安科瑞电气股份有限公司杭州分公司

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 20220809摘要：综合管廊（日本称“共同沟”、中国台湾称“共同管道”），就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理， 综合管廊供配电工程是管廊工程中主要的附属工程为管廊内照明系统、监控系统、消防系统、通风系统、排水系统提供电力保障及控制接口。推进城市地下综合管廊建设，是创新城市基础设施建设的重要举措，不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，用好地下空间资源，提高城市综合承载能力，满足民生需求，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升城市发展质量，为经济发展增添新动力。关键字：综合管廊 管廊电力监控 管廊配电设计 管廊运维一、配电系统1、配电设计 从目前国内建设的综合管廊来看其功能定位主要是为各种管线提供一个安装方便、可维护性好并能预留远期发展的管线通道其功能明确单一但管廊作为城市运行的主动脉重要性不言而喻，因此保障管廊安全运行是供配电系统设计的首要目标。 电力电缆火灾是综合管廊的主要危险源也是管廊火灾的主要破坏对象一旦失火将造成大面积停电。并且电力电缆火灾的特点是电缆一旦过火电缆绝缘材料已经破坏火灾无论是否及时扑灭电缆已无法继续使用需及时更换。ＤＬ／Ｔ5221—2005《城市电力电缆线路设计技术规定》也规定在电力电缆进出线集中的隧道为了把火灾事故限制在小范围尽量减小事故损失可加设监控报警和固定自动灭火装置。由此可见管廊消防重点是限制火灾范围保护未失火区而非迅速扑灭火灾。 为此将综合管廊划分成若干个防火分区。图 1为综合管廊典型防火分区设备系统图。其中火灾时需可靠打开应急疏散照明指示人员逃生；切断非消防负荷防止火灾事故扩大；关闭防火门、通风电动百叶、防火风阀形成“ 闷烧”即可限制火灾范围。此外灭火系统起到加快扑灭火灾及限制火灾范围辅助作用故管廊灭火系统一般不采用自动水喷雾灭火系统而采用系统简单的气溶胶自动灭火系统、移动式水喷雾系统或不设灭火系统。因此供配电系统应在火灾情况下为可靠形成“ 闷烧”及完成消防动作提供电力保障。火灾时需可靠完成的消防动作如表1所示。2、配电结构 根据总图专业对于防火分区的划分，每两个防火分区设一处进（排）风机房，考虑综合管廊各相邻配电单元负荷类型、容量、数量、受电位置基本相同，且具有沿线分布、比较均匀的特点，本项目以每防火分区作为一个配电单元，在每个进（排）风机房设一处配电间，为配电间两侧相邻的配电单元进行供电。 沿管廊设置独立地下变电所，每变电所为两或三处配电间进行供配电，即每处变电所为4~6个配电单元供电（供电半径不大于800m）。 每处变电所内设置2台10kV/0.4kV SCB13型干式变压器，两台变压器并列运行。 变电所的2台变压器的低压侧分别设进线柜、无功补偿柜、二级负荷配电柜、三级负荷配电柜。在其中一台变压器的三级负荷配电柜内设低压母联开关，正常工作时，母联开关处于分断状态；当一台变压器发生故障时，母联开关闭合，由另一台变压器为其供电范围的二级负荷供电，三级负荷可根据实际需求由运行人员进行切除或临时启用。 低压配电系统采用交流220V/380V树干式配电方式，分两级配电。 第一级配电，从变电所分别向各配电间树干式配电，单方向配电不超过800米。对于局部超过800米的配电单元，通过加粗供电电缆，保证压降满足规范要求。 第二级配电，以每个配电间的配电柜为中心，向两侧的防火分区放射式（或树干式）配电，单方向配电不超过一个防火分区，即配电距离不超过200米。 每个配电单元内设二级负荷配电柜、三级负荷配电柜、一般照明配电柜、非消防应急照明配电柜及应急照明集中电源控制柜。配电柜设置在机械通风机房内专门隔断的设备室。 二级负荷配电控制柜为综合管廊的二级负荷供电，二级负荷配电控制柜为双电源进线，并设置双电源自动切换。两路电源进线分别引自两台变压器的二级负荷母线段，当一路电源故障时，可自动切换至另一回路电源。三级负荷配电柜为单电源进线，负责给其他非消防设备配电。当一台变压器维护或故障时，可通过变电所低压母联开关切换至另一台变压器为非消防负荷供电。 考虑照明回路较多，为便于管养，4舱管廊每配电间设一般照明柜一台（两个隔室），电源引自三级负荷配电柜，分别为配电间两侧的防火分区内一般照明负荷供电；每配电间设非消防应急照明柜一台（两个隔室），电源引自二级负荷配电柜，分别为配电间两侧的防火分区内非消防应急照明负荷供电。3舱管廊每配电间设照明柜一台（两个隔室），其中一个隔室电源引自三级负荷配电柜，为一般照明负荷供电；另一隔室电源引自二级负荷配电柜，为配电间两侧的防火分区内非消防应急照明负荷供电。一般照明与非消防应急照明的主用电源引自不同变压器。 参考《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018）规定，应急照明采用DC36V低压直流为灯具，在配电间处设应急照明集中电源柜，为应急照明及疏散指示供电。应急照明集中电源柜电源引自该配电间二级负荷配电柜。监控与报警系统配置UPS电源，由监控与报警系统提供。二、运维管理 综合管廊一般是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，将电力、自来水、热力、煤气、电信、网络等市政公用管线根据规划要求集中敷设在同一个构建物内，实施统一设计、施工、管理的市政公用隧道空间，并且还具备排水、通风、照明、通信和监控等功能。主要的作用就是为了避免城市道路被反复开挖，减少城市污染，为城市运转提供各种能源和通信，保证城市运转的高效。无论承载的管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都可能造成部分功能的瘫痪，因此建设综合管廊时需要设置各类现场传感器用于监测和控制管廊内部设施运行情况。通常包括：管廊附属地面及内部供电系统、照明系统、消防系统、排水排烟系统、环境温、湿度，可燃气体探测、门禁、入侵检测、视频、巡更等。 安科瑞针对综合管廊运维和管理存在的问题，建立一套包含供电系统、消防系统、照明系统、环境系统等，采用成熟的边缘计算技术，通过ANet边缘计算网关进行逻辑判断和异常分析，充分利用工业总线或物联网对管廊电力、环境、消防等多方面的监测，同时也是为智慧管廊平台和应急指挥部提供智能、高效、稳定的信息服务平台。三、AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台1、平台概述 AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。2、平台组成 安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。2.1平台拓扑图2.2电力监控 电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。2.3环境监测 环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。2.4马达监控 马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。2.5电气安全 AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。2.6智能照明控制 ①　防火分区单独控制，分区内设置智能控制面板就地驱动器；开关驱动器连接消防报警系统，接收消防报警信息，强制打开驱动器回路。 ②　廊内上方安装智能照明传感器，使人员进入管廊内自动开启灯具，在管廊内停留灯具保持常亮，离开后灯具关闭。 ③　除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。 ④　考虑现场模块分布较广，距离过长，除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。 ⑤　系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，支持延时控制，避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统，可独立工作，每个模块均自带时间模块，可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。四、相关平台部署硬件选型清单1、电力监控及配电室环境监控系统2、智能照明系统3、电气火灾监控系统4、消防设备电源监控系统5、防火门监控系统6、消防应急照明和疏散指示系统参考文献： [1]百度百科：城市地下综合管廊. [2]现代建筑电气：综合管廊供配电系统的设计. [3]安科瑞电气股份有限公司官网. [4]安科瑞企业微电网设计应用手册.2020.06版. [5]安科瑞综合管廊能效管理系统解决方案.2020.06版.作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘 要：在电力行业，智能电网是未来电力网络的发展方向，随着智能电网的迅速发展，作为智能电网的核心，通信管理机起着承上启下的作用。作为电力自动化系统的关键技术，将系统的控制命令下达到各执行机构或终端，很大程度上通信管理机的好坏决定了整个配电自动化系统的优劣。关键词：电力监控 数据采集 嵌入式系统 通信管理机1 概述 电力是国家重要的基础设施，电力监控系统用于监视和控制电力生产和供应过程，是电力安全稳定运行的支撑系统。电力监控系统主要是对配电室内高低压设备进行监控，它主要通过高压微机保护、智能网络仪表、低压智能网络仪表、直流屏、温控器等设备的监控实现设备的遥测、遥信和遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理监控数据，及时监测故障并通知维护人员处理，从而达到少人或无人值守，实现电力系统的集中监控维护和管理，提高供电系统的可靠性和供电设备的安全性。 