安科瑞电力监控系统在浙江利尔达利合达的应用

安科瑞 周洁 

江苏安科瑞电器制造有限公司    江苏 江阴

 1   项目概述及建设目标 

      杭州利尔达科技有限公司，是提供物联网嵌入式技术解决方案的高科技企业，企业于2014年在文一西路与绿汀路口建设利尔达物联网科技园，整个园区配电系统包括浙江利尔达物联网技术有限公司和浙江利合达工程技术有限公司两个部分，其中浙江利尔达物联网技术有限公司、浙江利合达工程技术有限公司10kV配电系统均采用4路10kV进线、4台变压器出线；0.4kV配电系统分别包括4路低压进线，84路低压出线以及4路低压进线，81路低压出线。

      供配电系统在一次系统的设计上已经很好的保证了企业供电可靠性，但是还需要对供电系统进行实时的监控以及用电管理，这样才能对供电系统可能存在的安全隐患和重要设备运行状况有清楚、及时的了解，同时指导各用电设备合理用电，为建设绿色厂区打下坚实的基础。企业配电系统运行维护人员对供配电系统要求有以下几点：

提高供电系统的安全可靠性并长期保持，确保重要场所供电的连续性

实时掌握供电系统运行状况和可能存在的隐患，快速排除故障

减少系统线损，提高功率因数

对各部门、各区域用电情况及时掌握，并能给出指导性意见

提高供配电系统自动化和运行效率，节省人力

2   电力监控系统的设计

      在监控管理系统的设计中，充分考虑了企业自身特性，以及用电系统的实际结构、电力系统的实际载荷能力等因素，进而合理的选择管理设备，这既有利于减少系统运作的成本，同时也有利于系统功能的实现，自动化电力监控软件需要简单易操作且符合相关规范标准。

2.1 电力监控设备的选择

      对供电安全可靠性要求包括对供电系统实时的了解、对故障快速的反应和对意外停电能在短的时间内恢复供电，因此需要对10kV配电回路配置微机保护装置，实时监控10kV回路的运行状况，并且在40ms内对发生的异常情况或者严重故障做出快速反应，通过声光告警信号或直接切除严重故障点，避免事故发生和已发生的事故范围扩大；通过I/O模块以及变压器温控器记录所有断路器、变压器、设备的运行状况，比如开关开断次数统计、变压器温度等等设备信息，建立设备维护维修档案，避免因为设备故障导致意外停电；通过多功能计量表计，实时记录各用电设备用电信息；通过无功补偿控制器，实时监控供配电系统功率因数，当系统功率因数降低时通过自动投电容器来进行就地无功补偿。

2.2 电力监控系统网络构成

      系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。

      监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS以及Acrel-2000电能管理软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

      考虑浙江利尔达物联网技术有限公司、浙江利合达工程技术有限公司管理方式，在浙江利尔达物联网技术有限公司、浙江利合达工程技术有限公司分别设置电力监控系统，对浙江利尔达物联网技术有限公司、浙江利合达工程技术有限公司供配电系统进行远程管理。

通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备，网络结构如下图所示：

2.3 主要设计参考标准

GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》

DL/T 5430-2009   《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》

GB/T 50063-2008  《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》

DL 448-91     《电能计量装置管理规程》

ISO/IEC11801     《国际综合布线标准》

2.4 电力监控系统软件功能设计

      系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。

数据的采集与处理

      通过高精度智能仪表以技术手段实现自动化全实时、高密度的实时用电信息监测，包括计算有功、无功、电流、电压、总负荷、变压器负荷率、功率、功率因数等，同时对电能进行合理的管控和预警，及时发现并改正运行中存在的用电异常，随时处理。按需设置重要设备的超标预警值，超标时醒目提醒并主动记录。

电能分项、分支路、分区域计量

      将用电（照明插座、动力等）消耗进行分项统计，分项报表的实现帮助用户对各分项用电消耗了如指掌；统计各区域、各班组、各回路电能消耗，准确定位用电消耗大户，制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的有效执行。为用能设备建立运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。

用电管理及计量体系的搭建

      为了实现对利尔达利合达各用电回路用电量的监管，系统设计了用电管理报表，系统通过对有功电度的采集，按照回路名称的不同。按照计量体系搭建原则，自动生成日报表、月报表和年报表，将各进线回路与出线回路电能消耗量在同一张报表中体现出来，并计算出线回路用电量之和，出线回路与进线回路误差、误差百分比（误差百分比是否超标）等，帮助用户及时发现这种非正常用电问题。

      同时电能管理系统可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询，可以帮助后勤管理部门建立有效的用能管理考核制度。通过系统的建设和制度的建立，使各部门办公、生产人员节能意识大大提高，有效的节约了企业管理办公能源消耗。

3、供配电设计中应用电能管理系统的意义

      综上所述，电能管理系统帮助用电单位提高效率、减少损失、降低运营成本，电能管理系统能够有效确保电网管理效率、缩小电力运营成本，也成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。电能管理系统的通信、故障报警、数据存储记录等功能使得工作人员在实际工作中更加方便，可以通过人机操作界面, 直接了解到电力系统的运行状态,并能迅速传递出操作指令，由于监控设备对数据的传递都是通过网络传输来实现，因此，不同的电能管理系统可以设计不同的组网方式,确保数据信息能够迅速的进行传输。另一方面，在建筑、企业配电系统设计中运用电能管理系统，应该根据实际情况选择监控设备。

      在工业企业等场所设置电能管理系统，可以实现对企业内电能计量分项、分支、分区域管理，不仅能够准确的表示出回路的用电状况，它还具备网络通讯等功能，能够与计算机、串口服务器等设备进行组合，及时的显示企业各个配电回路的运作状态，当企业电力系统的负载越标时，电能管理系统能够迅速报警，发出语音提示。另外，电能管理系统还能够生成报表、曲线图等统计信息，便于有关人员分析企业各部分的用电状况，使企业的用电活动更加安全。

作者简介：周洁，女，本科，江苏安科瑞电器制造有限公司，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统。