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電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在橡膠行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1995更新日期:2013-12-25

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

 

一、 行業(yè)用戶用電特性分析

橡膠行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細分為:輪胎制造業(yè)(包括車輛、飛機及工程機械輪胎制造,力車胎制造,輪胎翻新加工)、橡膠板、管、帶的制造業(yè),橡膠零件制造業(yè)、再生橡膠制造業(yè)、日用及醫(yī)用橡膠制品制造業(yè)、橡膠靴鞋制造業(yè)、其他橡膠制品制造業(yè)。其他橡膠制品制造企業(yè)包括:橡膠防水卷材企業(yè)(氯丁橡膠防水卷材、聚氯乙烯橡膠共混防水卷材、三元乙丙橡膠防水卷材等企業(yè))、充氣橡膠制品企業(yè)(橡膠浮橋、橡膠氣球、橡膠救生圈、橡膠氣囊、橡膠減震器、橡膠護舷、橡膠空氣彈簧、可曲饒橡膠接頭等企業(yè))、硬質(zhì)橡膠及其制品企業(yè)(硬質(zhì)橡膠、蓄電池槽、硬質(zhì)橡膠廢碎料,膠粘絕緣帶、其他膠粘帶),該行業(yè)用戶目前生產(chǎn)自動化應(yīng)用程度較高。

該行業(yè)一般都由35kV或10kV變電所供電,其用電負荷中等,一般在5000千瓦以下;生產(chǎn)性質(zhì)為三班制連續(xù)作業(yè)。

橡膠行業(yè)用戶設(shè)備分類表

類別

主要設(shè)備

備注

非生產(chǎn)性負荷

空調(diào)、電扇、照明、大部分電腦及打印機、復(fù)印機、掃描儀電器設(shè)備、生活水泵、路燈門警。

一般

輔助生產(chǎn)負荷

風(fēng)機、空壓機、冷卻塔、空調(diào)、行車、電梯,

一般

主要生產(chǎn)性負荷

溶膠機、浸膠機、切膠機、園盤粉碎機、橡膠壓片機、橡膠熱煉機、橡膠精煉機、橡膠壓延機、橡膠注射機械、擠壓機、膠片冷卻裝置、硫化機、硫化罐、成型機、制品切條機、膠球包皮機、膠絲切割機和橡膠再處理機。

重要

安全保障負荷

冷卻水泵、車間設(shè)備照明、消防水泵設(shè)施

重要

 

二、 行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用戶一般為24小時連續(xù)生產(chǎn),其負荷曲線相對較平穩(wěn),一般相差10%左右。在高溫或嚴(yán)寒季節(jié),該類企業(yè)的用電需求也有所變化,隨著溫度的變化,用電負荷將有上升。從全年來看,該類企業(yè)呈現(xiàn)“夏、冬季負荷高,春、秋季負荷小”的特點。

2. 緊急錯峰限電,可停用非生產(chǎn)性負荷和部分輔助生產(chǎn)用電設(shè)備負荷,將快速響應(yīng)錯峰實施。該行業(yè)用電負荷中等,緊急錯峰限電效果一般。

3. 階段性錯峰時期,該行業(yè)用戶可以通過組織部分生產(chǎn)線停產(chǎn)讓電的方式開展,階段性錯峰效果較好。

三、 行業(yè)用戶參與錯峰限電技術(shù)方案

(一) 缺口等級Ⅳ級參與方案

1. 階段性錯峰:

在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在一段時間釋放一條生產(chǎn)線(押出機,壓延機,胎圈機,裁斷機,成型機,檢查機等)及其他生產(chǎn)負荷。采用四分之三生產(chǎn)方式限電。

2. 緊急錯峰:

接到錯峰指令后需快速停用空調(diào)、電扇、照明等非生產(chǎn)性負荷,然后根據(jù)指令逐步釋放負荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。

(二) 缺口等級Ⅲ級參與方案

1. 階段性錯峰:

在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在一段時間釋放二條生產(chǎn)線(押出機,壓延機,胎圈機,裁斷機,成型機,檢查機等)及其他生產(chǎn)負荷。采用一半生產(chǎn)方式限電。

2. 緊急錯峰:

