王海芹

安科瑞電氣股份有限公司上海 嘉定 201801

 一、 行業(yè)用戶(hù)用電特性分析

金屬制品業(yè)行業(yè)按民生產(chǎn)行業(yè)可細分為金屬結構制造業(yè)（包括制造建筑用金屬結構、構件，金屬橋梁結構、鐵塔、鐵架、金屬支柱、水閘等）、鑄鐵管制造業(yè)、化工、木材、非金屬加工設備制造、工具制造業(yè)：（①切削工具制造業(yè)（重）：包括鉆頭、鉸刀、齒輪刀具、螺紋刀具、車(chē)刀、鋸片等金屬切削工具的生產(chǎn)。量具量?jì)x的生產(chǎn)不列入本類(lèi)，列入量具量?jì)x制造業(yè)；②模具制造業(yè)：包括制造各種金屬模具等； ③手工具制造業(yè)（輕）：包括制造各種扳手、鉗子、錘子，挫刀、旋具、鋸條及鐵、木、泥瓦工工具等；。

該行業(yè)分類(lèi)很細，是較冶煉及壓延行業(yè)來(lái)說(shuō)規模相對較小且用電負荷普遍不是很大（除個(gè)別例外），利用金屬為原料通過(guò)熔煉、鍛造、軋制、沖壓等工序完成成品制造，與冶煉及壓延行業(yè)類(lèi)似性，生產(chǎn)性質(zhì)一般為三班制連續作業(yè)。

金屬制品行業(yè)用戶(hù)設備分類(lèi)表

二、 行業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用電負荷大且為連續性負荷不受時(shí)段、季節、氣候影響，全年無(wú)需停產(chǎn)檢修，因此在全年其他時(shí)間都是有負荷可限的。

2. 緊急錯峰限電對于該行業(yè)難度較大，因其整個(gè)生產(chǎn)流程以整條流水線(xiàn)為主體，且中間主要耗電設備高、中頻加熱爐（占總負荷70%）、響應時(shí)間較長(cháng)需兩小時(shí)。

3. 該行業(yè)用戶(hù)階段性錯峰時(shí)可結合生產(chǎn)狀況按要求停止部分流水線(xiàn)即停用其中一條或多條乃至全部。

三、 行業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電技術(shù)方案

（一） 缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰：

在執行錯峰指令、完成錯峰指標的前提下，留用流水線(xiàn)生產(chǎn)設備同時(shí)，結合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在不同時(shí)段投入不同的輔助生產(chǎn)設備錯峰。由于階段性錯峰具有前瞻性，可提前開(kāi)始準備，調整生產(chǎn)班次分時(shí)段停用響應時(shí)間長(cháng)的設備。如：在非錯峰時(shí)段增加輔助設備的使用，錯峰各時(shí)段分別減少輔助設備使用以達到10%以減負效果。同時(shí)減少辦公用電等非生產(chǎn)性設備使用起到節能輔助效果。

2. 緊急錯峰

接到錯峰指令后快速停用所有可停輔助設備，如：行車(chē)、電焊機等可間斷使用設備，同時(shí)減少非生產(chǎn)性設備節能輔助。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰：

由于錯峰級別升高（即錯峰指標增加），可以在沿用IV級階段性錯峰方案的基礎上安排停用流水線(xiàn)，如有2條或以上的可以停用一條多條以達到減負10～15%的效果。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后沿用IV級緊急錯峰方案，并采用Ⅲ級階段性錯峰方案的方法,逐步停用流水線(xiàn)。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰：

隨著(zhù)錯峰等級的進(jìn)一步提升，安排停用其主耗電設備高、中頻加熱爐。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后沿用IV級緊急錯峰方案，并采用Ⅲ級階段性錯峰方案的方法,并增加停用流水線(xiàn)數量。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰：

由有負荷缺口已至高等級，需要企業(yè)盡大能力支持錯峰。

1) 安排停產(chǎn)，設備作年度檢修；或調整休息日階段性輪休。

2) 如上述方案有切實(shí)困難或實(shí)施上述方案后仍需參與錯峰時(shí)，可以繼續采用Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級階段性錯峰方案及方法盡可能投入大可控負荷以滿(mǎn)足20%以上錯峰需要。

