江阴某工厂能效管理系统-安科瑞张玲玲

1、安科瑞电气股份有限公司某工厂能效管理系统案例介绍项目概况 项目位于江阴市华士镇工业园区，形成了集铝单板、铝塑板、铝型材、马口铁、硅钢片等产品于一体的产业集群。序号厂区配电所(站)名称备注1A厂区110kV变电站110/10kV变电站2硅钢线动力变10kV开闭所3气保站10/0.4kV变电所4可逆变10/0.4kV变电所5五连轧变10/0.4kV变电所6300米连退10/0.4kV变电所7分剪脱脂变10/0.4kV变电所8镀锡变10/0.4kV变电所10辅助传动变10/0.4kV变电所11回火变10/0.4kV变电所12B厂区35kV变电站35/10kV变电站131#轧机变10/0.4kV变电所

2、14连轧变10/0.4kV变电所151#镀锡变10/0.4kV变电所162#镀锡变10/0.4kV变电所17平整变10/0.4kV变电所182#轧机变10/0.4kV变电所193#轧机变10/0.4kV变电所20分剪脱脂变10/0.4kV变电所214#轧机变10/0.4kV变电所22磨床变10/0.4kV变电所23250镀锡变10/0.4kV变电所24镀锡软熔变10/0.4kV变电所25污水处理0.4kV配电柜一次接线图 梳理配电结构梳理配电结构配电系统随着产能扩建而扩建，没有图纸，结构混乱。以下为经过勘测后梳理的配电系统结构图。厂区平面图 标示变电所位置标示变电所位置为了利于更好的掌握配电系

3、统，绘制厂区平面图，标示变电所位置。能效管理系统建设 能效管理系统内容能效管理系统内容1.能源管理系统：监测110kV变电站、35kV变电站和22个10kV开闭所、变电所以及部分380V配电柜电能使用分析、功率曲线以及谐波畸变率，后期还可以接入厂区内水、蒸汽、天然气以及其它工业气体的使用，实现整体的能耗监测。；2.电能质量治理：根据现场测量数据，对谐波严重超标影响设备运行的回路进行谐波治理，使电能质量符合国家标准，为设备正常运行提供健康的供电质量，减少设备损耗，延长使用寿命；3.空压机改造：针对大功率空压机进行智能化改造，达到降低运行耗能，减少维护工作量，并通过手机实时监控运行状态。现状分析

4、1.谐波含量严重超标谐波含量严重超标由于配电系统大量变频器，电机等设备的使用，造成绝大多数低压系统谐波电流过大，并由此引起电压畸变率超标。比如1#镀锡线传动次总柜现场测得的数据如下图所示：三相电压谐波畸变率在20%左右，超国家标准4倍，三相电流谐波畸变率在70%86%，总功率因数0.69，都严重偏离正常值。数据分析：谐波畸变情况比较严重电压谐波畸变率在15%左右，超国家标准限值(5%，下同)2倍电流谐波畸变率68%90%，功率因数不到0.5。现状分析 其它问题其它问题2.设备易损坏，设备更换维护费用较高；3.10kV馈线回路安装了普通电度表，需要人工抄表，由于厂区很大，现场情4.况比较复杂，人

5、工抄表存在安全风险，且工作量大，抄表时间也存在较大偏差；5.功率因数偏低：测得大部分回路功率因数非常低。6.日常设备巡检只能依靠人力，效率低，部分问题不能及时发现。7.配电系统规模庞大，但是配电系统随着产能扩大而扩建，没有图纸记录，配电结构不明确，需要梳理厂区配电系统结构；8.需要搭建计量体系，弄清能耗明细，做到用电透明化，适应厂区智能办公要求；用户需求 1.对厂区内部可能产生谐波污染源的节点进行现场勘测，取得数据后根据数据对谐波污染进行有效治理；2.梳理厂区配电网络结构图，建立全厂能耗管理系统，搭建计量体系，实现智能远程抄表，实现全厂用电可视化，透明化；3.对大功率空压机设备进行节能改造并实