在电力监控系统中经常会运用到通信管理机，通信管理机也称作DPU，其具有多个下行通讯接口及一个或者多个上行网络接口，相当于前置机，即监控计算机，用于将一个变电所内所有的智能监控／保护装置的通讯数据整理汇总后，实时传送至上级主站系统（后台监控中心系统和DCS），完成遥信、遥测功能。另一方面接收后台监控中心系统或DCS下达的命令，并转发给变电所内的智能监控单元，完成对厂站内各开关设备的分、合闸远程控制或装置的参数整定，实现遥控和遥调功能。另外通信管理机也适用于规模较大、要求较高的综合自动化系统和调度自动化系统以及配电自动化系统。2 通信管理机的软硬件设计 传统的电力监控方案多采用X86架构工业计算机（工控机）来实现，要求7X24小时在线服务，存在成本高，功耗大，兼容性差、人工依赖性高的缺点，同时存在突发性系统死机或关机的问题。因此，在做通信管理机的软硬件设计的时候，除了需要考虑管理机平台的性能和稳定性之外，还需要考虑以下几个因素： 通讯规约的兼容性：作为一个中间设备，承上启下，需要与各种自动化装置、智能化仪表、变电站微机保护装置等进行连接，而各个设备之间都有不同的通讯规约，因此通信管理机需要能够满足这些协议的需要； 接口数量：对于通信管理机而言，接口的数量与可扩展性能是衡量产品能否满足需求的重要标准。 性能与预算的平衡：作为一个数据转换、传输的核心设备，通信管理机的性能与价格的平衡很大程度能够影响方案整体性能表现的重要因素； 多重网络功能：用户可根据现场实际情况配置不同的网络接口，组成用户需要的多种组网方式； 安科瑞凭借在电力行业多年的经验积累，提供电力监控系统--通信管理机解决方案。相对于传统的基于X86架构的系统方案，安科瑞ANet通信管理机采用了目前更流行的基于ARM架构的嵌入式Linux平台方案，具备很高性价比和较高的集成度。 ANet-2E4SM模块化通信管理机将传统管理机的接口拆分成可拼装搭配的模块，其中主模块可作为标准智能通信管理机独立工作，主模块搭配从模块可灵活扩展，能增加更丰富的应用场景，同时还可提供边缘计算等需求。 该方案采用NXP Cortex－A7的ARM处理器，以先进的电源管理架构达到更低的功耗。标配256MB DDR3和256M电子硬盘，通过严格EMC和高低温测试，确保在严酷的现场环境下稳定工作。具有丰富的硬件接口，存储方面支持USB以及TF卡接口，可扩展存储空间，能保证长时间的断点数据存储，完整的报警记录、日志记录存储。通讯方面支持RS485、Lora、RJ45以太网口、4G等接口，容易扩展，可以对众多设备同时进行管理。 在通讯规约方面，经过不断的开发扩展，目前采集协议支持ModbusRtu/TCP、DL/T645-1997/2007、DL/T698.45-2017、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET、西门子 S7 协议等。转发协议支持ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、DGJ08-2068-2012 上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010 江苏建筑能耗、杭州等地省市能耗、宁夏电力需求侧、华云 104 协议、SNMP、MQTT 协议、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1 等。能够保证通信管理机对下进行数据采集，对上进行数据转发的需求。3 典型案例4 结语 通过基于嵌入式Linux操作系统的通信管理机在电力监控系统项目上的实际应用，充分体现了它的优势，通信管理机的整体稳定运行，可以满足电力监控系统功能设计的各项需求，为系统的安全运行提供了很好的技术保证。安科瑞凭借在电力行业的多年深耕，通过新的物联网通信技术与边缘计算技术，结合有线与无线通信方式，提供的通信管理机解决方案可有效降低系统成本，提高系统集成度，实现配电房、台区、分布式新能源发电（光伏、风电）等场景的电力监控、环境监控、联动控制等功能，进而实现智能化及无人值守。5 产品证书参考文献[1]ANet系列智能通信管理机企标备案版(2021版)公司：安科瑞电气股份有限公司作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201800摘要：近年来,随着自然环境的改善，越来越多的城市开始建设地下污水厂。地下水厂将部分或所有处理构筑物置于地下箱体内，而厂区地上部分则做成了景观绿地或公园。这样不仅合利利用了土地,完善了基础设施,也是营造城市舒适环境的一个发展趋势。而地下污水厂的电气设计与地上不同，本文从供配电、防雷接地 、照明等方面阐述地下污水处理厂的特点，介绍了基于物联网技术能源管理解决方案来提高污水厂的安全稳定运行、节能降耗和高效运维。关键词：地下污水厂；安全稳定；物联网；能源管理；高效运维； 近年来，随着自然环境的改善，越来越多的城市开始建设地下污水厂。地下水厂将部分或所有处理构筑物置于地下箱体内，而厂区地上部分则做成了景观绿地或公园。这样不仅合利利用了土地,完善了基础设施,也是营造城市舒适环境的一个发展趋势。而地下污水厂的电气设计与地上不同，本文从供配电、防雷接地 、照明等方面阐述地下污水处理厂设计的特点。污水厂设备要求供电可靠性，一般不允许停电，中断供电将造成重大的经济损失，因污水厂供电负荷等级为二级，应采用两路电源供电，同时为保证电源可靠性，备用一台柴油发电机，至少满足厂内应急通风换气、消防、应急照明等用电。地下式污水厂和地上厂相比，对配电系统的安全性、可靠性要求更高。例如，地下式污水厂采用速闭闸或速闭阀保证进水安全，若这些设备的供电出现问题，则可能突然停止进水，影响正常生产;也可能无法停止。一、变配电室设置及供配电系统1.变配电室布置 污水厂的主要大功率设备包括曝气风机、提升泵、污泥脱水以及干化成套设备等。变配电室应充分考虑工艺布局特点，靠近负荷中心，并且变压器供电半径不宜太大，同时考虑设备运输的方便，尽量靠近地下箱体通道布置。2.供配电系统 污水厂负荷等级一般为二级，宜采用两回 10kV线路供电。10kV 配电系统采用单母线分段结线，放射式供电。各变压器均匀布置在10kV两段母线上。如有分变配室，分配电室10kV 宜采用线路变压器组方式，电源一般引自主变配电室，在分变配电室进线处设负荷开关作为变压器检修时的断开点。配电室0.4kV系统宜采用单母线分段方式。工艺设备中负荷重要的设备(重要工段的水泵、鼓风机等)和设备组(污泥脱水及干化系统 、加药系统等)均由变配电室 0.4kV系统放射式供电。小容量设备如刮泥机、电动闸门、排水泵等，采用动力配电箱及设备现场电控箱的两级配电方式，既保证了主要设备的供电可靠I生，又减少了电缆数量。3.照明设计 地下箱体内设正常照明与应急照明装置。采用智能照明控制系统,可以对不同工况(无人值守、正常巡视 、检修、参观等)下不同的照度进行控制，把照明效率与节能发挥到较佳状态，提高管理水平。由于对地下箱体内的照度和可靠性要求高，并且潮湿环境对灯具及线路的影响较大，箱体大空间宜采用高效防水防腐的LED工矿灯，LED工矿灯均于金属线槽下安装,便于检修。消防控制室、防烟及排烟控制区域、中央控制室等场所应设置备用照明；疏散楼梯间、箱体内疏散通道等区域设置疏散照明及疏散指示标志灯。应急照明可在现场手动控制，也可由消防控制室控制,火灾时或因故失电时,应急照明应能强制点亮。厂区道路及景观区域照明以装饰庭院灯具为主，灯具形式于建筑物风格与厂区绿化环境相谐调，衬托出舒适、优美的气氛，满足人们对环境的美好愿望。4.能耗分布 污水处理厂的能耗成本主要为电能、药物、燃料，其中电能消耗占有60~90%，我国污水二级处理电能消耗为0.19~0.36 kWh/m³，经过对城镇污水处理厂能耗状况及其影响因素进行分析，结果表明目前我国城市污水处理厂平均能耗为0.29kWh/m³，而美国污水处理厂平均能耗为0.2kWh/m³，日本为0.204~0.254kWh/m³。总体上看,我国在污水处理中的节能降耗、优化运营方面起步晚，还存在很大的节能降耗空间,而电能的消耗较大在污水提升泵、鼓风曝气和污泥处理环节，较高的能耗水平在一定程度上影响了污水处理的建设和发展。二、地下环境对电气设计的其他影响1..变配电室的防水、防潮及防腐设计 由于变配电室位于地下箱体负 1层,上部为地面景观绿化种植,为避免变配电室顶部滞水,变配电室顶部应适当高于周围顶面,并采用钢筋混凝土掺入高效抗裂防水剂的措施 ；变配电室内的墙面应采用防水涂料防水布等措施防渗水；变配电室内地面高于箱体负 1层底板，防止事故时污水进入变配电室。地下变配电室面临的另一个环境问题就是潮湿。为保证电气设备安全运行，本工程所有高压开关柜内均设温湿度控制装置,自动调节柜内温度及湿度；变配电室内还增设独立的除湿装置来改善变配电室内的环境湿度。地下污水厂还需要特别考虑腐蚀性气体对电气设备的腐蚀问题。因此，变配电室内采用独立的新风系统，保证变配电室内始终处于正压状态，以防止腐蚀陛气体侵入变配电室。2.环境对电气设备的影响 全地下水厂因整个箱体是一个封闭空间，内部含有污水池体 、涉水管道及其内部的排水沟道等,整个箱体内比较潮湿,而且污水进水前端、好氧消化段、污泥处理段均会产生硫化氢等气体腐蚀电气设备，虽然箱体内设有机械通风及除臭装置,但通过对多个类似水厂的考察，未采取防潮防腐措施的电气设备被腐蚀较严重，给运行和维护带来了不便。因此,箱体内各单体上的配电柜(箱)宜采用不锈钢或聚碳酸酯材质,电缆桥架采用不锈钢桥架。相对湿度较大时也可在箱体内装设电热除湿装置。同时，箱体内散热较慢，选择低压电气设备类型时,有必要考虑降容使用。成套装置或配电柜内布置回路不宜太紧凑，尤其是有变频器的回路,以防散热不利。三、能效管理解决方案--AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台 安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，重点监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。