2. 緊急錯峰：

在未停產(chǎn)的情況下，接到錯峰指令后沿用IV級緊急錯峰方案，然后根據錯峰要求安排停用流水線(xiàn)。

四、 行業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

該行業(yè)屬高危行業(yè)，需注意防止以下事故發(fā)生：

1. 失電將使得高、中頻爐等的循環(huán)冷卻系統、支撐及轉動(dòng)系統失效，無(wú)法冷卻將使爐體受損；無(wú)法舉升傾轉動(dòng)清空爐料，會(huì )使爐料固結在爐內也會(huì )使爐體損壞，這都將直接影響恢復周期，造成重大損失；

2. 失電會(huì )對生產(chǎn)流水線(xiàn)直接造成損壞，如電腦部件、聯(lián)動(dòng)裝置等；嚴重的會(huì )導致整條流水線(xiàn)報廢造成重大損失。

3. 后續切割機、擠壓機、沖壓機等生產(chǎn)設備也會(huì )應失電卡死，受到不同程度損壞，材料和產(chǎn)品報廢乃至造成人員傷害。

因此，該行業(yè)用戶(hù)參與錯峰不宜采用強制拉電或遙控設備控制限電，企業(yè)應制定有效應急預案，主動(dòng)配合錯峰實(shí)施，杜絕惡性事故發(fā)生，既擔負社會(huì )責任又將損失降到低。

五、智能電力監控的功能與應用

蘇州某金屬制品廠(chǎng)電能管理系統的配電系統，10/0.4kV配電系統進(jìn)行用電監測與電能管理；監測范圍為新建變電所的T1、T2變壓器進(jìn)線(xiàn)柜，聯(lián)絡(luò )柜，溫控儀，高壓側儀表及綜保進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和電能管理。該系統總計有31只儀表（其中包括26只智能電測儀表ACR220EL，3只中壓保護裝置AM5，2只溫控儀WHD），分3條總線(xiàn)，都是直接通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)走管道拉至值班室連接到主機擴展卡上，實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通。

5.1網(wǎng)絡(luò )結構拓撲圖

本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

間隔設備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表、開(kāi)關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)

站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

 以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，大傳輸距離為1.2km。

5.2系統功能

5.2.1系統主界面

系統主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測高壓回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘，斷路器變位時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。本項目10KV高壓段采用AM5保護器，軟件界面實(shí)時(shí)顯示綜保的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示綜保的測量參數。

圖（2） 高壓系統一次圖

低壓配電二次圖，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線(xiàn)三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現顯示現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。

圖（3） 低壓配電二次圖

5.2.2參數抄表

參數抄表功能，主要完成對低壓各出線(xiàn)回路的電參數進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢(xún)供變電所2臺變壓器出線(xiàn)各低壓回路的電參數，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(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。

圖（4） 參數抄表

5.2.3報表統計

用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，具備數據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(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。

圖（5） 電能報表

5.2.4故障報警

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。

圖（6）系統通訊結構示意圖

 5.2.5負荷趨勢曲線(xiàn)

負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。

圖（7）趨勢曲線(xiàn)圖

六、主要監控產(chǎn)品

（1）高壓回路或低壓進(jìn)線(xiàn)回路選ACR220EL儀表

該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統計、大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開(kāi)孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò )柜、出線(xiàn)柜。

（3）低壓出線(xiàn)柜選ARD系列

該表測量三相電流、定值查詢(xún)、定值整定、過(guò)載、斷相（不平衡）、堵轉、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、SOE記錄、多種起動(dòng)模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。

（4）節能產(chǎn)品可選導軌表或APF有源濾波裝置

照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量。

ARD

DTSF1352導軌式電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于照明箱的三相電能計量。

DTSD1352導軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統計、大需量統計；電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于動(dòng)力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測負載的諧波和無(wú)功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當前諧波分量和無(wú)功分量對應的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統，從而實(shí)現諧波治理和無(wú)功補償。

七、設備清單

參考文獻：

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統解決方案.2013.1版.

[2]《電力電測數字儀表原理與應用指南》，任致程、周中，電力出版社。

[3] 金屬制品行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導.

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，:    :