摘要：隨著電力係統的快速發展，用電負荷的持續增長、gezhongxinxingfuzaidebuduanchuxianheguojiaduijienengjianpaideyangeyaoqiu，shideyonghugengjiaxuyaoyouxiaodediannengguanlifanganlaiyingduishangsubianhuasuodailaidetiaozhan，yishixianshupeidianxitongdekekao、高效、低耗的運行。

本文介紹基於ACR多功能網絡電力儀表的Acrel-3000電能管理係統在中材萍鄉水泥4500t/d新線的應用，實現了分散式采集和集中控製管理的智能化電能計量管理。

關鍵詞： 水泥廠;用電大戶;班組用電考核;電能管理係統

0 引言

中(zhong)材(cai)萍(ping)鄉(xiang)水(shui)泥(ni)有(you)限(xian)公(gong)司(si)是(shi)江(jiang)西(xi)省(sheng)萍(ping)鄉(xiang)市(shi)的(de)用(yong)電(dian)大(da)戶(hu)
，老(lao)生(sheng)產(chan)線(xian)每(mei)年(nian)電(dian)費(fei)支(zhi)出(chu)達(da)幾(ji)千(qian)萬(wan)人(ren)民(min)幣(bi)，故(gu)用(yong)戶(hu)非(fei)常(chang)注(zhu)重(zhong)班(ban)組(zu)用(yong)電(dian)考(kao)核(he)。因(yin)安(an)科(ke)瑞(rui)為(wei)其(qi)老(lao)生(sheng)產(chan)線(xian)設(she)計(ji)的(de)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)表(biao)現(xian)良(liang)好(hao)，4500t/d新生產線的電能管理係統仍由安科瑞設計。

1 項目概述

中材萍鄉水泥有限公司成立於2008年
，注冊資金38861.775萬元
，隸屬於中國中材集團，專業從事水泥的生產


、銷售。公司目前主要生產：32.5級複合矽酸鹽水泥和42.5級普通矽酸鹽水泥。中材萍鄉水泥有限公司4500t/d熟料水泥生產線項目位於萍鄉市上栗縣福田鎮連陂村，最終產品為水泥和熟料。項目於2010年5月開工建設
，計劃於2011年9月完工，項目靜態總投資2.8億元。

中材萍鄉水泥4500t/d新線的供電由福田鎮供電局引兩路110kV供電線路至新線總降變電所，通過25000MVA的1#主變和31500MVA的2#主變降壓至10kV並配出到廠區窯頭、窯尾、原料磨
、水泥磨
、石灰石破碎等各個生產線配電室。試運行階段新生產線由老廠區供電
，如今生產線投產，供電線路正常運作，1#主變未投，靠2#主變為整條新線的生產供電。

新生產線10kV配電係統接線方式為三相四線，兩路進線之間設有母聯。總降配電係統一次圖如下：

2 需求分析

中材萍鄉水泥新線先期針對總降變電所各回路進行電度計量
，視生產線使用情況決定是否將電能管理係統擴大至生產線各10kV配電係統，新線0.4kV配電係統設計中不做計量功能。

10kV總降配電室有10kV開關櫃27台，其中19個回路需要做電度計量，而兩台主變10kV和110kV側及110kV總進線這5個回路需要單獨做電度計量。3gebeiyonghuilujianglaikenenggaichengyureliyongfadian，xujiliangfanxiangdiandu。yonghumeiliangxiaoshizuoyicishengchanyongdianliangjilu
，anzhaomeitianzaozhongwansanbanjinxingkaohe，zaobanshijianwei8：00am~4:00pm，中班為4:00pm~12:00pm
，夜班為0：00am~8:00am。每周將總降變電所數據與生產線配電室數據比對一次，每月與供電局提供的耗電數據比對
，以此作為考核各班組產能能耗的依據。