在執(zhí)行Ⅳ級方案的基礎(chǔ)上,在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地停用水泵,冷卻塔,空壓機,冷凍機等輔助生產(chǎn)負荷。

(三) 缺口等級Ⅱ級參與方案

1. 階段性錯峰:

在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在一段時間停用三條生產(chǎn)線(押出機,壓延機,胎圈機,裁斷機,成型機,檢查機等)及其他生產(chǎn)負荷。采用四分子一生產(chǎn)方式限電。

2. 緊急錯峰:

在執(zhí)行Ⅲ級方案的基礎(chǔ)上,在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地停用水泵,冷卻塔,空壓機,冷凍機等輔助生產(chǎn)負荷。

(四) 缺口等級Ⅰ級參與方案

1. 階段性錯峰:

在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在一段時間停用全部生產(chǎn)線(押出機,壓延機,胎圈機,裁斷機,成型機,檢查機等)及其他生產(chǎn)負荷。采用停產(chǎn)檢修方式限電。

2. 緊急錯峰:

在執(zhí)行Ⅱ級方案的基礎(chǔ)上,在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下,留用基本保安負荷的同時,結(jié)合檢修工藝流程可有選擇地停用水泵,冷卻塔,空壓機,冷凍機等輔助生產(chǎn)負荷。

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

1. 密煉機在突然停電時,有可能引起燃燒,導(dǎo)致火災(zāi),其用電負荷占總設(shè)備用電量的30%;

2. 押出機等設(shè)備在突然停電后,會導(dǎo)致橡膠硬化,損壞設(shè)備;

3. 通知停電后,1~2小時內(nèi)設(shè)備可全部停電;

4. 負荷不足時如需連續(xù)性生產(chǎn),使用供應(yīng)電力減少的方式;

因此,該行業(yè)用戶參與錯峰時,企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況,科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案,主動配合錯峰實施,杜絕惡性事故發(fā)生,主動承擔(dān)社會責(zé)任同時將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

青島某橡膠企業(yè)配電室共有10kV配電柜5面,0.4kV配電柜28面,高、低壓回路共計115個,其中10kV避雷器柜上無監(jiān)控裝置,所以本系統(tǒng)監(jiān)控114個回路的工作狀態(tài)。T1、T2變壓器回路間設(shè)有母聯(lián),并備有一臺800kVA柴油發(fā)電機在應(yīng)急狀態(tài)下為一些重要回路供電,T3變壓器回路則單獨使用。

10kV回路的進線和饋線配有M5系列中壓保護裝置,采集10kV回路的常規(guī)電參量和開關(guān)量狀態(tài);0.4kV進線和母聯(lián)回路裝有ACR330ELH電網(wǎng)質(zhì)量分析儀,采集回路的常規(guī)電參量、四象限電度和電網(wǎng)質(zhì)量參數(shù);0.4kV饋線回路裝有ACR220E系列多功能電力儀表,采集回路的常規(guī)電參量和四象限電度。此外,所有0.4kV饋線回路使用ARCM系列四回路漏電監(jiān)測儀表進行剩余電流監(jiān)測。

5.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲圖

 

現(xiàn)場設(shè)備層電力儀表分別根據(jù)設(shè)計要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。通過RS-485接口實現(xiàn)與上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表和漏電儀表的通訊規(guī)約為Modbus-RTU,保護裝置的通訊規(guī)約為IEC60870-5-103;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務(wù)器和1臺交換機構(gòu)成,實際工程中使用了8個485串口,剩下8個串口備用。串口服務(wù)器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,通過TCP/IP與站控管理層主機相連,構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設(shè)備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中,與站控管理層設(shè)備安裝在一起; 站控管理層設(shè)備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源,均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機交互功能 。

5.2 系統(tǒng)功能

5.2.1系統(tǒng)主界面

配電監(jiān)測模塊下可查詢1#變壓器、2#變壓器、3#變壓器、10kV回路的工作狀態(tài)和所有儀表的通訊狀態(tài)。通過儀表通訊狀態(tài)圖可以查看當(dāng)前所有儀表的工作情況。低壓多功能儀表未配置開關(guān)量采集功能,因儀表的輔助電源線取自該回路斷路器的下端,所以儀表的通訊狀態(tài)同時也表征了該回路的分合閘狀態(tài)。