图1 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台1.保障供电可靠性 对污水厂配电系统中35kV、10kV电压等级配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV配置多功能计量仪表，用于监测各回路的电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。 污水厂存在大量的非线性负载，通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量，并配置对应的电能质量治理措施进一步提高供电可靠性。图2 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台主接线图2.建立能源计量体系 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过搭建计量体系，采集污水处理厂能源数据，显示污水处理厂的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助其分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域帮助其了解各工艺环节能源消耗量，并且可细化到楼层、车间、产线、班组、工序，计算产品单耗、单位面积能耗或万元产值能耗，从而计算出能耗总量和单位能耗。图3 能源流向图3.数据集抄并实时计量 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台提供自定义时间抄表功能，可以在任意时间，任意地点，完成对企业的三级计量体系数据阅览，减少了人工投入。同时各类保护、仪表主动定时上传数据，保证了能源时效性，为其节能降耗，提供了基础数据支撑。图4 数据集抄报表4. 优化能源结构 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台支持接入分布式光伏电站以及风力发电站，为企业提供分布式电站运行监测和发电日/月/年/累计收益和减排分析，支持自发自用、余电上网。在储能环节，平台接入BMS和PCS数据，支持充放电配置策略，并对电池管理系统提供实时预警，根据其负荷特点，削峰填谷，充分使用新能源，降低污水厂碳排放。图5 分布式光伏电站监测运维5. 提升主要用能设备能效 污水处理厂中有着大量的电机、水泵，其中污水提升泵和鼓风曝气能耗占据了工艺能耗中的大多数，平台针对这些工艺设备进行监测分析，工艺之间横向比较，寻找具调控潜力的用电设备、工艺单元，帮助用户发现其能效提升空间并提供解决方案，找到运行区域，显著降低能源消耗图6 管网图和能效监测6. 报警及时推送 平台提供能源报警功能，一旦发现跑冒滴漏，能源消耗异常，电参量异常等情况，能提供多种方式的报警，包括但不限于邮件、短信、钉钉推送等。图7 报警记录与管理7. 加强运维管理 加强巡视维护工作，及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性。配置重要设备包括变压器、电气柜、高压电缆、空调主机、水泵、鼓风机等设备信息，配置二维码，快速在移动端获取设备信息、设备维修历史记录以及解决问题的常用办法。 故障预判和快速诊断功能将以往出现问题再采取措施的被动检修维护政为主动出击、防患于未然的主动运维模式。既可以使运维管理工作更从容。还大大提高系统的安全性和可靠性。图8 设备运维档案8. 典型硬件序号名称型号、规格安装位置用途1电能质量监测APview500进线开关柜监测市电电能质量235kV、10kV回路保护AM635、10kV开关柜35、10kV回路保护、测控3智能操控装置ASD500-Pn35、10kV开关柜35、10kV回路操作、显示和测温4弧光保护ARB535、10kV回路母线室、断路器室、电缆室用于监测关键电气接点弧光监测、保护5无线测温传感器ATE400、ATE20035、10、0.4kV母排、断路器、线缆接头用于监测关键电气接点温度6有源滤波装置AnSin□-M0.4kV母线侧滤除配电系统2~25次谐波畸变7无功补偿装置AZC智能电容0.4kV母线侧提供无功补偿8多功能仪表APM520/APM51010kV、0.4kV回路监测电气参数和开关状态、故障报警9智能照明控制器ASL100照明配电箱照明单控、群控、定时/自动控制10电气火灾传感器ARCM200配电柜/配电箱监测漏电电流和线缆温度11消防设备电源传感器AFPM消防配电箱监测消防设备电压、电流状态12应急照明和疏散指示系统A-C-A100消防疏散通道提供消防应急照明并指引疏散人群快速疏散13限流式保护器ASCP200照明插座回路防止过载、短路产生火花14电动机保护器ARD3M电动机保护电机安全稳定运行15环境传感器温湿度、浸水、烟雾、有害气体等传感器配电室、工艺区域监测环境参数，维护环境安全16智能网关ANet-2E4SM数据采集柜采集设备数据，逻辑控制、上传平台四、结语 地下污水厂的建设,本着安全可靠、经济合理 、运行管理的原则，通过合理运用能源管理平台，利用先进的大数据、云计算等互联网技术，能够提高污水厂的供电可靠性，找到节能降耗的实际方案，深入能耗分析，发掘节能潜力，为管理者提供准确化的管理手段，提高污水处理厂的能耗管理水平。参考文献 [1] 董建明，孙展浅.谈地下污水处理厂电气设计的特点.公用工程设计.2018-O1.25 [2] 马培对城市污水处理厂能耗分析与节能降耗途径探讨[J].城市建设理论研究(电子版).2018年06期 [3] 安科瑞企业微电网设计应用手册.2020.06版作者简介周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201800摘要：目前，微机保护装置广泛应用于电力系统中，该类装置能够有效监测电力系统的运行状况，并实时记录电力系统出现故障的位置及性质，从而为故障的快速处理提供有效的参考信息。本文介绍的AM5SE系列微机保护装置应用在国外项目中，可以针对圭亚那奥罗拉金矿配电工程不同保护对象提供对应的保护功能，能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班。关键词：微机保护；可靠性；安全性；供电质量1概述紫金矿业集团股份有限公司是一家在全球范围内从事铜、金、锌、锂等金属矿产资源勘查、开发及工程设计、技术应用研究的大型跨国矿业集团。公司在中国15个省（区）和海外13个国家拥有重要矿业投资项目，包括境内的西藏巨龙铜矿、黑龙江多宝山铜矿、福建紫金山铜金矿、新疆阿舍勒铜矿、山西紫金、贵州紫金、陇南紫金等，境外的塞尔维亚丘卡卢-佩吉铜金矿、塞尔维亚博尔铜矿、刚果（金）卡莫阿铜矿、刚果（金）科卢韦齐铜矿、哥伦比亚武里蒂卡金矿等。截至2021年底，公司铜资源量达6,277万吨，其中储量2,033万吨；黄金资源量达2,373吨，其中储量792吨；锌资源量达961.8万吨，其中储量455.4万吨。公司正加速进军新能源新材料领域，拥有阿根廷3Q盐湖锂矿、西藏拉果错盐湖锂矿、湖南道县湘源硬岩锂多金属矿等项目，整体碳酸锂当量资源量超过1,000万吨，约居全球主要锂企资源量前10位，远景规划碳酸锂当量年产能15万吨以上，为公司成为全球重要锂生产商奠定基础。公司位居2022年《福布斯》全球上市公司2000强第325位，及其中上榜的全球黄金企业第1位、全球金属矿业企业第7位；位居2022年《财富》世界500强第407位、《财富》中国500强第53位。本项目为圭亚那奥罗拉金矿10.5kV配电工程，采用KYN28型金属铠装手车式真空开关柜，进线柜采用下进线，馈线柜采用下出线。母排需套热缩套管。本工程为柜后封板，柜子安装在底座上，所以手车需要增加底座的高度。电流互感器精度为0.5级，且进线柜的电流互感器带差动。保护装置分布在开关柜上布置，开关柜在现场就地控制。2产品需求本次针对圭亚那奥罗拉金矿10.5kV配电工程中不同对象配置不同微机保护装置。由于发电机组进线柜需要差动保护功能，需要通过判断发电机首尾两端电流的矢量和检测发电机内部的故障，所以在进线柜配置AM5SE-MD电动机差动保护装置来实现此功能。并针对发电机保护自身的性质对AM5SE-MD电动机保护的功能进行了调整，将保护装置中电动机的启动和运行状态识别取消，增加了检同期、逆功率、相序等功能，以此来满足发电机组进线的实际需求。该项目首尾两端电流接线如图1所示。如果现场出现了首尾两端电流接反的情况，也可以通过AM5SE内部独有的配线映射功能，在综保内部更改电流的通道和进出方向。