趙斌

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：基(ji)於(yu)目(mu)前(qian)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)
，人(ren)們(men)對(dui)電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)的(de)依(yi)賴(lai)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)，而(er)現(xian)階(jie)段(duan)國(guo)內(nei)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)還(hai)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)
，因(yin)此(ci)完(wan)善(shan)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)各(ge)方(fang)麵(mian)的(de)工(gong)作(zuo)已(yi)經(jing)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)。電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)在(zai)整(zheng)個(ge)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，它(ta)能(neng)夠(gou)有(you)力(li)的(de)促(cu)進(jin)電(dian)網(wang)管(guan)理(li)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，降(jiang)低(di)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)
，本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)昆(kun)明(ming)第(di)九(jiu)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)介(jie)紹(shao)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)在(zai)工(gong)廠(chang)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。

關鍵字：電力係統
；數據采集；汙水處理廠；監控係統

0  引言

    配電自動化，是一項集計算機技術
、數據傳輸技術、控製技術、現(xian)代(dai)化(hua)設(she)備(bei)及(ji)管(guan)理(li)於(yu)一(yi)體(ti)的(de)綜(zong)合(he)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)。其(qi)目(mu)的(de)是(shi)提(ti)高(gao)供(gong)電(dian)可(ke)靠(kao)性(xing)
，改(gai)善(shan)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)

，向(xiang)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)優(you)質(zhi)服(fu)務(wu)，降(jiang)低(di)運(yun)行(xing)費(fei)用(yong)

，減(jian)輕(qing)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)。

    隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)網(wang)絡(luo)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)
，用(yong)電(dian)負(fu)荷(he)的(de)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)，各(ge)種(zhong)新(xin)型(xing)負(fu)載(zai)不(bu)斷(duan)湧(yong)現(xian)，用(yong)戶(hu)更(geng)加(jia)關(guan)注(zhu)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)
，同(tong)時(shi)也(ye)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)加(jia)嚴(yan)格(ge)的(de)要(yao)求(qiu)。用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)更(geng)加(jia)有(you)效(xiao)的(de)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)來(lai)應(ying)對(dui)上(shang)述(shu)變(bian)化(hua)帶(dai)來(lai)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，以(yi)實(shi)現(xian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)持(chi)續(xu)可(ke)靠(kao)
、高效低耗的運行。本文通過對昆明第九汙水處理廠電能管理的建設，介紹電能管理係統在工廠中的應用。

1、項目概述及建設目標

    九汙廠90%的工程全部埋在地下，也叫“地埋式汙水處理廠”

，地上僅建一座綜合辦公樓。發達國家的汙水處理廠一般都建在地下，地下式汙水處理廠適合於在土地資源高度緊張、環境要求高的地區建設。在國外，地下式汙水處理廠在技術上已經相當成熟，而且應用相當廣泛。現代化
、全封閉
、緊湊型、零公害
、與周邊環境協調的汙水處理廠，能夠防止周邊土地貶值。汙廠的處理工藝，采用的是目前世界上先進的膜生物反應器（MBR）汙水處理工藝，采用全地埋式布置，以節約用地、最大程度減小對周邊環境影響。本項目中有12台ACR220ELH智能電表、61台ACR220EL電能表接入後台監控係統。

    本電能管理係統中，監控要求主要有以下幾個方麵：

    1.遠程觀測。要求係統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能
、視在功率、功率因數、頻率、開關狀態、剩餘電流等信息進行檢測。

    2.遠程通信。要求係統能夠及時的傳遞設備運作狀態以及故障信息。

    3.報警。要求係統能夠通過設定，對各種信息進行報警。

    4.顯示。要求係統能夠就地顯示出各部分運作信息。

2、電能管理係統的設計

    在監控係統的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力係統的實際結構、電力係統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利於減少係統運作的成本，同時也有利於係統功能的實現。

    本(ben)項(xiang)目(mu)的(de)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)廠(chang)內(nei)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，有(you)利(li)於(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)的(de)表(biao)示(shi)出(chu)回(hui)路(lu)的(de)用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)
，它(ta)還(hai)具(ju)備(bei)網(wang)絡(luo)通(tong)訊(xun)等(deng)功(gong)能(neng)，能(neng)夠(gou)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)、chuankoufuwuqidengshebeijinxingzuhe，jishidexianshichangneigegepeidianhuiludeyunzuozhuangtai

