醫(yī)院電能管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹平頂山人民醫(yī)院，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理，建立電能多級計量體系，明確能源去向，提供用能分析依據(jù)，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng);
     平頂山人民醫(yī)院，主要涉及新建配電室的高壓配電系統(tǒng)設(shè)計。本次項目主要涉及平頂山人民醫(yī)院配電室內(nèi)的13只綜保（10只AM4-I,1只AM4-U2,1只AM5-B,1只AM5-BL），12只高壓多功能儀表AMC96L-E3,24只AMC96L-E4,168只AMC72-E4.監(jiān)控主機位于1層的值班室。
1需求分析

(1)實時監(jiān)測：需要對項目現(xiàn)場的配電室進線及出線回路進行電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。
(2)負荷管理：為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。
(3)異常告警：一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。
(4)計量體系：建立電能多級計量體系，明確能源去向，提供用能分析依據(jù)，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支持。
2  系統(tǒng)方案
     安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)平頂山人民醫(yī)院現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后上傳至配電室的監(jiān)控主機，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。
1）站控管理層
     站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在平頂山人民醫(yī)院工程中主要指置于一層配電室的監(jiān)控主機。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
     通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
     現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，通訊服務(wù)器直接連接到監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3  系統(tǒng)功能
      變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所：

                                                                                                           一次系統(tǒng)圖
       遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。      
事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

                                                                                報警功能實時查詢
      參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢平頂山人民醫(yī)院配電室進出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

                                                                                          電參數(shù)抄表
        用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

                                                                                          電能報表
        系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

                                                                                   通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4  結(jié)束語
        在當今配電設(shè)施的應(yīng)用中，項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在平頂山人民醫(yī)院的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為工業(yè)項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。

參考文獻：
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風
[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設(shè)計》，姚強，科技天地