3 係統設計方案

3.1設計標準

DL/T 698                             電能信息采集與管理係統

DL/T 698.1-2009                第1部分： 總則

DL/T 698.2-2010                第2部分： 主站技術規範

DL/T 698.31-2010              第3.1部分： 電能信息采集終端技術規範-通用要求

DL/T 698.35-2010             第3-5部分： 電能信息采集終端技術規範-低壓集中抄表終端特殊要求

DL/T 698.41-2010             第4-1部分： 通信協議-主站與電能信息采集終端通信

DL/T 698.42-2010             第4-2部分： 通訊協議-集中器下行通信協議

DL/T/814-2002                 配電自動化係統功能規範

GB/T/3047.1                    麵板
、架和櫃的基本尺寸係列

DL/T5137-2001             《電測量及電能計量裝置設計技術規程》

GB2887                          計算站場地技術條件

3.2 係統結構

整個係統采設計了一套Acrel-3000電能管理係統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層

、監控管理層，如圖1所示：

本項目中，通過在總降10kV開關櫃上安裝上海安科瑞電氣股份有限公司ACR320E係(xi)列(lie)多(duo)功(gong)能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)來(lai)實(shi)現(xian)變(bian)電(dian)所(suo)各(ge)回(hui)路(lu)電(dian)度(du)計(ji)量(liang)。另(ling)由(you)珠(zhu)海(hai)萬(wan)利(li)達(da)在(zai)總(zong)降(jiang)二(er)樓(lou)中(zhong)控(kong)室(shi)使(shi)用(yong)與(yu)開(kai)關(guan)櫃(gui)同(tong)型(xing)號(hao)儀(yi)表(biao)組(zu)電(dian)度(du)表(biao)屏(ping)用(yong)以(yi)計(ji)量(liang)新(xin)線(xian)110kV進線
、1#2#主變高壓側及低壓側的正向有功
、無功電度。此外，在原料磨、水泥磨
、窯頭

、窯尾
、石灰石破碎等處生產線配電室10kV開關櫃上也裝有ACR320E係列儀表。電能管理係統先期隻將總降配電室和中控室的多功能儀表進行後台組網，即現場設備層由總降配電室和中控室內所有ACR320E係列儀表組成。現場儀表采用屏蔽雙絞線RVVSP2*1.0作為RS485總線的傳輸介質
，每一根485總線上掛接的儀表設備數量不超過20台，線路總長不超過100米

，以此保證數據鏈路的穩定性。本項目中
，24塊儀表分成2路
，即配電室的19台儀表和中控室的5台儀表分別通過一根485總線與後台係統通訊。

現場儀表配置清單如下：

序號	櫃號	回路名稱	儀表型號	端口號	儀表地址	CT(*/5)
1	ZJ1	1#站用變	/	PORT1 COM3	/	/
2	ZJ2	1#電容器	ACR320E		2	300
3	ZJ3	備用2	ACR320E		3	400
4	ZJ4	備用1	ACR320E		4	400
5	ZJ5	2#電容器	ACR320E		5	300
6	ZJ6	1期原料磨配電站1#線	ACR320E		6	400
7	ZJ7	1#變主進線	/		/	/
8	ZJ8	I段PT	/		/	/
9	ZJ9	2期水泥磨配電站1#線	ACR320E		9	400
10	ZJ10	1期原料磨配電站2#線	ACR320E		10	400
11	ZJ11	1期水泥磨配電站	ACR320E		11	400
12	ZJ12	廠前區配電站	ACR320E		12	400
13	ZJ13	1期+2期石灰石破碎配電站	ACR320E		13	400
14	ZJ14	分段開關	/		/	/
15	ZJ15	隔離	/		/	/
16	ZJ16	2期原料磨配電站1#線	ACR320E		16	400
17	ZJ17	2期原料磨配電站#2線	ACR320E		17	400
18	ZJ18	2期水泥磨配電站2#線	ACR320E		18	400
19	ZJ19	#2變主進線	/		/	/
20	ZJ20	備用3	ACR320E		20	400
21	ZJ21	II段PT	/		/	/
22	ZJ22	4#電容器	ACR320E		22	300
23	ZJ23	3#電容器	ACR320E		23	300
24	ZJ24	保安電源	ACR320E		24	400
25	ZJ25	2期窯尾配電站	ACR320E		25	400
26	ZJ26	2期窯頭配電站	ACR320E		26	400
27	ZJ27	2#站用變	/		/	/
28	PDP1	110kV進線多功能表	ACR320E	PORT2 COM4	1	600/5
29	PDP2	1#主變高壓側多功能表	ACR320E		2	300/5
30	PDP3	2#主變高壓側多功表	ACR320E		3	300/5
31	PDP4	1#主變低壓側多功能表	ACR320E		4	3000/5
32	PDP5	2#主變低壓側多功能表	ACR320E		5	3000/5

