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技术论文

企事业单位配用电智能化管理效益分析

  2010-02-10

 一、 前言

1、配用电自动化:

在工矿、企事业单位及楼宇大厦中,电力的供应对生产、工作的正常进行有着非常重要的作用。而传统的电气控制,主要通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、各种控制继电器(电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、温度继电器等)、各种主令电器(控制按钮、行程开关、万能转换开关和主令控制器等)、互感器、各种电工仪表(电流表、电压表、功率表等)组合成中低压开关控制柜来实现配电、控制、保护、监视等功能。这种方式由于经过多年的应用和实践,积累了丰富的经验,所以成熟、可靠、安全,但是这种电气控制,以人的操作为主,并且对于较为复杂的控制逻辑实现起来比较困难。随着现代工业的发展,对电气设备控制自动化和智能化程度的要求越来越高,出现了一种全新的配用电智能化、自动化管理技术,并且是今后配用电管理的一种必然趋势和发展方向。 

配用电智能化管理是指:利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性,力求供电经济性最好,企业管理更为有效。       

工厂配用电智能管理包含企业中与配用电系统有关的全部功能数据流和控制。主要包含以下2个方面:10KV及低压馈线自动化。馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。其主要功能有:运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。 

智能配用电监控系统特别针对国内工厂、企业、医院、大楼等中低压10KV/0.4KV配电系统的原有设备进行设计,不仅可以在新的开关柜上实现,而且可以在不改动原有开关柜的基础上轻松实现智能配电管理,实现对企业的用电监控、电度计费、远程控制。最终将可以实现对全厂的高低压设备进行统一监控、管理,完成对高、低压系统的运行参数,开关状态的数据采集,进行实时监视,故障报警以及对保护定值进行在线整定。各种测量的实时数据与历史数据被保存在数据库服务器上,各个终端工作站或其他服务器通过网络可以共享数据库资源,实现本机权限范围内的数据监视浏览,数据检索查询或其他信息服务。如果在局域网上加装网关/路由器等网络设备,可以实现数据在全厂局域网或广域网范围内的共享,从而将智能配电监控管理系统与工厂信息管理系统集成在一起。

具体可实现以下功能:

A 高压监控系统显示功能:

·图形曲线和表格形式负荷显示,隔离开关和断路器状态显示,实时刷新主要设备状态。

·高压断路器开关进行遥控的分合操作(具有防误操作,互相闭锁功能)。

·可以数字表格或指针仪表等多种形式实时显示各开关柜的相/线电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等电力参数。

·事故显示:状态量的变位,模拟量的越限;系统定期自检。

·可以数字表格或指针仪表等多种形式实时显示母线的线电压和相电压。

·可产生各种形式的报表,满足综合用电管理要求。

B.低压配电网络监控系统

·接线图显示:低压断路器状态显示,实时刷新开关运行状态、故障状态信息。 

·可实时显示各低压监测回路电流,母线电压,功率因数,电度表值或计算机内部DI   电度值。 

·可实时显示变压器的各种运行状态,运行故障报警等信息。 

·可实时根据相应的通讯节点和通信协议显示应急供电系统、UPS电源、直流电源系统故障报警信息。 

·可实现后台遥控操作低压塑壳断路器(消防负荷除外)分离脱扣机构,完成塑壳断路器的分闸操作;并可记录操作员的姓名,操作时间及操作对象。 

·可实现后台遥控操作低压框架断路器(低压开关柜进线、母联断路器)的电操机构,完成该断路器开关的合分闸操作;并可记录操作员的姓名,操作时间及操作对象。 

·可将各电度计量表计集中数据抄收,集中抄表系统能够根据用户需要编辑报表,形成的报表可完全满足综合用电管理要求。

C.前置机上传监控中心信息

可由现场的电力仪表终端配合上位机监控软件组成供配电自动化系统,终端通过网络接口,可将供配电系统的运行参数、运行状态及故障情况传输道集中监控中心,通过设置可实现上位机能或不能对配电系统实施控制。

D.告警功能

·若开关变位,会有画面提示及声音告警,并会在告警框内有警字提示、告警性质及开关状态说明。若有电流越限,会有画面提示及声音告警,并会在告警框内有警字提示、告警性质及当前越限值说明。 

·若有电压越限,会有画面提示及声音告警,并会在告警框内有警字提示、告警性质及当前越限值说明。 

·对于开关变位,保护动作,保护告警,电流电压越限等情况可给打印机实时打印,并写盘保护。

E.打印功能

·负荷报表或根据具体需要可设定打印时间周期;日、月负荷曲线的召唤打印,自动报表、召唤打印;电能定时打印可随意设定打印时间。 

·对于开关变位,保护动作,保护告警,电流电压越限等情况可给打印机实时打印。 

F.计算功能

·可实现功率总加、电能总加计算。 

·可实现24小时最大、最小、平均值、月最大、最小、平均值等计算。 

·可实现负荷率计算,功率因数计算。

·其他需要的辅助计算等。 

2、变电站自动化:

变电站自动化指应用自动控制技术和信息处理与传输技术,通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技术为标志,进入传统的变电站二次设备领域,使变电站运行和监控发生了巨大的变化,取得显著的效益。变电站自动化的基本功能有:数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等项功能。近几年,大量的配、变电站采用了变电站自动化设备,显示出显著的经济效益。 