图1发电机进线柜部分一次干线图和电流二次原理图在站用变压器柜配置AM5SE-T变压器保护装置，出线柜配置AM5SE-F线路保护装置，母联柜配置AM5SE-B备自投保护装置，这几款微机保护装置主要通过以下保护功能实现对高压柜的设备运行情况实时监视和保护：产品图片产品型号产品功能AM5SE-MD电动机差动保护装置差动越限告警、CT断线告警、比例差动保护 、差动速断保护、检同期、逆功率、相序保护（告警/跳闸）、过流一段保护 、过流二段保护、反时限过流保护、自产/外接可选零序过流一段/二段/反时限保护、正序过流一段/二段/反时限保护、负序过流一段/二段/反时限保护、过负荷保护（告警/跳闸）、堵转保护、过热保护（告警/跳闸）、长启动保护（告警/跳闸）、电流不平衡保护（告警/跳闸）、低电压保护（告警/跳闸）、过电压保护（告警/跳闸）、自产/外接可选零序过压保护（告警/跳闸）、正序过压保护（告警/跳闸）、负序过压保护（告警/跳闸）、电压不平衡保护（告警/跳闸）、断相保护、非电量保护、PT断线告警、控制回路断线告警、FC闭锁AM5SE-T变压器保护装置三段式过电流保护（可经复合电压闭锁）、反时限过流保护（可经复合电压闭锁）、两段式零序I01过流保护、两段式零序I02过流保护、零序反时限过流保护、过负荷告警、过负荷跳闸、PT断线告警、控制回路断线告警、非电量保护、FC回路配合的过流闭锁功能AM5SE-F线路保护装置三段式过流保护（可经低压闭锁，可带方向）、反时限过流保护（可经低压闭锁）、两段式零序I01过流/反时限过流保护、两段式零序I02过流/反时限过流保护、重合闸、后加速过流保护（可经低压闭锁）、过负荷告警、过负荷跳闸、失压跳闸、失压告警、过电压保护、零序过压保护、逆功率保护、频率保护（低频减载/高频保护）、PT断线告警、控制回路断线告警、FC回路配合的过流闭锁功能、检同期AM5SE-B备自投保护装置三段式过流保护（可经复合电压闭锁、可带方向闭锁）、反时限过流保护（可经复合电压闭锁）、后加速过流保护（可经复合电压闭锁）、备自投功能（支持11种供电系统的备自投要求）、PT断线告警、控制回路断线告警、母线充电保护、重合闸、过负荷联切/告警、两段式零序过流保护3产品方案本次配电工程为10.5kV圭亚那奥罗拉金矿项目，高压配电室为两段母线，均采用单母线系统，包括33面高压开关柜，整个配电室共设31台保护装置，上图方案如下：图210.5kV机组电气主接线图图3一次系统图上图整个10.5kV配电工程所设微机保护型号与数量如下：开关柜编号微机保护装置型号微机保护装置数量AH22AM5SE-T1台AH15AM5SE-F1台AH16AM5SE-F1台AH17AM5SE-F1台AH18AM5SE-F1台AH19AM5SE-F1台AH20AM5SE-F1台AH21AM5SE-F1台AH1AM5SE-MD1台AH2AM5SE-MD1台AH3AM5SE-MD1台AH4AM5SE-MD1台AH5AM5SE-MD1台AH6AM5SE-MD1台AH13AM5SE-MD1台AH33AM5SE-B1台AH7AM5SE-MD1台AH8AM5SE-MD1台AH9AM5SE-MD1台AH10AM5SE-MD1台AH11AM5SE-MD1台AH12AM5SE-MD1台AH14AM5SE-MD1台AH24AM5SE-F1台AH25AM5SE-F1台AH26AM5SE-F1台AH27AM5SE-F1台AH28AM5SE-F1台AH29AM5SE-F1台AH30AM5SE-F1台AH32AM5SE-T1台4现场安装图片本项目微机保护就地分散安装在各个高压开关柜上，现场安装如下图所示，该项目已于2022年送电使用，运行正常。图4微机保护在圭亚那奥罗拉金矿配电工程现场安装图片5结语在电力系统中采用微机保护装置是电网智能化发展的必然趋势。与传统的继电器相比，尽管微机保护的价格偏高，但它能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班，以另一种方式大大节约了成本。本文介绍的圭亚那奥罗拉金矿配电工程通过对各个保护对象装设对应的保护装置，不但使整个配电工程实现了综合自动化，还有效地降低了工作人员的劳动强度，提高了设备运行的可靠性。参考文献[1]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6月版[2]安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2020.10月版[3]安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2021.11月版作者介绍：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070​

周颖安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；摘要：介绍沈阳苏宁广场远程预付费系统，采用三相预付费电能表进行远程分合控制，达到预付费使用功能。系统采用4G组网的方式，组网后通过485远传至后台，通过AcrelCloud-3200型远程预付费电能管理系统实现配电回路用电的收费和能效管理。关键词：预付费电能表；AcrelCloud-3200型；0 概述 沈阳苏宁广场项目预付费系统是针对该项目相对分散的用电场景，在大数据背景支持下，通过云平台数据处理，在云端实现各个区域的远程计量、缴费、报表、分析四位一体化的系统。 本项目为文汇商业广场，实现用电的智能化管理，通过安科瑞终端预付费电能计量表计来实现租户的用电量管理，以保证先收费后用电。1 系统结构描述 本监控系统主要实现沈阳苏宁广场项目项目远程预付费电能管理系统，现场的分布情况如下： 现场共计204个点位分布在商场的1-4层。 本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层；如图（1）所示：图（1）网络拓扑图 间隔设备层主要为：单、三相预付费电能表。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，通过485进行数据传输，实现数据现场采集。 网络通讯层主要为：串口服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集并传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。 站控管理层：设有高性能塔式服务器、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在服务器上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。2 远程预付费电能管理系统主要功能 整个系统软件设计分为三个大块，分别是集中抄表服务系统，远程预付费电能管理系统，以及用户查询系统。 集中抄表服务程序常年运行，不间断定时对所有表进行远程抄表；预付费云平台包含所有开户、售电、遥控及报表功能。主要特点如下：a.快速配置，即装即用：将电表和通讯管理机配置导入系统就可以使用；b.远程集中抄表：免去人工抄表，电表状态实时性可准确到3分钟以内；c.支持单独计价、多费率、阶梯电价：可对每块电表单独设置电价、费率和阶梯电价；d.远程售电：财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数防止作弊；e.数据安全：网络数据传输采用金融级的3DES加密算法，防止数据作弊窃电；f.远程控制：可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作，方便管理；g.能耗分析及查询：用户和管理员都可查询预付费表或各类接入的计量仪表每天的用能状况； 传统的IC卡预付费售电管理系统实现了先交费后用电的管理模式，但由于抄收电表数据依赖于购电卡，用户用电数据滞后于发生时间，不仅需要人工抄表，也无法有效进行用电管理、监控和实时控制。 利用远程预付费电能管理系统，无需IC卡，可以实现计算机远程集中抄表、实时监控、远程充值和远程控制，物管部门即可完成整个抄表、收费、控制和核查工作，实现高度信息化和自动化，大大提高用电营销管理效率和水平，节约人力物力的同时，也提高了经济效益，同时还具有防信息泄露防窃电的安全功能。3 案例分析 沈阳苏宁广场远程预付费云平台系统，商场内配电柜内安装我司终端预付费电能计量表计DTSY1352-NK/NB，该仪表主要测量电度值、剩余电量、剩余金额等电参量。现场实现了以下功能：1.集中抄表服务系统 集中抄表服务程序包含三大模块，除了常年运行的定时对所有仪表进行集中远程抄表以外，还集成了报警短信发送服务，能将电费金额预警和欠费预警自动生成手机短信自发送给对应的用户，该功能需要与硬件短信猫配合使用。 系统默认半小时对所有表进行一次远程集中抄表，时间间隔支持个性化配置。2.远程预付费电能管理系统 本系统分为五大模块，分别是操作员登陆模块、系统配置模块、用户（商铺）管理模块、售电管理模块、报表中心模块，系统大致运行和操作流程如下： 本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出的功能。 a)登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能； b)系统设置：对建筑、仪表及默认参数进行配置； c)用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、抄表导出及记录查询等操作； d)售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作； e)报表中心：提供售电财务报表、用能报表、报警报表等查询。 系统针对商铺开户不仅支持一户一表，也支持一户挂多表的需要；同时支持和解决了项目改造后新老表切换时，老表金额转入的问题；支持峰谷电价，支持一表一电价；可对单表设置功率过载的阈值，也支持设置单表金额报警的两级阈值。 批量远程操作场景中，系统提供了多项功能，针对开户、报警1、报警2、欠费、未开户、失联状态都有不同的颜色显示；并且支持远程对仪表进行遥控，遥控的命令类型如下：1.电价下发；2.设置下发（下发报警金额阈值和过载功率阈值）；3.保电（强制仪表合闸）；4.恢复预付费（欠费自动跳闸的模式）；5.拉闸（强制断电）；6.抄表导出（导出当前所有表状态为EXCEL） 系统还将电能计量仪表接入系统，进行远程集中抄表后，提供了辅助的能耗查询报表，为能耗分析、用能比对和安全用电提供强有力的依据。该功能用于替代部分能耗分析和管理系统的功能 系统还提供了多个报表以供查询，分别是日/月/年财务销售统计报表、失联表/通讯管理机查询报表、能耗查询报表、实时报警/历史报警查询报表，支持导出。4 结束语 随着社会生产的进步，在商场用电量不断增长、对供电质量要求不断提高的同时，也存在大量拖欠电费的情况，加重了商场物业管理方的经营风险。为了使商场物业管理方提高电费收缴率，规避恶意欠费造成的经济损失，我公司特提供远程预付费解决方案，系统不但可以预收电费，实现“先交钱、后用电”，又可针对用户有选择性的进行限电。现场通过远程预付费的系统，实现了先交费后用电，可以避免沈阳苏宁广场项目物业电费垫资问题，从而缓解了物业运营的资金压力，防止了私接偷电的问题。参照标准：ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》GB/50198 《监控系统工程技术规范》GB50054-2011 《低压配电设计规范》IEC 61587 《电子设备机械结构系列》DL/T448-2000 《电能计量装置技术管理规程》DL/T 698.1-2009 《第1部分：总则》DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技术规范》DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》DL/T/814-2002 《配电自动化系统功能规范》DL/T5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》GB2887 《计算站场地技术条件》GB/T18460.3 《IC卡预付费售电系统 第3部分： 预付费电度表》作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

