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1 項目概述及建設(shè)目標(biāo)
信息時代的到來，要求不間斷供電的設(shè)備越來越多，給供電提出了更高的要求。停電或限電會導(dǎo)致減產(chǎn)，而忽然的停電則會危害工廠的重要設(shè)備。落后的人工配電方式，針對現(xiàn)代化的制造業(yè)是不適用的。只有實現(xiàn)配電自動化，才可能最大限度地提高供電質(zhì)量，滿足人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髋c生產(chǎn)的需要。實現(xiàn)配電站自動化可提高供電的可靠性。實現(xiàn)配電站自動化，可減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時間，為恢復(fù)供電、快速分析、診斷、報告事故原因提供有效的依據(jù)。
現(xiàn)上海雷允上藥業(yè)有限公司為響應(yīng)國家節(jié)能減排政策故對低壓等級配電做升級改造。為保證該設(shè)施供配電可靠故配置電能管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)以便后期管理。
2 電能管理系統(tǒng)的設(shè)計
在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。
本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對變電站低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設(shè)備進行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高車站工作人員的工作效率。
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
依據(jù)上海雷允上藥業(yè)有限公司的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示)/alwz/common/upload/2018/05/11/16343bk.png)
站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。
通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的安科瑞DTSD1352-C、及PZ80L-E4/C儀表，SB-2100流量計，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置居正的電能表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。
2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務(wù)器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。
2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示及廠區(qū)電能占比餅圖；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。
2.3.1配電一次圖顯示
電能管理系統(tǒng)具備友好的人機界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況且數(shù)據(jù)采集頻率為1S，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關(guān)的分合閘狀態(tài)，實時顯示在系統(tǒng)界面中。如下圖所示：
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2.3.2流量計運行狀態(tài)監(jiān)測
電能管理系統(tǒng)提供流量計運行參量，如溫度、頻率、壓力、瞬時流量、累計流量，且能根據(jù)客戶容量需求實時展示系統(tǒng)否正常運行，并實時顯示在系統(tǒng)界面中。如下圖所示：
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2.3.3數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計
電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可自由查詢自系統(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追溯，維護計量體系的正確性。
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2.3.4電流曲線查詢
電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路和重要負(fù)荷的出線設(shè)計了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：
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2.3.5報警信息設(shè)置及查詢
電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進行記錄和存儲。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：
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2.3.6用戶權(quán)限管理
電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，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）。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)運行維護管理通過可靠的安全保障。
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3供配電設(shè)計中應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義
綜上所述，針對以上問題，并根據(jù)客戶要求，對原有配電系統(tǒng)進行改造，改造后的電能管理系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)對各個配電回路的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中管理，而且還實現(xiàn)了根據(jù)各監(jiān)測設(shè)備進行分類電能統(tǒng)計。通過對電能管理系統(tǒng)設(shè)置，工作人員可以在短時間內(nèi)做出正確的判斷并進項操作。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時、準(zhǔn)確的處理故障。除此之外，他更有重要的社會效益。減少人類在強電場中的工作時間，對從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。
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