涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

【摘要】：隨著人民群眾生活水平的不斷提高，人們對健康越來越重視，對醫(yī)療條件的要求也越來越高，隨之而來的各類醫(yī)學實驗室、醫(yī)療診斷設備、診斷技術研發(fā)和產業(yè)化企業(yè)也得到了長足的發(fā)展。生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)在電氣設計以及配電系統(tǒng)的管理上有定的多元化和復雜性。本文以浙江迪安診斷技術股份有限公司生物診斷試劑研發(fā)生產廠房工程為例，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)的應用。

【關鍵詞】：企業(yè)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；生物診斷；實驗室

1   項目概述及建設目標

浙江迪安診斷技術股份有限公司（簡稱“迪安診斷”或“迪安”）成立于2001年，總部設在杭州。迪安診斷立足獨立醫(yī)學實驗室、司法鑒定、診斷產品銷售、診斷技術研發(fā)和產業(yè)化等領域。本項目涉及兩幢六層高的廠房，總建筑面積為44866平方米。項目共設三個配電室，分別為1#、2#以及3#配電室，其中值班室位于1#配電室。

2   先進的配電系統(tǒng)

生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)的配電系統(tǒng)通常比較復雜，負荷等級也較高。對配電系統(tǒng)運行可靠性、電能質量、電氣安全等都有著較高的管理要求，這給電力系統(tǒng)的運營管理帶來定要求。通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對配電網絡和電氣設備的實時監(jiān)控。可提高企業(yè)供電可靠性和處理突發(fā)事件的應對能力，通過監(jiān)控服務器或者個人電腦遠程實現(xiàn)低配電解決方案：

監(jiān)測：檢查設備性能，監(jiān)測電氣系統(tǒng)及各支路電氣設備使用情況、隨時監(jiān)測企業(yè)電能質量是否達標；

化：定期自動生成分析撤告，化資產的使用方式 ，做出正確的運營決策；

節(jié)能：與運維人員實時提醒與報警。遠程實施高效用電管理策略；

控制：通過對低壓電氣回路加裝的多功能監(jiān)控設備，負責采集下游負載數(shù)據(jù)并上傳至監(jiān)控端。同時可以接收上游服務器端控制命令，控制斷路器分合閘。將企業(yè)設備進行負荷分級，當電能或者超標可以切斷不重要負荷。

安全：通過對低壓出線回路漏電、線纜溫度的監(jiān)控，減少因電氣設備老化、使用不當而引起的電氣火災發(fā)生概率，提高供配電系統(tǒng)的運行的安全性。

3   電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計

在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇管理設備，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)，自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關規(guī)范標準。

3.1 電力監(jiān)控設備的選擇

對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應和對意外停電能在短的時間內恢復供電，因此需要對10kV配電回路配置微機保護裝置，實時監(jiān)控10kV回路的運行狀況，并且在40ms內對發(fā)生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應，通過聲光告警信號或直接切除嚴重故障點，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設備的運行狀況，比如開關開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設備信息，建立設備維護維修檔案，避免因為設備故障導致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設備用電信息；通過無功補償控制器，實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進行就地無功補償。

考慮配電系統(tǒng)實際運行管理需求，本項目在低壓進線、母聯(lián)等重要回路配置PZ96L-E4/H，可以實現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網頻率等）以及電能質量分析；在低壓出線回路配置ARCM200L-Z2，可以實現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網頻率等）以及剩余電流、線纜溫度的監(jiān)測，同時該電表還具備兩路通訊接口，將信號分別上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)以及消控室內電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)綜合監(jiān)控，降低企業(yè)成本支出，簡化現(xiàn)場安裝。

3.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網絡構成

系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結構，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網絡層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術及網絡通信技術，整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。

監(jiān)控層包括工程師站和遠動通信站，包含監(jiān)控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數(shù)據(jù)嚴格按照各種標準進行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通訊網絡層包括通訊管理機、網絡交換機等設備，網絡結構如下圖所示：

3.3 主要設計參考標準

GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》

DL/T 5430-2009   《無人值班變電站遠方監(jiān)控中心設計技術規(guī)程》

GB/T 50063-2008  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

《家電網公司十八項電網重大反事故措施》

DL 448-91     《電能計量裝置管理規(guī)程》

ISO/IEC11801     《綜合布線標準》

3.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了次主接線圖界面顯示；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；電能報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

• 數(shù)據(jù)的采集與處理

通過高精度智能儀表以技術手段實現(xiàn)自動化全實時、高密度的實時用電信息監(jiān)測，包括計算有功、無功、電流、電壓、總負荷、變壓器負荷率、功率、功率因數(shù)、電能質量等，同時對電能進行合理的管控和預警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

• 電能分項、分支路、分區(qū)域計量

將用電（照明插座、動力等）消耗進行分項統(tǒng)計，分項報表的實現(xiàn)幫助用戶對各分項用電消耗了如指掌；統(tǒng)計各區(qū)域、各重要設備、各回路電能消耗，準確定位用電消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的真正有效執(zhí)行。為用能重點設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養(yǎng)記錄，為設備的運行維護提供依據(jù)。

• 用電管理及計量體系的搭建

為了實現(xiàn)對企業(yè)各用電回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設計了用電管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同。按照計量體系搭建原則，自動生成日報表、月報表和年報表，將各進線回路與出線回路電能消耗量在同張報表中體現(xiàn)出來，并計算出線回路用電量之和，出線回路與進線回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標）等，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問題。

同時電能管理系統(tǒng)可對某回路的某時間段內的用電量進行查詢，可以幫助后勤管理部門建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設和制度的建立，使各部門辦公、生產人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

• 負荷越限報警

根據(jù)不同負載運行的情況，用戶可以對每個回路設置不樣的電流上限，從而達到客戶所需要電流值進行報警，產生報警記錄。

• 漏電監(jiān)控

實時監(jiān)測低壓出線回路漏電及線纜溫度，旦漏電超過標準值（300~500ma）或者線纜溫度過高，立刻發(fā)出報警信息，提供運維管理人員趕緊前往現(xiàn)場查找并解決隱患。

4、供配電設計中應用電能管理系統(tǒng)的意義

綜上所述，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)提高用電安全系數(shù)、減少損失、降低運營成本，并能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網絡傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設計不同的組網方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速進行傳輸。另方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設計中運用電能管理系統(tǒng)，應該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設備。 

作者簡介：

涂志燕，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電