​周颖安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；摘要：介绍巴彦高勒煤矿选煤厂项目电力监控系统，采用智能电力仪表、采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-2000Z型电力监控系统实现配电室配电回路用电的实时监控和管理。关键词：巴彦高勒煤矿选煤厂项目;智能电力仪表;Acrel-2000Z;电力监控系统;0概述 巴彦高勒煤矿选煤厂项目电力监控系统含31个AMC72L/E4-K安科瑞多功能仪表以及78个ARDM安科瑞马达保护器。单独设置1套当地安科瑞电力监控系统，在值班室监控所仪表的运行状况。1需求分析 为保证生产管理用电负荷的统计与分析及对危险源实时监控。需要对项目现场的配电进行电压、电流、功率等参数进行实时在线监控。一旦监控点被监视参数异常，能够及时检测报警，有关人员采取必要的措施，避免安全事故的发生。自动抄表功能节省了人力物力，功率趋势曲线功能能够直观的显示各回路的工作状态与时间，方便用户找出非正常用电回路并且及时进行整改，建立电能多级计量体系提供用能分析依据。 本技术条件适用于巴彦高勒煤矿选煤厂项目。具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护等特点。数据采集 自动采集现场所有电量仪表的模拟量数据，自动采集现场开关状态以及故障状态等开关量数据。 支持实时采集、自动周期采集（定时采集）可配置周期（1分钟～24小时）。 支持数据传输正确性检验，异常数据自动处理。 支持多线程处理机制，提高数据采集效率，能同时对多个设备进行数据采集。 数据实时显示采用配电箱主接线图直观显示模式，各回路开关断合以及故障状态直观可见。数据分析与处理 数据的综合统计、分析需要实现以下功能： 各设备用电数据小时、日、月、年等时间段内的统计、计算。 各设备的用电负荷（有功、无功）最大、最小、平均值计算。 统计各分站及整体的用电量（有功、无功）。数据查询与展示 要求能方便实现客户端查询和各级管理人员的查询，查询界面能适应各级管理人员的要求能够支持灵活的条件组合查询和对比分析，各类统计分析的数据可灵活采用报表等多种图表方式直观的展示功能。 数据展示功能按照不同用户的不同的权限，分为操作层、管理层、决策层三层用能展示。 操作层具备用能分析、累计用量、实时监测、运行记录及比例、对比、对标分析等功能。 管理层具备用能数据统计和分析、分类分项的对比、对标分析等功能。 决策层具备用能数据分析、数据删除、数据库导入/导出等功能。权限管理 要求对不同用户赋予不同角色的权限，能授权到功能子菜单、具体档案记录、数据记录等。 系统要求具备合理完善的用户安全控制机制，能使应用环境中的信息资源得到有效地保护，防止信息的丢失、失窃和破坏。节能改造及效果评估 要求为生产节能改造提供数据支撑，并能提供节能改造前后的效果评估。参数设置 可通过采集柜设置各回路互感器变比，各种电流电压保护整定值。 故障判断与报警具有故障自动判断并采用弹框方式报警功能。报警类型包括开关故障，电压、电流超限，现场采集模块通讯故障，与监控系统通讯故障等。报警时间自动记入系统数据库，方便用户查询，工作人员可随时掌握变配电站实时运行状态，发现变配电运行故障并作出相应处理，提高变配电的管理效率，提升电力系统安全性、可靠性。2 系统方案 安科瑞Acrel-2000Z系统根据巴彦高勒煤矿选煤厂项目现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线直接接至数据采集器然后通过网线将数据上传至配电室的监控主机，保障了电力监控系统传输的稳定性与实时性。1）站控管理层 站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在值班室设置本地电力监控系统，监控所有配电柜的运行状况。2）网络通讯层 通讯层主要是由采集器、以太网设备及总线网络组成。通讯管理机主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现仪表与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。3）现场设备层 现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。系统结构图3 系统功能 配电柜实时监控系统图为主监控画面，主要实时监测配电柜所有回路的运行状态，红色代表合闸，绿色代表分闸。在系统图中可以直观的看到每路进线和出线的运行参数和状态，可以看到变压器出线侧的所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度等。如下图所：一次系统图 遥信和遥测报警功能，主要完成高低压各出线回路的开关运行状态和负载进线监控，对开关变位和负载越限弹出报警界面指示具体的报警位置并声音报警，提醒值班人员及时处理。负载越限值在相应权限下可自由设置。 曲线记录功能，主要完成对查询时间段内出现的信息事件记录以及发生时间，为值班人员提供依据并且分析事故发生的原因 参数抄表功能，主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询进出线各低压回路的电参数，主要包括：三相电流、有功功率和有功电度。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示:电参数抄表 用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了准确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，用户可以直接打印报表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下图所示：电能报表 系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构，系统采用分层分布式结构，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯故障。下图为配电柜通讯状态示意图。4 结束语 在当今配电设施的应用中，项目的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-2000Z电力监控系统在巴彦高勒煤矿选煤厂项目电力监控系统配电柜的应用，可以实现对配电室供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与通讯管理机、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示配电室内各配电回路的运行状态，对负载越限具有弹出报警对话框，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为机关配电柜项目解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的企业效益。参考文献：[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社[2]《电力监控系统在供配电设计中的应用》，高士宏，科技风[3]《电力监控运用于10kv供配电设计》，姚强，科技天地作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801摘要：Acrel-2000Z电力监控系统适用于35kV及以下电压等级的各类变电站，可以帮助用户掌握配电系统的实时运行状态，获取预警、告警等各类事件，实现重点区域的无人值守，提高安全监管水平。针对重庆五桂堂历史文化商业街区项目的要求，系统将完成对专用开闭所、配电房内主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制、保护，以及与上级系统通信等综合性的自动化功能。其中保护、测量等功能通过中、低压智能型保护测控装置和多功能电表来实现，为变电站安全稳定地运行提供了坚实的保障。关键词：Acrel-2000Z；电力监控系统；实时监测；保护测量0引言历史街区是一个城市的文脉，重庆市五桂堂历史文化商业街区为了在现代化城市的发展进程中找到适合历史街区的发展路径,让老街保持高品质的文化遗产这一核心特质，进行了一系列的整改、建设。为了建筑可以安全可靠的用电，变电站内需要一套系统来进行监测保护，安科瑞推出的Acrel-2000Z电力监控系统，可以控制和管理变电站设备，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安全、稳定、经济运行提供坚实的保障。