，dangchangneidianlixitongdefuzaiyuebiaoshi，diannengguanlixitongnenggouxunsubaojing，fachuyuyintishi。lingwai
，diannengguanlixitonghainenggoushengchengbaobiao、曲(qu)線(xian)圖(tu)等(deng)統(tong)計(ji)信(xin)息(xi)
，便(bian)於(yu)有(you)關(guan)人(ren)員(yuan)分(fen)析(xi)廠(chang)內(nei)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)，使(shi)廠(chang)內(nei)的(de)用(yong)電(dian)活(huo)動(dong)更(geng)加(jia)安(an)全(quan)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)廠(chang)內(nei)人(ren)員(yuan)的(de)生(sheng)命(ming)安(an)全(quan)
，提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。 

2.1 係統結構

    依據新建工廠的配電情況分布情況，在線監測係統建設采用分層分布式結構，係統包括：站控管理層、網絡通訊層、現場設備層。

    係統網絡結構如圖所示：

    站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現場各類數據信息計算
、分析與處理
，並以圖形

、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，是係統的最上層部分。主要由係統軟件和必要的硬件設備
，如工業級計算機
、打印機、UPS電源等組成。

    通訊層使用的設備為NPORT5610-16串口服務器。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控製命令。

    現場設備層主要是連接於網絡中用於電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電係統必要的基本組成元素。現場配置ACR220ELH
、ACR220EL電能表
，實現每個高壓回路的保護報警動作信息、三相電流
、三相電壓、頻率、功率
、四象限電能等電參量監測，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測
；並對每個回路斷路器分合閘狀態進行監測。

2.2 網絡設計 

    電dian能neng管guan理li係xi統tong中zhong的de網wang絡luo係xi統tong能neng夠gou及ji時shi的de對dui數shu據ju進jin行xing傳chuan輸shu，並bing迅xun速su傳chuan遞di操cao作zuo指zhi令ling，是shi實shi現xian電dian能neng管guan理li係xi統tong各ge項xiang功gong能neng的de基ji礎chu。把ba現xian場chang每mei個ge設she備bei就jiu地di與yu總zong線xian連lian接jie
，之zhi後hou在zai把ba各ge條tiao總zong線xian全quan部bu接jie入ru通tong訊xun網wang關guan，來lai實shi現xian與yu主zhu機ji的de傳chuan遞di。   

2.3監控係統軟件功能設計

    係統依據客戶實際需求進行設計，並實現了一次主接線圖界麵顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；係統運行異常監測
；故障報警及操作記錄
；報表查詢與打印；係統負荷實時
、曆史曲線，用戶權限管理等主要功能。

2.3.1數據的采集與處理

    數據采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率
、功率因數
、頻(pin)率(lv)等(deng)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)采(cai)集(ji)，實(shi)現(xian)遠(yuan)程(cheng)數(shu)據(ju)的(de)本(ben)地(di)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)。數(shu)據(ju)處(chu)理(li)主(zhu)要(yao)是(shi)把(ba)按(an)要(yao)求(qiu)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)電(dian)參(can)量(liang)實(shi)時(shi)準(zhun)確(que)的(de)顯(xian)示(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)
，達(da)到(dao)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)要(yao)求(qiu)，同(tong)時(shi)把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)。

2.3.2數據記錄

    diannengguanlixitongdeshujujilugongnengzhuyaojiushiduiduanluqifenhezhuangtaiyijibaohudongzuodeqianhoushunxujinxingjilu，tayaoqiuxitongzhongbixuyouzugoudeneicunkongjian，jinerchangshijiande
、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次
，電能管理係統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流、實(shi)時(shi)電(dian)壓(ya)等(deng)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)記(ji)錄(lu)存(cun)儲(chu)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian)，數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)對(dui)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)記(ji)錄(lu)
，以(yi)及(ji)對(dui)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)的(de)記(ji)錄(lu)，準(zhun)確(que)的(de)反(fan)映(ying)出(chu)係(xi)統(tong)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)，從(cong)而(er)便(bian)於(yu)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)解(jie)決(jue)。