5.2.2配電顯示界面

10kV和0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示,以一次圖形式直觀動態(tài)顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息,滿足了現(xiàn)場需求。

 

5.2.3報表功能

通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。

5.2.4趨勢曲線

曲線趨勢:實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線,分析該回路配電運行狀況。曲線中可對測量數(shù)據(jù)量程進行設(shè)置,方便查看,曲線還可設(shè)置開始時間和時間間隔,方便用戶進行任意時間的曲線查看。

5.2.5事件記錄和故障報警

配電回路過負荷、低壓回路剩余電流過大及10kV回路開關(guān)量變位實時報警和歷史報警查詢等功能,如圖所示,列表中列出報警發(fā)生和恢復(fù)的時間、回路名稱、回路編號、數(shù)據(jù)點、報警內(nèi)容和報警值等數(shù)據(jù),可見某些回路剩余電流值超標(biāo)較嚴(yán)重。

六、主要監(jiān)控產(chǎn)品

(1)高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表

該表為電能質(zhì)量分析儀表,主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計;THDu,THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量(含負序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸:120×120mm,開孔尺寸:108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜。

(2)低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220E電力儀表

該表主要功能有:LED顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸:96×96mm,開孔尺寸:88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

(3)低壓出線柜選ARCM系列

主要功能有:剩余電流檢測,溫度檢測,LCD顯示,RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。繼電器輸出,開關(guān)量輸入功能。

(4)節(jié)能產(chǎn)品可選導(dǎo)軌表或APF有源濾波裝置

照明箱DDSF1352電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:76×89×74mm,4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量;單相電能計量。

ARD

DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計量。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于動力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng),從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。

七、設(shè)備清單

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1

電力儀表

 

 

 

 

 

 

M5-B

 

安科瑞

 

 

ACR330ELH

20

安科瑞

 

 

ACR220E

50

安科瑞

 

 

ARCM200BL-J4

21

安科瑞

2

監(jiān)控中心值班室

 

 

 

安科瑞

 

操作臺

YT-341

1

香河

 

工作站主機

IPC-610L/769VG/E5300/2G/500G/DVD/88小鍵+鼠標(biāo)(原裝整機標(biāo)配)2個串口

1

研華

 

顯示器

L197WA

1

聯(lián)想

 

UPS電源

C1K/1KVA

1

SANTAK

 

打印機

HP 1108 A4幅面

1

惠普 甲供

 

系統(tǒng)軟件

正版微軟WINDOWS XP/SP3

1

微軟 甲供

 

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機

D-LINK 16口

1

D-LINK

 

工業(yè)串口服務(wù)器

NPORT5232I     RS485接口×2  帶光隔

4

MOXA

 

工業(yè)開關(guān)電源

KDYA-DG30-24K

4

華力

 

電能管理軟件

系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-3000V6

1

安科瑞

 

電能管理軟件

數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL

1

安科瑞

 

電能管理軟件

電能管理軟件Acrel-EnerSys

1

安科瑞

 

電能管理軟件

設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver

1

安科瑞

 

光電轉(zhuǎn)換器

單模光電轉(zhuǎn)換HTB-1100S(25km)

8

 

3

工程材料

 

 

 

 

 

通訊線纜

單模4芯光纖

千米

2

 

 

通訊線纜

屏蔽雙絞線RVVSP 2*0.75

千米

0.2

起帆

 

通訊線纜

BVR 1.5mm

千米

4

 

 

工程輔材

拖線板、轉(zhuǎn)換線、線管、標(biāo)牌等

1

 

 

計量箱

每個變電所內(nèi)配置1臺共需4臺。

4

 

 

光纖附件

含熔接、尾纖、法蘭、跳線等

4

 

4

工程施工及調(diào)試

 

 

 

 

 

通訊線纜鋪設(shè)

 

2200

 

 

綜合調(diào)試

 

人/天

25

 

 

設(shè)備運輸費用

 

1

 

 

培訓(xùn)費用

 

1

 

 

施工改造費用

 

1

 

 

 

參考文獻:

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.

[2]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》,任致程、周中,中國電力出版社.

[3]橡膠行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo).

 

作者簡介:

徐霜,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,:   :

 

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