電能管理系統(tǒng)在西安伊利泰普克飲品有限公司的應用

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，為什么設備主管近一直吵著變壓器負荷不夠，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供電；配電系統(tǒng)年代久遠，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，設備發(fā)生故障（變壓器過負荷、接地短路、過溫）提前預警，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，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)場加裝智能設備及對原有帶通訊設備接入，以達到整體監(jiān)控效果，接入設備如下圖所示。

       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)控層負責完成對整個監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和監(jiān)視功能，并在滿足權限和邏輯時，對相應的設備進行控制，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，設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作控制命令的解釋和下達，系統(tǒng)時鐘校正等。監(jiān)控計算機通過鼠標能實現(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的安全可靠，同時達到了降損節(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等各類人員四班三倒，假設每個班組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，所有配電室設備的運行情況均可通過后臺進行監(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行一次手工記錄；每個班組僅需要2名人員進行常規(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、按年導出報表和電費單進行比對。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)，并可以設置報警閾值，如果出現(xiàn)過負荷等狀況，系統(tǒng)會立刻進行報警窗口彈出并發(fā)出報警聲音通知維護管理人員進行排查，避免跳閘，斷電甚至火災等安全事故的發(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、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、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/重要設備電能報表

3.詳細電參量查詢

       在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中?，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，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。

低壓負荷報表

高壓及變壓器負荷報表

5.變壓器運行監(jiān)視

       系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(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、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護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)能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、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)能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，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行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，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，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、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)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。