实时电参量遥测、关键回路电能报表、和进线回路地负荷用电趋势、关键回路地分合闸报警、用户权限管理等功效,软件运行界面见下图.y6v3ALoS89

上图为动力房BT1、AT1变压器室低压一次配电示意图,功效有电量遥测关键监测运行设备地电参量,其中包含：三相线电压,电流,功率,电能等电参量及配出回路地三相电流；遥信功效实现显示现场设备地运行状态,关键包含：开关地分、合闸运行状态和通讯故障报警；断路器变位时会发出报警信号,提醒用户立即处理故障.M2ub6vSTnP
图上各个断路器图形,假如是红色说明此分支断路器合闸母线有电,假如是绿色说明断路器分闸母线无电.

经过具体电参量界面,可查看各回路设备地实时具体电参数,如电压、电流、功率、功率因数、电能等,使用户在监控值班室内就可实时观察到每一个用电设备地运行参数.如上图所表示.0YujCfmUCw
在电流功率趋势曲线界面,能够查看某一具体用电设备地电流趋势曲线和功率趋势曲线,经过电流趋势曲线用户能够查看到某段时间内地设备运行最大电流和该峰值电流地发生时刻,还可查看到该段时刻内三相电流地平均值,为设备地维护和制订合理地用电计划提供了可靠地数据依据.运行界面以下图所表示.eUts8ZQVRd

经过汇总图表分析功效,用户能够查看设定时间段内分类汇总地空调、冰箱和洗衣机地汇总用电量,并以柱状图或饼图地方法直观显示出来.也能够更深入地查看各分类用电设备中每一台设备地任意时段用电量,并以柱状图显示,确定高耗能设备.sQsAEJkW5T

本软件还依据用户地要求和使用习惯设计了计划用电功效.在计划用电界面显示了各个回路当月实时用电量,用户能够对本月各个设备制订计划用电量,如超出设定地计划值就会弹出报警窗口提醒用户.进度条显示了本月实时用电数达成计划用电数地百分比,让用户能随时掌握每台设备地用电情况.经过该界面还能够对每个回路地功率上限进行设定,超出这个设定值会弹出报警窗口提醒用户,经过报警查询功效能够查看历史报警统计.界面以下图.GMsIasNXkA

系统特点
画面显示直观,数据刷新快,同时系统操作简便,用户不需复杂地配置即可使用,系统功效模块丰富,多种功效可依据用户地需求灵活配置,系统地设计快捷方便,能够满足以后地系统升级扩容.TIrRGchYzg
4 运行效果
系统自7月正式投入运行,经过30天地数据采集经过电能管理软件分析,发觉工厂有28%地电能消耗在22台空压机和29台注塑机上,且这些机器地电能消耗76%是在峰时段内发生地.工厂环境品质管理部门依据分析结果立即调整班组生产计划,优化生产线工艺步骤,成功地使得空压机、注塑机地电能消耗70%发生在平时段和谷时段.仅此一项在9月至12月间就为工厂节省电能支出约6万元.夏普电器电能管理系统地实现总计花费51万元,自运行以来保守计算月节省电能支出1.5万元,投资回报期为34个月.7EqZcWLZNX
总地来说电能管理系统和安科瑞网络电力仪表地综合应用,含有实施简明,投资少等显著优点,能够方便和实时地监控配电系统地运行状态,对现场地用电设备进行统一管理,免去工作人员到现场统计地繁琐工作,系统对多种用电设备地历史运行数据和状态进行管理分析,便于维护人员明确设备情况,制订具体地设备维护计划,降低工作人员,提升效率.同时,依据建立地电能计量体系,能够了解、分析工厂生产总体能耗,提出降耗计划,采取节能降耗方法,逐步提升用电效率.lzq7IGf02E

参考文件
任致程、周中编著 电力电测数字仪表原理和应用指南 中国电力出版社 .4
作者介绍：陈海霞,女,本科,上海安科瑞电气股份,

技术支、询价、采购：陈海霞 电话：

传真： 工作QQ：