因先期係統較小，通訊管理層設備選取了Korenix所產的4口串口服務器Jetport5604I
，可以同時集成4路RS485總線並帶有光電隔離功能。串口服務器安裝在中控室網絡機櫃中
，通過工業以太網TCP/IP協議與站控管理層連接
，以太網傳輸介質為超五類STP屏蔽線。本項目中預留了工業網絡交換機以備今後係統擴容。

站控管理層主要設備是DELL的工作站、山特1KVA的塔式UPS電源以及惠普的A4幅麵打印機，操作係統軟件Windows XP SP3，電能管理係統軟件為Acrel-3000係列產品。

本項目全部設備均使用有線式連接，通訊組網施工於新線生產線啟動前完成，在試運行期間完成係統調試，電能管理係統於2011年12月與生產線同時投運。

3.3 係統功能

數據采集與管理

配電需要的數據采集主要通過ACR320E網絡多功能儀表
、PT、CT等裝置，將現場各用電設備的運行參數，包括：電流
、電壓、有功功率
、無功功率、功率因數、有功電度等遙測信息及斷路器分合閘狀態等遙信狀態進行采集。儀表均通過485總線連接至智能通訊服務器
，並通過以太網接口接入至電能管理主機ACR320E網絡多功能儀表采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合
，抗噪聲幹擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備
，最大傳輸距離為1.2km。

信息處理

對信號采集係統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。對同用電單位不同時期、不同用電單位同一時期用電量進行統計;作為電費的管理平台，與實際發生電費進行比較;根據移動油機發電量，對消耗燃油進行估算。

清晰的反映全廠各個部門的用電構成，建立標杆部門，通過與標杆部門的比較，發現偷電
、漏電、長明燈
、未使用設備下電等環節;對不同的節能方案節能效果的評估，有利於有針對性地選擇節能措施

，還可以作為合同能源管理項目的計量係統;

電能報表實現了實現了所有電能數據的按時間查詢，分為分鍾
、小時、日
、月年等五種類型;

電能彙總表，所有監控設備電能彙總，按時間段查詢，自動計算任意時段用電量;

打印及導出，所有報表及界麵均可打印，或以EXCEL、WORD格式導出;

電能報表如圖2所示

畫麵顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機交互界麵
，實時顯示配電係統各種信息畫麵，包括各斷路器當前狀態
、各回路當前電壓、電流
、功率等測量值的實時信息。聲光提示報警信息
、保護設備動作及複位信息，詳細界麵如圖3所示：

用電趨勢

負fu荷he趨qu勢shi曲qu線xian提ti供gong了le某mou一yi段duan時shi間jian內nei該gai回hui路lu的de負fu荷he趨qu勢shi，方fang便bian管guan理li員yuan掌zhang握wo用yong電dian設she備bei的de運yun行xing狀zhuang況kuang
，通tong過guo對dui曆li史shi數shu據ju的de分fen析xi，可ke為wei今jin後hou新xin增zeng部bu門men和he設she備bei提ti供gong科ke學xue的de用yong電dian量liang估gu算suan;通過分析大樓內每個設備的用電量和設備的品牌、型號、使用年限等設備詳細信息來評估設備用電是否合理;通過大樓內各部門用電同比、環比的報表分析，得出各設備用電是否合理;對某一節能設備或技術在使用一定時間後

，評測的節能效率是否與當初的預計一致。用電趨勢如圖4所示：

告警與控製

告gao警jing的de提ti示shi和he通tong知zhi模mo塊kuai可ke以yi將jiang日ri常chang監jian控kong係xi統tong管guan理li模mo塊kuai統tong計ji的de異yi常chang數shu據ju進jin行xing分fen類lei整zheng理li
，對dui超chao出chu標biao杆gan電dian量liang一yi定ding範fan圍wei的de數shu據ju，通tong過guo硬ying件jian的de支zhi持chi發fa出chu聲sheng光guang
、短信、工單等形式的告警
，報警查詢界麵如圖5所示：

報警提示框顯示報警發生的時間、回路名
、回路用途、數據點、數據點說明和報警內容(若是過負荷報警還將顯示被報警的電流值和所設定的報警限值)

4 結束語

該項目所采用的Acrel-3000電能管理係統已經於2011年底正式投入運行
，整個係統運行穩定
、安全
，極大的方便了用戶的使用，提供了大量實時、準確的電能數據，為管理者進行內部計量考核做出了隻管依據，為進一步的節能管理及節能措施的實施打下了基礎。

參考文獻

任致程，周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4