在该项目中，系统将完成对专用开闭所、配电房内主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制、保护，以及与上级系统通信等综合性的自动化功能。1项目概述据悉原五桂堂街是一条上百年的地地道道的涪陵“老街”，北起火神庙（后来的铁器社）西侧，南止天主堂大门前横街尽头，长约200米，宽约2米，该项目建设地点位于重庆市涪陵区敦仁街道望栏桥社区（八角井），占地面积约36225㎡，合约54.3亩。变电站内设有2个配电室，直接从110kV东门变电站的开闭所引入10kV线路，每个配电室内有4个容量为1000kVA的10kV变0.4kV变压器，变压器1B和2B、3B和4B均为解列独立运行，互为备用(单台变压器运行时，联络开关可合闸；两台同时运行时，联络开关须断开)。其中1#配电室内有6面高压柜、36面低压柜，2#配电室内有6面高压柜、39面低压柜，除开关柜外配电室内还有直流屏、无功补偿控制器、有源滤波等装置。该项目对电力监控系统的安全管理有较高的要求，安全管理信息简单来说包括用户登陆和注销等信息，还包括系统各级用户权限变更的信息以及其他一些和安全服务相关的信息。针对上述需求，Acrel-2000Z电力监控软件具备分级限权的用户管理功能来满足，除此外其他功能需求如下：1、系统可以进行图形及报表的生成、修改、打印，可以对数据库进行定义和修改；2、系统可以发出操作控制命令，并对报警确认、报警点退出/恢复；3、系统可以查看历史数值以及各项定值；4、系统应有硬件设备网络拓扑图，能反映所有硬件设备的运行状态；5、系统具备用户分级管理和用户权限设置功能。以下是配电室高压部分的电气接线图：1#配电室2#配电室2方案配置本项目为每面高压柜配置AM3SE-I系列微机保护装置以及电压电流数显表。AM3SE-I电流型保护装置的功能有：三段式过流保护（可经低电压闭锁、可经二次谐波闭锁）、反时限过流保护（可经低电压闭锁）、过负荷告警/跳闸、三段式零序过流/反时限过流保护、FC回路配合的过流闭锁功能、零序过压告警/跳闸、过电压告警/跳闸、PT断线告警、低电压告警/跳闸、两段式负序过流保护、负序反时限过流保护、非电量保护、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流保护（可经低电压闭锁）、电参量测量、故障录波功能（保护动作时启动）等。高压柜上图方案如下:1#配电室高压柜上图方案2#配电室高压柜上图方案整个项目硬件产品配置方案如下：名称型号、规格单位数量三相数显表AMC72L-AI3/C台273三相数显表AMC72L-AV3/C台10电流型微机保护装置AM3SE-I台10三相多功能表AMC72L-E4/KC只31系统整体网络结构分为三层，采用屏蔽双绞线直接将仪表数据接至数据采集器，然后通过网线直接接至监控主机，保障了电力监控监控系统传输的稳定性与实时性。1）站控管理层站控管理层针对电力监控系统的管理人员，包括工控机、显示器、打印机等高性能设备，是人机交互的直接窗口。2）网络通讯层通讯层主要是由采集器、以太网设备及总线网络组成。串口服务器主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，不仅提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，也达到了无人值守的目的。3）现场设备层现场设备层的主要目的就是对配电系统中的各类运行参数做好测量与采集,同时将获取的数据信息传输到监控系统，各类设备应该在不依赖于主控计算机运行情况下，可以保持互相独立完成各自功能。现场设备层主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。3现场安装配电室内柜体安装如下图：4软件功能4.1实时监测Acrel-2000Z电力监控系统人机界面友好，能够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、分闸状态及有关故障、告警等信号。4.2曲线查询在历史曲线界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度等曲线。4.3电能统计报表系统同时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。4.4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进行历史追溯、查询统计、事故分析。可以按时间、类型和设备进行查询和排序。4.5用户权限管理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（如遥控的操作，数据库修改等）。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。5结语在当今配电设施的应用中，配电的安全性至关重要，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在上述历史文化商业街区中的应用，不但可以实现对配电室供配电回路用电的实时监控，还具有网络通讯功能，可以将数据进行上传转发。该项目中系统软件实时显示配电室内10KV配电进出线回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框、报警声音提示；同时生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究；该系统安全、可靠、稳定的运行，为上述历史文化商业街区及时解决用电问题提供了真实可靠的依据。参考文献[1]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06月版[2]唐翰，史浩山．分布式电力监控系统中安全问题的研究与实现[J]．电讯技术2004.[3]安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2021.11月版作者介绍：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘要：作为国家提出的绿色电网、节能降耗已成为现代化企业努力的目标，也是企业急需解决的问题。作为地铁车站这类市政公共交通建筑的重点系统——配电系统。实现绿色电网实质上是解决电网中存在的各种电能问题，主要是涉及到谐波与无功问题两个方面，就某条地铁线目前的电力系统状态而言，其在低压配电系统中装设有源电力滤波器进行谐波治理，但APF实际未投入。系统中的谐波问题仍然存在，因此需对该站点进行详细的测试，同时为该线路的有源电力滤波器APF进行必要性评估，对后续新开线路的有源滤波器设置提出参考意见。关键词：地铁负载；电能质量；谐波治理；无功补偿0、地铁电能质量分析 目前城市轨道交通普遍存在的主要电能质量问题就是功率因数、电压波动与闪变及谐波问题等。当前35KV和0.4KV大量使用电缆，夜晚期间一般所有的负荷基本停运，由于该用电负载多数为感性负荷，此时感性无功基本接近为零，产生的容性无功甚至可以达到几Mkvar。若无功功率倒送进电力系统，会导致线路电压升高，同时也会导致功率因数降低。地铁中电力机车属于典型的非线性负荷，由于运行过程中启停频繁，短时间内会产生冲击性负载电流，此类冲击会造成电压的波动与闪变。1、主要研究内容 以广东某地铁站为例，由于该地铁站高压侧110kV和35kV无功及谐波方面已经治理，本篇文章主要突出治理0.4KV低压设备的无功及谐波等相关问题。线路阻抗随着频率的升高而增加，谐波电流使线路的附加损耗增加，而供电电网的损耗大部分为变压器和线路的损耗，所以谐波是导致电网网损增加的一个重要因素。线路的分布电感和对地电容与产生谐波的设备组成串联或并联回路，在一定的参数条件下，会发生串联谐振或并联谐振，而且所产生的谐振过电压和过电流对相关设备的危害性较大。(此情况一般出现在高压环境下，在0.4KV低压环境中由于线路和变压器的分布电容过小，一般忽略不计）在适当的条件下还会形成谐波放大，而谐波电压、电流放大会引起继电保护装置误动甚至损坏，造成电力火灾。同时谐波电流对线缆的肌肤效应会造成线缆发热过量，绝缘强度降低，造成电缆损耗增加，寿命缩短，额定容量降低。同时谐波电流还会导致系统的运行威胁导致不安全因素的出现，严重时会影响甚至是中断生产工作的进行[3]。故本公司组织针对地铁站低压配电室的1#和2#变压器进行了测试。同时对地铁系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备进行开启有源滤波APF和不开启有源APF情况下进行测试，对测试数据进行统计分析，选出合适的型号的治理设备，同时计算该设备选择的节能性。2、测试数据及分析 （1）测试说明 本次测试主要针对广东某地铁站低压配电室的1#和2#变压器进行了测试。系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备，开关电源的启动瞬间形成电流冲击，和其它设备在运行过程中会对系统产生谐波电流污染。该系统中各变压器的负荷性质决定了在其运行的过程中会产生谐波电流并汇入配电网中对配电系统造成一定的谐波污染问题，系统中存在的节能照明在运行过程中产生3次谐波电流，3次谐波电流为零序谐波电流，三相矢量角度一致，存在N线上谐波电流的叠加情况，N相电流是相线的3倍，本次测试主要是针对这些问题进行的。根据工程实践经验，谐波电流会导致系统的运行威胁同时还会造成电缆的额外发热并加速电缆的绝缘老化导致不安全因素的出现，严重时会影响甚至是中断生产工作的进行。 （2）测试方法 在现场工作人员的配合下对共计2台变压器（1#变压器和2#变压器）进行了详细的电能质量测试，本次方案的目标是完全消除系统中谐波电流污染的问题尤其是3N次谐波电流叠加导致N线电流变大问题，同时N线电流变大容易导致电气火灾的发生，因此在整个用电系统中对于电流数据的采集较为重要。在方案制定时将会根据测试值对现场治理设备进行设计选型，保证系统中谐波电流的滤除。测试时每个测试点均进行了24小时的监测能够明确整个周期内的典型电能质量状况。 （3）测试数据及分析 1)1#变压器低压侧测试数据1#测试数据表 通过上述测试数据分析得出，电压畸变率波动在1.2%~1.4%之间，电流畸变率为10%~15%左右，系统基波电流值约为500A，电流畸变频谱表明其中3次、5次、7次和11次谐波电流为主，总的谐波电流值约为125A，N线电流主要为3次谐波电流的叠加导致。需要选择的输出治理电流每相至少在125A以上，N线输出能力为相线的3倍，可解决中线谐波电流叠加的问题。该变压器容量为1250kVA，现有地铁车站的滤波器设计中考虑到功率因数提高至0.92的要求，因此在滤波的同时需要考虑留有一定容量进行无功补偿，一般按照变压器容量的30%进行无功补偿配置。 2)2#变压器低压侧测试数据2#测试数据表 通过上述测试数据分析出，电压畸变率波动在1.4%~1.5%之间，电流畸变率为10%~20%左右，系统基波电流值约为500A，电流畸变频谱表明其中3次、5次、7次和11次谐波电流为主，总的谐波电流值约为100A，N线电流主要为3次谐波电流的叠加导致。需要选择的输出治理电流每相至少在100A以上，N线输出能力为相线的3倍，可解决中线谐波电流叠加的问题。该变压器为1250kVA的变压器，现有地铁车站的滤波器设计中考虑到功率因数提高至0.92的要求，因此需要考虑留有一定容量进行无功补偿，一般按照变压器容量的30%进行无功补偿配置。3、三次谐波问题相应阐述 （1）三次谐波的概念及不良影响 对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，可得到频率为基波整数倍的电量，这些电分量被统称为谐波。其中，频率为基波三倍的电量被称为三次谐波。在社会的高速发展下，民众与社会对于电能的需求量与日俱增，对电能质量的要求也日渐提高。随着种类丰富的电子设备在民众生活中的广泛普及，其中具有非线性负荷特性的电子设备也使电力系统中的电压、电流状态出现了一些改变。在利用傅里叶级数分解分析电压、电流波形时，便会发现 50Hz、220V电力中存在一些150Hz交流的正弦波，即频率50Hz的三倍的“三次谐波”。伴随着科学技术的迅猛发展，非线性负载的数量占比越来越多，其在工作时三次谐波占比较大。这种不良现象除了会增加整体电力系统的耗损，更会致使中性线线负载变大，严重影响电力系统整体的安全性以及稳定性，甚至会引发一系列的安全事故。另外三次谐波使电网出现发热的状况，严重时引发安全事故；对电子元器件日常的使用和运行产生不良影响，致使其产生错误操作；严重缩短电力设施使用寿命。三次谐波不仅仅会产生诸多危害，更会对电网整体的稳定性以及安全性产生严重的不良影响，进而影响民众的日常生产、生活有关活动、行为以及社会的和谐发展。所以，有关部门应当采取合理措施，减少乃至避免三次谐波的危害。 （2）对三次谐波治理的合理建议 对于单相整流电路非线性负荷而言，传统的无源滤波器并不适用。这主要是由于其滤波效果较差，同时还会生成较大容性无功，而这部分容性无功既是非线性负荷不会用到的，也是整体电网所不需要的。因此，有关部门应当采用有源滤波器进行治理。在单独使用此类滤波器对线路中谐波电流进行检测的时候，能够生成将其抵消的补偿类电流。然而从整体效果上来看，此类滤波器只能够确保安装部位上游的谐波电流变小，却不能对下游线路产生效果。所以，当对上述特征加以了解后，便能够针对性地处理三次谐波污染，即将有源的滤波器安装到存在三次谐波的下游线路中。除此之外，经过多年实践可知，当滤波器距离三次谐波电流源头越近，其防治的效果越好。与此同时，若三次谐波的过滤器为并联形式，也能够降低三次谐波的电压，所以，将三次谐波的滤波器并联于非线性的负荷比较大供电点处时，能够将三次谐波影响的危害控制在较低。4、谐波治理整体解决方案 （1）有源电力滤波器的工作原理 有源电力滤波器的工作原理如图1所示，主要由负载电流分离、指令电流调节、输出电流控制、驱动电路以及主电路组成。它采用电流型变流器，经连接电抗器接入系统，通过调整交流侧逆变输出电压的瞬时幅值与相位，或直接控制交流侧输出电流，使装置发出或吸收宽频谱无功功率。基于电力电子的有源电力滤波器装置并联于电网中，相当于一个可控的无功及谐波电流源，其无功及谐波电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功及谐波，并且可以实现从感性无功到容性无功的全范围补偿，同时对电网电压进行动态稳定调节。图1 有源电力滤波器工作原理图 （2）有源电力滤波器的工作原理 有源电力滤波器采用模块化插拔式设计，集三相不平衡治理、谐波抑制和无功补偿功能为一体，方便运维人员安装拆卸，同时也方便将来用电负荷发生变化扩展补偿容量。 该有源滤波装置主要特点有以下几个方面： 1）补偿方式灵活：既可补谐波，又可兼补无功，可对2-51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿，同时可治理三相不平衡问题； 2）线性补偿，全响应时间≤5ms； 3）具有人性化的人机交互界面，可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息，操作简单，可以远控，也可以本控； 4）采用DSP高速检测和运算的数字控制系统和进口IGBT，功率密度大，可靠性高； 5）监控以及显示具备远程通讯接口，可以通过PC机实时监控； 6）标准模块化设计，缩短交付周期，同时提高了使用的可靠性和可维护性。 有源电力滤波器可采用壁挂和整柜方式安装，同时可实现集中和就地治理，如图2所示的产品，给安装、 维护及日后升级带来了便捷，提高了整体的安装效率。图2 有源电力滤波器产品示意图5、案例分析 （1）项目背景 广东某地铁改造项目，系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备，开关电源的启动瞬间形成电流冲击，和其它设备在运行过程中会对系统产生谐波电流污染。其谐波主要包括3、5、7、9次；不进行合理治理，将对其他电气设备产生危害，如：大量的3次谐波造成中线过热甚至发生火灾；大量谐波造成变压器局部严重过热；继电保护发生误动作等。 （2）治理方案 根据以往测量经验进行谐波分析与估算，谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生，该项目有1#、2#两个配电站，1#配电站有2台800kVA的变压器，2#配电站有2台1000KVA的变压器，分别采用集中治理方案，在每台变压器下加装ANAPF系列有源电力滤波器，由于安装空间有限，选择我司壁挂式有源电力滤波器进行嵌入式安装，1#配电站中#1和#2变压器下安装型号均为ANAPF75-380/BBL，2#配电站中#1和#2变压器下安装均为2台型号为ANAPF60-380/BBL的有源电力滤波器并机使用，保障了整个供电系统的稳定性。 （3）治理效果图3 治理之前电流波形和各次谐波电流畸变率图4 治理之后电流波形和各次谐波电流畸变率 治理前电流波形发生畸变，三相电流畸变率分别为10.8%、11.1%、12.5%；在加装ANAPF系列有源电力滤波器后电流波形趋向正弦波，各次谐波得到抑制，电流畸变率明显降低，三相电流畸变率降至4.0%、4.1%、4.4%。 （4）安装现场6、结论 本文主要地铁负载电能质量治理方案的相关内容，通过对地铁电能质量方面出现的问题进行分析，并结合电能质量相应测量数据，给出相应的治理方案。最后结合广东某地铁电能质量改造项目案例，并通过现场实际应用证明了滤波器设备的实用性，验证了有源滤波器设备可快速地治理无功及谐波电流，并且解决地铁用电负荷增长带来的电能质量恶化问题，对地铁电子设备、仪器仪表的计量和整体供电能力、安全运行及经济效益具有重要的意义。参考文献[1]张美.地铁低压谐波测试及有源滤波器应用分析[M]. 机械化工2019年5月.[2]企业微电网设计与应用手册.2020.6[3]安科瑞电能质量监测与治理选型手册.2019.11版作者简介周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 202207摘 要：风光发电的大比例发展将对电网需要的转动惯量和备用产生致命影响，严重威胁电网的平稳运行，本文结合AcrelEMS企业微电网系统谈谈企业如何应对。关键词：有序用电 调节负荷 综合能源管理 企业微电网0 引言 自2020年9月以来，碳达峰、碳中和成为能源圈内的热门话题，风光等新能源被寄予厚望。1 背景 在能源规划中，风光等新能源得到大力支持和发展，要在30·60目标中承担主力电源作用；而煤炭生产要受到限制，燃煤机组装机规模甚至要裁剪。近期寒潮之下，湖南、江西等地的“拉闸限电"又让业内外感到困惑：风光等新能源在冰冻覆雪中无法出力、省间输电通道难当大任，各级政府被迫协调各种资源促进煤炭生产和运输，保证煤电机组满负荷运行，配合有序用电方案，才能确保民生用电不受影响。[2]2 应对措施 未来将有大量新能源并网发电，全国建有统一的电力交易中心，而电网供电的波动性、间歇性引起电价的大幅快速波动，企业配电、用电系统需要做出调整，以适应未来的发展需要。与现有的企业配用电情况不同，未来的企业内部大概率会有屋顶分布式光伏发电系统、作为电能蓄水池的储能系统、以充电桩为代表的可调负荷，与大电网、企业内部的配电网共同组成“源网荷储充"企业微电网系统。3 解决方案3.1整体介绍 AcrelEMS企业微电网系统通过在源、网、荷、储、充的各个关键节点安装监测、分析、保护、治理装置，通过高性能边缘计算网关采集数据并上传至企业微网平台。平台根据电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，调整各系统控制策略并远程下发，使企业微电网始终高效稳定运行，降低企业用电成本，实现能源互联、信息互动。AcrelEMS企业微电网能效管理平台3.2 组网结构3.3平台功能3.3.1主要功能 电力监控 实现电力系统的五遥功能，根据现场情况进行页面组态绘制配电一次图监视，能实现曲线趋势分析，对电力参数进行集抄，查看综保SOE事件，查看故障录波，对电力参数进行极大、极小、平均值统计，对主要设备进行监测如：直流屏、发电机、变压器等。 电能管理 提供用电集抄，用电统计，分时段用电统计，用电同环比分析，分组用电统计等功能。 电能质量 提供电能质量的稳态监测，谐波频谱图分析，曲线分析，SOE事件，ITIC、SEMI容忍度曲线分析、故障录波等功能。 能耗分析 提供支路能耗统计，分组能耗统计，能耗折标统计，能耗同环比分析，能源流向图等功能。 分布式光伏 提供光伏电站运行监视，逆变器运行监视，电站发电统计，逆变器发电统计，光伏电站配电监测，逆变器曲线分析等功能。 档案、运维 提供设备定义，设备档案管理，设备保养报表，设备二维码维护等功能。提供任务管理，巡检记录，缺陷记录，消警记录，抢修记录，通知工单等功能。4 结语 AcrelEMS企业微电网系统帮助企业用户通过一套系统，即可全局、整体的对企业用电进行进行集中监控、统一调度、统一运维，同时满足企业用电可靠、安全、节约、高效、有序的要求。作者介绍：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电参考文献[1][2] 杨耀攀. 电力行业 碳中和的实施方式和障碍[J]. 中国电力企业管理

