電能管理系統(tǒng)在中材萍鄉(xiāng)水泥4500t/d生產(chǎn)線改造上的應(yīng)用

郭毅   韓來發(fā)
上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 

摘要：隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長、各種新型負(fù)載的不斷出現(xiàn)和國家對(duì)節(jié)能減排的嚴(yán)格要求，使得用戶更加需要有效的電能管理方案來應(yīng)對(duì)上訴變化所帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的可靠、高效、低耗的運(yùn)行。本文介紹基于ACR多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在中材萍鄉(xiāng)水泥4500t/d新線的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電能計(jì)量管理。

關(guān)鍵詞： 水泥廠；用電大戶；班組用電考核；電能管理系統(tǒng)

0  引言

        中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司是江西省萍鄉(xiāng)市的用電大戶，老生產(chǎn)線每年電費(fèi)支出達(dá)幾千萬人民幣，故用戶非常注重班組用電考核。因安科瑞為其老生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的電能管理系統(tǒng)運(yùn)行表現(xiàn)良好，4500t/d新生產(chǎn)線的電能管理系統(tǒng)仍由安科瑞設(shè)計(jì)。

1  項(xiàng)目概述

        中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司成立于2008年，注冊(cè)資金38861.775萬元，隸屬于中國中材集團(tuán)，專業(yè)從事水泥的生產(chǎn)、銷售。公司目前主要生產(chǎn)：32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥和42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司4500t/d熟料水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目位于萍鄉(xiāng)市上栗縣福田鎮(zhèn)連陂村，最終產(chǎn)品為水泥和熟料。項(xiàng)目于2010年5月開工建設(shè)，計(jì)劃于2011年9月完工，項(xiàng)目靜態(tài)總投資2.8億元。

 

        中材萍鄉(xiāng)水泥4500t/d新線的供電由福田鎮(zhèn)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并配出到廠區(qū)窯頭、窯尾、原料磨、水泥磨、石灰石破碎等各個(gè)生產(chǎn)線配電室。試運(yùn)行階段新生產(chǎn)線由老廠區(qū)供電，如今生產(chǎn)線投產(chǎn)，供電線路正常運(yùn)作，1#主變未投，靠2#主變?yōu)檎麠l新線的生產(chǎn)供電。

新生產(chǎn)線10kV配電系統(tǒng)接線方式為三相四線，兩路進(jìn)線之間設(shè)有母聯(lián)?？偨蹬潆娤到y(tǒng)一次圖如下：

 

2  需求分析

        中材萍鄉(xiāng)水泥新線先期針對(duì)總降變電所各回路進(jìn)行電度計(jì)量，視生產(chǎn)線使用情況決定是否將電能管理系統(tǒng)擴(kuò)大至生產(chǎn)線各10kV配電系統(tǒng)，新線0.4kV配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不做計(jì)量功能。
        10kV總降配電室有10kV開關(guān)柜27臺(tái)，其中19個(gè)回路需要做電度計(jì)量，而兩臺(tái)主變10kV和110kV側(cè)及110kV總進(jìn)線這5個(gè)回路需要單獨(dú)做電度計(jì)量。3個(gè)備用回路將來可能改成余熱利用發(fā)電，需計(jì)量反向電度。

        用戶每兩小時(shí)做一次生產(chǎn)用電量記錄，按照每天早中晚三班進(jìn)行考核，早班時(shí)間為8：00am~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(shù)據(jù)與生產(chǎn)線配電室數(shù)據(jù)比對(duì)一次，每月與供電局提供的耗電數(shù)據(jù)比對(duì)，以此作為考核各班組產(chǎn)能能耗的依據(jù)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

        3.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

        DL/T 698                                             電能信息采集與管理系統(tǒng)

        DL/T 698.1-2009第1部分：             總則

        DL/T 698.2-2010 第2部分：            主站技術(shù)規(guī)范

        DL/T 698.31-2010 第3.1部分：      電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求

        DL/T 698.35-2010第3-5部分：       電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-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(xié)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(xié)議-集中器下行通信協(xié)議

        DL/T/814-2002                                   配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范

        GB/T/3047.1                                       面板、架和柜的基本尺寸系列

        DL/T5137-2001     　                      《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

        GB2887                                               計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件

        3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：

圖1

        本項(xiàng)目中，通過在總降10kV開關(guān)柜上安裝上海安科瑞電氣股份有限公司ACR320E系列多功能電力儀表來實(shí)現(xiàn)變電所各回路電度計(jì)量。另由珠海萬利達(dá)在總降二樓中控室使用與開關(guān)柜同型號(hào)儀表組電度表屏用以計(jì)量新線110kV進(jìn)線、1#2#主變高壓側(cè)及低壓側(cè)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(chǎn)線配電室10kV開關(guān)柜上也裝有ACR320E系列儀表。電能管理系統(tǒng)先期只將總降配電室和中控室的多功能儀表進(jìn)行后臺(tái)組網(wǎng)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層由總降配電室和中控室內(nèi)所有ACR320E系列儀表組成。現(xiàn)場(chǎng)儀表采用屏蔽雙絞線RVVSP2*1.0作為RS485總線的傳輸介質(zhì)，每一根485總線上掛接的儀表設(shè)備數(shù)量不超過20臺(tái)，線路總長不超過100米，以此保證數(shù)據(jù)鏈路的穩(wěn)定性。本項(xiàng)目中，24塊儀表分成2路，即配電室的19臺(tái)儀表和中控室的5臺(tái)儀表分別通過一根485總線與后臺(tái)系統(tǒng)通訊。

 

因先期系統(tǒng)較小，通訊管理層設(shè)備選取了Korenix所產(chǎn)的4口串口服務(wù)器Jetport5604I，可以同時(shí)集成4路RS485總線并帶有光電隔離功能。串口服務(wù)器安裝在中控室網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中，通過工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與站控管理層連接，以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)為超五類STP屏蔽線。本項(xiàng)目中預(yù)留了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以備今后系統(tǒng)擴(kuò)容。

        告警與控制
        告警的提示和通知模塊可以將日常監(jiān)控系統(tǒng)管理模塊統(tǒng)計(jì)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，對(duì)超出標(biāo)桿電量一定范圍的數(shù)據(jù)，通過硬件的支持發(fā)出聲光、短信、工單等形式的告警，報(bào)警查詢界面如圖5所示：