【應(yīng)用案例】能效管理平臺在飲用水廠的應(yīng)用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 項目背景

    本文研究的智能配電系統(tǒng)依托項目系上海市某大型供水廠深*處理改造工程，該水廠始建于1959年，是我國自行設(shè)計建造并逐漸擴(kuò)建發(fā)展起來的大型水廠，日供水量100余萬噸，承擔(dān)上海西南城區(qū)的供水重任。供水廠概覽如圖1所示，供水廠35kV變電所系統(tǒng)如圖2所示。供水廠目前設(shè)有一座35/6kV受電變電所，接受上一*變電所兩路相互獨立的35kV電源，受電變電所內(nèi)設(shè)置2×16000kVA主變，35kV側(cè)采用內(nèi)橋接線，6kV側(cè)采用單母線分段接線，外部供電可靠性較高。但由于歷經(jīng)60年不斷擴(kuò)建改造，水廠內(nèi)部現(xiàn)狀配電系統(tǒng)較為老舊，且廠區(qū)面積大(占地約272畝)、單體多，配電設(shè)施繁多，導(dǎo)致維護(hù)難度大，給水廠連續(xù)供電、保障生產(chǎn)帶來較大隱患。鑒于上述情況，擬結(jié)合本次水廠工藝提標(biāo)工程實施廠內(nèi)配電系統(tǒng)的智能化改造。

2 傳統(tǒng)配電系統(tǒng)問題分析

   傳統(tǒng)配電系統(tǒng)可靠性主要依賴硬件產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，常規(guī)情況下基本能滿足供水廠用電需求，但也日益暴露出各種問題。目前，各大水務(wù)集團(tuán)都在推行無人或少人值守的運(yùn)行方式，而配電設(shè)備卻逐年增加且有經(jīng)驗的一線運(yùn)維人員呈現(xiàn)明顯的老齡化，從而導(dǎo)致設(shè)備更新維護(hù)滯后，帶來電力中斷的隱患點。供水廠屬于電力負(fù)荷密集型生產(chǎn)企業(yè)，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)缺乏數(shù)據(jù)收集、分析功能，因而無法進(jìn)行電力的合理調(diào)配，能源運(yùn)行效率較低。大型水廠的配電設(shè)施繁多，如何進(jìn)行有效的電氣資產(chǎn)管理，也是傳統(tǒng)配電系統(tǒng)面臨的一大挑戰(zhàn)。根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，現(xiàn)代化水廠中精*的設(shè)備設(shè)施如臭氧發(fā)生器、紫外消*器、各種測量儀表等日益增多，這些設(shè)備對電能質(zhì)量要求較高，而傳統(tǒng)配電系統(tǒng)尤其是低壓側(cè)缺少諧波、電壓擾動等方面的檢測與診斷措施，容易損傷對電能質(zhì)量較為敏*的設(shè)備設(shè)施。

3 改善措施

     AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

4 產(chǎn)品選型

   各類硬件可選配的功能十分豐富，本工程實施過程中設(shè)備選型以經(jīng)濟(jì)合理為基本原則，既要保證系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，又要避免配置過高造成浪費。

（1）智能中壓斷路器選型

   本工程6kV中壓斷路器選配斷路器操作智能檢測、配電柜智能檢測、溫度智能檢測功能。智能操作檢測功能可以實時顯示零部件健康狀態(tài)，預(yù)判線圈及儲能電機(jī)壽命趨勢。配電柜智能檢測功能主要用于檢測斷路器與開關(guān)的配合是否到位，避免“虛接”導(dǎo)致的溫升及絕緣事故。溫度智能檢測系統(tǒng)通過設(shè)置內(nèi)嵌式傳感器，檢測斷路器觸臂、母排溫度，以確保開關(guān)設(shè)備的絕緣性能。

（2）數(shù)字化框架斷路器選型

  框架斷路器選用*新的數(shù)字化框架斷路器，功能選擇上主要包括傳統(tǒng)的三段式保護(hù)、框架三遙及老化分析、斷路器狀態(tài)指示、故障預(yù)警、電能采集等，配合后臺系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測、預(yù)警、控制、老化分析、故障診斷等功能。

（3）合理選配智能電力儀表

  電力儀表的選用根據(jù)不同回路合理搭配。

（4）通信元件及網(wǎng)關(guān)選型

   通信網(wǎng)關(guān)為儀表、綜保裝置、脫扣器、電機(jī)控制器等需要迅速有效傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備提供支持，實現(xiàn)性能可靠、經(jīng)濟(jì)快捷的以太網(wǎng)連接。

（5）智能化電動機(jī)保護(hù)控制器

   電動機(jī)保護(hù)器可以實現(xiàn)電機(jī)的熱過載、啟動過流、堵轉(zhuǎn)(過流)、過頻啟動限制、啟動超時、剩余電流動作保護(hù)(可配外置剩余電流動作互感器)、電流不平衡、缺相等保護(hù)功能。該系列產(chǎn)品還具備運(yùn)行狀態(tài)記錄功能，主要包括電機(jī)帶載時長、電機(jī)啟停頻次、故障狀態(tài)等，并通過通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，同時接受系統(tǒng)遙控。

5 能效管理平臺

5.1概述

   安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生*體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝保護(hù)、監(jiān)測、分析、治理裝置，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

5.2 平臺子系統(tǒng)

（1）變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

（2）電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

（3）電動機(jī)管理

（4）能耗管理

（5）智能照明控制

（6）電氣火災(zāi)監(jiān)測

（7）消防應(yīng)急照明和疏散指示

（8）消防設(shè)備電源監(jiān)測

（11）防火門監(jiān)控系統(tǒng)

（12）環(huán)境監(jiān)測

（13）分布式光伏監(jiān)測

（14）工藝仿真監(jiān)控

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為微電網(wǎng)能效管理和環(huán)保安全用電。