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘要：电动机设备是水泥企业中应用广泛的动力装置，而水泥生产企业属于能耗高、污染大又需要设备连续不间断工作的行业，电动机作为水泥行业设备的动力来源，其安全、稳定可靠的运转对水泥行业的平稳生产起着至关重要的作用，本文综合介绍安科瑞ARD2F智能型电动机保护器在某水泥厂的实际应用，并阐述了ARD2F智能型电动机保护器产品的特点及其智能化保护、测量、控制和通讯等，供工程设计中参考。关键词：水泥、电动机保护、智能化、通讯一、 引言 随着现代化水泥工业生产规模变大，生产设备也越来越大型化，因此所需用的拖动电动机的功率也越来越大。水泥厂生产工艺流程较复杂，可以总结水泥生产过程为生料制备（一磨）、熟料煅烧（一烧）、水泥粉磨（二磨）。因此，低压电动机作为水泥生产过程中常用的机组，数量多、种类复杂，随着科学技术的不断进步和工艺控制过程的不断完善，尤其是适应自动化生产要求，迫切需要开发和完善电动机的控制和保护设备，实现对整个自动化生产过程和大型机械设备的遥控、遥测、遥调、故障诊断以及集中控制等功能。 水泥生产是一项较庞大的工程，生产环境比较恶劣，粉尘污染严重，受生产工艺的限制使得其工作场所的通风条件差且环境温度较高，而且需要设定大量的工作站点，包括原料控制站、破碎站、原料粉磨站、熟料库控制站、水泥磨控制站、水泥包装控制站等，然而在这些站点中使用了大量低压电动机来控制其他设备的运行，运用简单的电压表、电流表、电能表和频率表等由于受到通信功能不够灵活、仪表功能单一等多种条件的约束，已经无法满足电厂设备自动化生产的要求。水泥行业生产过程的特点为长周期运行，一旦开机，在没有特殊情况发生的前提下，一般不会停机。现代化大型水泥企业年运转率很高，这样就需要有高质量的、高可靠性的电气设备保证其生产过程的连续不间断性，一旦故障停机就会造成巨大的经济损失。智能型电动机保护器可实现重载起动，实现对电动机的温度保护，还提供多种测控功能和控制模式，能够满足水泥生产过程对电机设备的保护及其控制要求，不仅能提高电机设备的运行能力、延长电机设备的使用寿命，同时也能提高企业生产效率、节约能源。本文以ARD2F智能型电动机保护器在水泥生产中的实际应用进行具体介绍。二、水泥生产对保护器的功能要求 水泥行业电机是大容量、高负荷连续运转的设备，电动机长期承受大负荷，就会使绕组上温度上升过高而降低绝缘性能甚至损坏绝缘，缩短电动机的使用寿命，因此，对水泥生产过程中电机设备的可靠性、稳定性及功能要求非常高。在生产运行或设备检修过程中，常见的电动机故障可分为以下几种：1、机械故障 1）扫膛：由于轴承损坏、轴弯或者检修人员装配不当，导致定转子产生摩擦； 2）轴承损坏：由于轴承装配不当、定/转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够、电动机本体运行温升过高等； 3）振动：由于电动机本身或传动装置不良等。2、电气故障 1）缺相运行：电动机发生堵转时电流比正常工作的电流大得多。在此情况下，运行时间过长或过于频繁起动，将会导致电动机绕组烧毁； 2）绕组短路或接地：匝间短路的原因是电机温度异常升高而导致的，而接地故障大多是由于绕组绝缘损坏； 3）三相电流不平衡：由于电动机外部电源电压不平衡或内部绕组匝间短路或电动机维修时线圈匝数错误或接线错误等。 因此，对某水泥厂电机设备进行有效的维护是很有必要的，对ARD2F智能型电动机保护器具体功能要求如下：（1）完善的电机保护功能 保护器通过采集电路中的三相交流电流、三相交流电压、剩余电流、PTC热电阻阻值、电动机电能等电力参数，以及电动机运行过程中的各种运动状态等信号，经保护器内部处理运算，从而实现对过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警等综合保护，进而保证水泥厂生产工作的安全连续运行。（2）及时排除电动机运行故障功能 水泥生产现场电动机运行过程中通过电动机保护器对电机设备进行检测，当电动机出现状况时应及时发出报警信号，并记录故障信息，方便维护人员查找故障原因并作出及时的处理，保证故障发生时电机设备动作的可靠性和灵敏性。（3）对现场各设备进行远程监测功能 水泥生产现场环境比较恶劣，保护器不仅要提供电机设备的保护功能，而且要求能够带RS-485通讯接口，经过Modbus-RTU/Profibus-DP通讯协议与上位机管理系统进行通讯连接，实现实时监测电动机的运行状态以及运行过程中的电力参数，保证后台操作人员能读取、修改水泥成产现场电动机保护器的各种整定参数并通过后台人机界面实时观察当前现场电动机控制回路的工作状态、供电电源质量等，实现对生产现场设备远程实时监控。三、安科瑞电动机保护器在水泥厂应用案例 水泥生产工艺流程较多，所以将保护器有效的应用于电动机保护设备控制回路的同时要能够满足水泥厂的大型控制系统的要求。某水泥厂控制系统通过Profibus DP通讯接口与PC机、接触器、电动机以及其他设备构成控制系统，工程师通过监控计算机以及生产管理软件完成对整个系统设备的数据采集、处理、显示和监视功能，并在满足权限和逻辑时，通过远程控制软件实现对现场相应的电机设备等的控制。图1 现场安装照片 水泥厂采用保护器用于电机保护控制回路，取代热继电器等作为电动机的过载保护和控制元件，而且利用先进的通讯技术，实现了水泥生产中电机设备控制的自动化。通过将90L显示模块嵌入安装在开关抽屉的活动面板内，来简化水泥厂控制柜内接线，使得配电室内设备运行情况及故障状态清晰可见，方便工程师随时调整系统、设定参数和显示、监控以及检修维护。将ARD2F保护器应用于某水泥厂生产线电机设备的控制回路，实现水泥厂对电机保护的要求。如图2是ARD2F智能型电动机保护器应用于某水泥厂电动机设备控制回路工作原理图：图2 ARD2F智能型电动机保护器应用于某水泥厂电动机设备控制回路接线图 由于现代水泥工厂采用的大型电机设备较多，大于110KW及以上的电机，均采用在主回路装设电流互感器。考虑到水泥生产工艺的不同和企业投入的资金，电动机需要不同的起动方式，ARD2F智能型电动机保护器提供灵活的联锁功能，实现直接启动、双向启动、星/三角启动、自耦变压器启动等，使水泥厂大型设备的电机得到了有效保护和控制[2]。四、ARD2F产品介绍 ARD2F智能电动机保护器适用于额定电压至660V的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行，带有逻辑可编程功能，可以满足多种控制方式。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。 该产品采用分体式结构，由主体、显示单元、互感器组成，可适应各种柜体的安装。 技术参数功能特点■ 支持基波和全波电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），电流及电流不平衡度、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。■ 保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。■ 9路可编程DI输入，默认采用内置DC24V电源，也可选择外部有源湿接点。■ 5路可编程DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，等多种起动方式，可通过通讯总线实现主站对电动机的遥控“起/停”。■ 可选抗晃电功能：支持晃电立即再启动、失压重起动。■ 可选配MODBUS_RTU通讯、PROFIBUS DP通讯，支持2路通讯接口。■ 可选配1路DC4-20mA模拟量输出接口，与DCS系统相接，可实现对现场设备的监控。■ 具有故障记录、起动记录、停车记录、DI变位记录和再起动记录等各类事件记录。■ 显示界面液晶显示，支持中/英文切换。五、结束语 随着电子技术及通讯技术的不断发展。电动机保护器也在朝着多元化方向发展，电动机保护器在水泥企业的应用也越来越广泛，合理选择电机设备的保护功能和保护方式，可提高设备运行的可靠性，能够预防并杜绝电机烧毁，同时减少了因非计划停车而造成的损失，降低了企业的生产成本。参考文献：[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.01版.[2] GB 14048.4-2020 低压开关设备和控制设备 第4-1部分：接触器和电动机起动器 机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器).[3]杨建华,刘葳.电动机保护器在水泥行业的应用.水泥技术.2009(05)作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070