电能管理系统在西安伊利泰普克饮品有限公司的应用

1.项目概况

       西安伊利泰普克饮品有限公司位于西安临潼区新丰工贸小区。本次配电房改造共设置了一间10KV高压配电室和两间低压配电室，高低压配电室互为隔壁，同时值班室也位于高低压配电室隔壁。其中高压配电室有11面10KV高压柜；1#低压配电室共有低压柜27面；2#低压共有低压柜7面。

2.搭建系统的意义
       电能作为企业主要的能源消耗，很多管理者对电的概念还停留在每个月摆在自己面前的一张电费单——每月会交多少钱的电费；对电的管理也仅限于安排电工每天到各个配电回路抄抄表上的电流、电压及电度值，巡查各个回路有没有发生跳闸，仅仅只是保证企业内部的正常用电。
       企业每月电费支出几十万、几百万甚至上千万元，这些电具体用在了哪里，电费支出是否合理，是否有节能空间；在产能差不多的情况下，电费却较上月明显增多；公司生产规模没有扩容，原来的几台变压器供电一直没问题，为什么设备主管*近一直吵着变压器负荷不够，要增加变压器；变压器运行过程中没见什么异常，怎么会爆掉了；电费单中怎么还有超需量或者功率因数过低的罚款项；生产用电机设备经常损坏需要维修，如何能有效减少损坏频率；意外断电影响生产，难以及时排除故障恢复供电；配电系统年代久远，配电线路多次改造，只知道大概走向，具体如何分配谁也说不清；人工抄表、复费率电价统计工作量大，存在人为误差；同时抄表人员与强电接触、或登高作业存在安全隐患。
       此上种种都是在用电管理的过程中或多或少会遇到的问题，如何解决这些问题就显得尤为重要。单纯的人工以及无法满足，因此需要针对此项目搭建起计量体系，通过自动化实时集抄，为配电系统安全可靠运行提供保障，设备发生故障（变压器过负荷、接地短路、过温）提前预警，提示值班人员及时排除故障，或快速定位跳闸原因，及时恢复供电；以数据为依据为后续节能改造提供数据支撑，通过数据分析，实现管理模式的改进，针对部门建立有效数据考核机制，实现节能降低企业运营成本。
3.具体措施
       通过对现场加装智能设备及对原有带通讯设备接入，以达到整体监控效果，接入设备如下图所示。

       现场共有一间10KV高压配电室，两间低压配电室以及四间变压器室和一间电容柜室，其中2#厂房变配电室。值班室位于高低压配电室隔壁，因此只需在值班室内配置两台型号为Anet-2E8S1的通讯管理机进行数据采集，10台微机综保、9只高压多功能高压仪表、11只温湿度控制器、1台直流屏控制器、5台变压器温控仪、54台多功能通过双绞线以手拉手方式进行通讯连接至通讯管理机，通讯管理机采集到的数据上传至后台主机；监控计算机读取现场控制层设备的数据并实时显示在人机界面，并存入数据库供计算和报表调用。
       在现场高低压配电室、变压器室、电容柜室以及值班室合计9个房间各配置一台温湿度变送器，用于监测各房间内的环境温度和湿度，温湿度变送器通过RS485总线以手拉手方式进行通讯连接至通讯管理机，通讯管理机采集到的数据上传至后台主机。
       监控层负责完成对整个监控系统的数据采集、处理、显示和监视功能，并在满足权限和逻辑时，对相应的设备进行控制，还为运行人员提供各种控制管理功能，并提供多种外部系统接入接口。监控计算机是监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作控制命令的解释和下达，系统时钟校正等。监控计算机通过鼠标能实现常规主控制屏的全部功能。
       后台监控系统的计算机采用高性能工控机，同时配置大屏幕彩色液晶显示器，提供良好的人机界面。后台音响设备可提供语音报警，打印机可以记录系统信息，并可召唤或者定时打印数据报表。
4.效果分析
       24小时在线监控，有效的保障了电力供应的安全可靠，同时达到了降损节能、减少人力开支、提升经济效益的目的。
       现就项目实施后为企业带来的经济效益做一个预估和分析：
一、人力成本。
       项目实施前：西安伊利泰普克饮品有限公司分管配电室线路和维护等各类人员四班三倒，假设每个班组3人合计12人，平均月工资按照3000/人/月，每月人员工资支出为36000元/月。
       项目实施后：系统运行后，所有配电室设备的运行情况均可通过后台进行监控，无需人工每日巡查及手工抄表做记录；系统根据客户的报表需求直接生成运行报表，时间准确，并且由于系统24小时运行，数据实时存储，对高低压回路运行情况可以任意查询，不需要专门有一个人每隔两小时或三小时进行一次手工记录；每个班组仅需要2名人员进行常规值班和紧急情况处理。每月人员工资支出仅需12000元左右。
二、用电质量成本。
       项目实施前：西安伊利泰普克饮品有限公司每月仅有供电局的电费单，只知道上个月用了多少电，但是并不清楚这些电都用在什么地方，有没有用能异常等状况。
项目实施后：通过监控系统可查询用电踪迹，具体至每个回路，每个车间照明、动力等各类用电一目了然。并可以按日、按月、按年导出报表和供电局电费单进行比对。做到电费支出的清晰明了。同时可监控用电的功率因数，避免功率因数过低造成的供电局罚款。假设每个月耗电量为300000Kwh，电单价为0.5月/Kwh，现行状况用电效率为80%、系统实施后可将用电效率提升至90%-95%,每月提高有效用电量30000-45000Kwh，可节省电费20000元左右。
三、用电安全成本
       项目实施前：西安伊利泰普克饮品有限公司现有用电安全只能通过人工巡查进行检测，但是人工巡查具有滞后性、不确定性，不及时性等诸多弊端。往往发生跳闸，断电甚至火灾事故时才能发现状况并作出补救措施，此时已经造成经济和人员安全等各类损失。
       项目实施后：通过运维系统可监控各回路的电压、电流等各类用电参数，并可以设置报警阈值，如果出现过负荷等状况，系统会立刻进行报警窗口弹出并发出报警声音通知维护管理人员进行排查，避免跳闸，断电甚至火灾等安全事故的发生，确保用电的可靠安全。此状况下带来的效益无法用经济状况衡量。
5.系统界面展示
1.配电监测
       系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

高压一次图

低压一次图
2.电能统计报表
       系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

常规电能报表

用户自定义分区域/重要设备电能报表
 
3.详细电参量查询
       在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。

4.运行报表
       系统具有实时电力参数和历史方便客户电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询*近更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件。本项目根据客户提供的之前手工记录的报表格式制作运行报表，之前需要费时费力并且不安全的手工抄表就通过软件实现，用户只需选择对应报表格式，需要查看的时间即可查询，并支持在线打印，存档。

低压负荷报表

高压及变压器负荷报表
5.变压器运行监视
       系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流，变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠性。

6.实时报警
       系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。

7.历史事件查询
       系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

8.遥控操作置分/置合
       系统支持对高压断路器进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。

9.用户权限管理
       系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

10.通讯状态图
       系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。