2.3.3電能管理

    weileshixianduibengongchangneigehuiluyongdianliangdejianguan，xitongshejilediannengguanlibaobiao，xitongtongguoduiyougongdiandudecaiji

，anzhaohuilumingchengdebutong，zidongshengchengribaobiao、yuebaobiaohenianbaobiaobingyoubaobiaodayingongneng，bingkeduimouyihuiludemouyishijianduanneideyongdianliangjinxingzhaxun，keyibangzhuwuyejianliyouxiaodeyongnengguanlikaohezhidu。tongguoxitongdejianshehezhidudejianli


，shigeruzhuguanlirenyuanjienengyishidadatigao，youxiaodejieyuelenengyuanxiaohao。

3、供配電設計中應用電能管理係統的意義

    綜上所述
，電能管理係統幫助用電單位提高效率
、減少損失、降低運營成本，電能管理係統能夠有效確保電網管理效率、suoxiaodianliyunyingchengben，yechengweixiandaigongpeidianshejizhongbukehuoquedezhongyaozuchengbufen。xitongtongguoanzhuangzaiqiyedianwangzhongzhuyaoshoudiandianheshuniupeidianguizhongdediannengjianceyicaijidepeiwangdedianli、電量、電能質量信號，再將信號轉換為數據傳輸到計算機中
，計算機對數據進行存儲、計算和分類存儲到數據庫中
，然後通過計算軟件將電能以圖表的形式進行展示。電能管理人員可通過計算機看到電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。由於監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現，因此，不同的電能管理係統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速
、精jing準zhun的de進jin行xing傳chuan輸shu。另ling一yi方fang麵mian
，在zai供gong配pei電dian設she計ji中zhong運yun用yong電dian能neng管guan理li係xi統tong，應ying該gai根gen據ju實shi際ji情qing況kuang選xuan擇ze監jian控kong設she備bei。一yi般ban的de電dian能neng管guan理li係xi統tong通tong常chang都dou采cai用yong具ju有you遠yuan程cheng通tong信xin、遠程觀測等功能的設備，而一些高端電能管理係統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。可以通過識別其他影響因素（如高次諧波、三相不對稱，瞬態
，短時中斷，過電流，過電壓等）以延長設備使用壽命。   在工廠建築等場所設置電能管理係統，可以實現對廠內低壓配電回路的實時監控，有利於電能管理。係統可以根據用戶需要按班次、人員

、時間、設備進行電能審計和考核。係統實時、準確、靈活計算各車間、班次、人員
、設(she)備(bei)用(yong)電(dian)量(liang)，並(bing)與(yu)公(gong)司(si)的(de)考(kao)核(he)機(ji)製(zhi)進(jin)行(xing)結(jie)合(he)，自(zi)動(dong)計(ji)算(suan)考(kao)核(he)成(cheng)績(ji)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)的(de)表(biao)示(shi)出(chu)回(hui)路(lu)的(de)用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)，它(ta)還(hai)具(ju)備(bei)網(wang)絡(luo)通(tong)訊(xun)等(deng)功(gong)能(neng)，能(neng)夠(gou)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)

、chuankoufuwuqidengshebeijinxingzuhe，jishidexianshichangneigegepeidianhuiludeyunzuozhuangtai，dangchangneidianlixitongdefuzaiyuebiaoshi，diannengguanlixitongnenggouxunsubaojing，fachuyuyintishi。lingwai
，diannengguanlixitonghainenggoushengchengbaobiao、曲線圖等統計信息，便於有關人員分析廠內各部分的用電狀況，使廠內的用電活動更加安全、合理，從而保證廠內人員的生命安全
，提高工作人員的工作效率。

參考文獻

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中
，中國電力出版社

[2]《電能管理係統在供配電設計中的應用》，高士宏
，科技風作者簡介：

趙斌
，男，本科，從事變配電監控係統工作。手機：，座機： 

，QQ：2880157852