二、直接经济效益分析

1.可提高供电质量  

信息时代的到来,要求不间断供电的计算机设备越来越多,给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产,而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。落后的人工配用电管理方式,在城乡都是不适用的。只有实现配用电系统的自动化,才可能最大限度地提高供电质量,满足人们日常生活工作与生产的需要。实现配用电自动化可提高供电的可靠性。实现配用电自动化,可减少故障次数,缩小事故范围,缩短事故时间,为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据。某工厂没有采用配用电自动化前每月故障次数为1次,故障抢修时间为2小时,每小时的产出商品价值5000元,每年开工11个月,每年可减少停电导致的生产损失为2*1*5000*11=11万元,采用配用电自动化系统后,即可将故障次数大大减少,设备在发生故障前隐患即可被发现,无需全面停电检修,生产设备可以做到不停机,每年可减少损失11万元。

2.降低网损率的经济效益

根据国内配用电自动化系统运行的成功经验,通过电压和无功优化控制,可以降低网损率3%左右。某工厂的年用电量为1000万KWh,通过电压和无功优化控制,每年可节省电量为30万KWh,节能效益按0.42元/KWh计算,每年节约12.6万元。由此看来,直接的经济效益十分巨大,间接的经济效益和社会效益则更大。 

3.设备管理的经济效益 

配用电自动化系统的效益还在很大程度上体现在配用电设备管理上。比如设备检修,如果没有相应的配用电自动化监控管理系统,所有设备按一定期限定期检修,其工作量巨大,耗费大量人力物力,配用电管理系统的使用可以使设备检修的针对性更强。变故障修为状态修,变人工巡检为自动故障保修,减轻维护人员的劳动强度;减少操作 人员;增强电力系统的免维护性。

通过对负荷的监控,合理分配负荷,还可以最大限度地保护供电设备投资。有利于提高设备的安全和健康水平,延长使用寿命。某工厂,每年因烧毁电力设备、动力设备等事故的损失为6万元(一台变压器的价值就在10万元以上,一台10KV开关柜价值在5-8万元之间,电动机的价值从几千到几万不等,高压电动机更贵,其它断路器、接触器、继电器设备数量更多,更应容易烧毁),实现配用电自动化之后就可以完全避免此类事故的发生,每年节省设备维护费用6万元。

4.提高企业用电的管理水平

传统用电管理是由电工的经验来实现的(即经验管理),其管理的好坏决定于电工人员的经验、责任心、及情绪。在制造行业中对电工师傅的称呼为“电工大佬 ”,他是公司中非常重要的人物,甚至公司的一些管理制度到了“电工大佬”这都要开绿灯,因为老板深知“电工大佬”的心情就可以影响公司用电费用。但是“电工大佬”对工厂也只是起保证用电的作用,根本谈不上安全、可靠(质量)、高效的用电管理层面。

电能管理系统是给现代化工厂提供的一套信息化时代的用电管理手段,它能准确、及时地提供实时的数据和信息;可以直观地监视全厂内任何地方、任何设备的 运行情况,方便的控制计划停电、供电,实现总体控制。为用户调整用电峰谷时段,提供有效的依据。做到值班电工通过电脑画面实时监视系统的运行状况;检修电工根据画面的预警提示有针对性的对设备进行保养、检修;电气工程师通过系统报表和分析曲线制订保养、检修、整改计划;管理者代表可根据详细的电量统计报表 核算、控制产成本;为企业ERP提供充足完整的数据信息。在不增加人员成本的基础上,大大提升了管理水平。

5.节省人员成本

   系统令电工职责更清晰、层次更分明、分工更具体,对运行、检修人员要求少而精,电力系统经验:一个35KV变电站比不做自动化前节省1/3的人员。

三、间接经济效益

    随着电力电子产品的广泛应用(如:变频器、电脑、电子镇流器等)的同时,也带来了对电源的污染,其中谐波、电磁干扰对环境及设备的影响最严重。 

1.  通过智能配用电系统可诊断出困扰公司多时难解决的问题,比如:产品合格率的瓶颈、电脑、功控设备寿命短等平时很难发现及解决的问题。    

2.  由于系统的监控主机一般安装于办公室或值班室,与电气设备(尤其是高压设备)有一段距离,将减少值班员、运行工,检修工等一线人员拉出到发生职业病的可能范围以外,减少输配电系统职工的发病率,减轻企业的医疗负担,提升员工的生活质量。  

四、结语: 

   配用电自动化系统的经济效益,一直以来,仁者见仁,智者见智。它无疑具有强大的经济效益。如果把每年的直接经济效益产出定义为 

S=(J+ L + W)*T 

J=每年因检修导致的停电损失,(上面假设为11万元) 

L =每年因网损导致的电能浪费,(上面假设为12.6万元) 

W =每年节约的设备维护费,(上面假设为6万元) 

T=设备运行年限 

那么,每年增加经济效益产出29.6万元,运行时间越长,经济效益越明显。 

除此之外,它更有重要的社会效益。减少人类在强电场中的工作时间,对从业人员的身体健康更有着重要的意义,可以避免很多职业病、人为触电事故的发生。一些在电厂、变电站、配电所长期工作的职工,头晕、心悸、不孕不育、低血压、糖尿病、白血病(血癌)、肺癌、脑瘤(癌)等病的发病率很高,发病原因跟长期在强电 磁场中受辐射有关。在强调人权、强调关爱生命健康的现代社会,我们甚至号召大家保护小鸟和野生动物,却没有意识到有众多的电力系统职工生活在无形的强电磁 辐射恐怖中,甚至已经患上职业病,却找不到病因。与人民的生命安全相比,区区几文设备款又算得了什么呢?更何况有如此强大的经济效益呢?在现代工厂供电系 统,采用智能配用电系统,其效益是巨大的,无疑是大势所趋。

标签:企事业单位配用电智能化管理效益分析

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