6、时监控；4.系统具备图形显示，通过曲线图、报表等形式反映用能数据，并把数据上传到能源管理系统。总体需求总体需求方案设计 1.改善电能质量通过对电能质量严重超标的节点进行有源滤波改造治理，能显著改善厂内配电系统电能质量，使之达到国家标准要求的范围内，使配电系统健康可靠运行。有效提高功率因数，改善三相不平衡，降低零序电流，避免供电局罚款，降低设备故障率，实现节能10-13%。实现效果实现效果方案设计 2.延长设备使用寿命有效改善设备经常损坏的情况，主要从以下三个方面：1.降低变压器发热及噪音，降低变压器自身的损耗，延长使用寿命。现场很多变压器已经比较陈旧，经常在谐波污染严重的环境运行可能导致变压器

7、内部绝缘加速老化，并且减少变压器发热、噪音及损耗；2.延长电机使用寿命，降低损坏率。谐波畸变严重会影响电机转子的稳定运行，加速电机绕组绝缘老化；3.大大减少补偿电容器因为谐振而引起的无法正常投入或损坏，提高系统功率因数，使系统需要的无功就地补偿。实现效果实现效果方案设计 3.提高供电可靠性设备故障情况（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。实现效果实现效果方案设计 4.建立计量体系u实现配电透明化、可视化管理自动化实时集抄，节省人工成本，并可以统计产品单耗数据，协助财务管理；以数据为依据为后续节能改造提供数据支撑；u实现管理节能有数

8、据才能做出合理判断，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，可实现办公节能10%左右。实现效果实现效果方案设计 5.提高工作效率，保护人身安全实现一键远程抄表，减少人工抄表的工作量，同时也杜绝了每天在复杂的生产车间配电间巡视抄表导致的安全隐患。实现效果实现效果方案设计 6.节能增效通过对大功率设备运行趋势的分析，结合生产工艺，实现错时用电，有效控制需量，避免因时段性高峰用电造成超需量支出。同时，响应国家需求控制可享受政府补贴100元/kW实现效果实现效果谐波治理方案设计 谐波治理方案主要基于现场实测数据而设计，根据测得的负荷大小及谐波畸变数据计算得出需要补偿的电流大小。

9、测试点分布如下：谐波测试方案谐波测试方案序号测量时间测量点13月28号上午110KV 1#镀锡线 MCC水泵 次总柜2110KV 1#镀锡线 传动 次总柜33月28号下午110KV 分剪脱脂变 脱脂 次总柜4110KV 回火线 次总柜5110KV 可逆变电所 可逆轧机公用 次总柜63月29号上午110KV 2#镀锡线 MCC水泵 次总柜7110KV 2#镀锡线 传动 次总柜83月29号下午35KV 回火线935KV 平整分剪线 集中测量1035KV 平整分剪线 就地测量1135KV 200M镀锡线1235KV 300M镀锡线133月30号上午35KV 2#镀锡线1435KV 750连轧 次总柜

10、153月30号下午35KV 平整回火线 次总柜1635KV 平整回火线 无功柜谐波治理方案设计谐波测试数据分析谐波测试数据分析数据分析：谐波畸变情况比较严重电压谐波畸变率在20%左右，超国家标准限值3倍电流谐波畸变率68%86%，功率因数不到0.7。数据分析：谐波畸变情况偏高电压谐波畸变率在10%左右，超国家标准限值1倍电流谐波畸变率60%，功率因数低于0.9谐波治理方案设计谐波数据分析结论谐波数据分析结论通过以上测量数据可以发现，由于配电系统大量变频器，电机等设备的使用，造成绝大多数低压系统谐波电流过大，并由此引起电压畸变率超标（根据国标GB/T14549-93规定，低压0.4KV谐波电压总

11、畸变率THDu5%），尤其在某些回路中，由于无功柜没有安装电抗器，致使谐波被严重放大，不仅使谐波电流超标，更严重损坏电容器，谐波电流大量流入电容器内，使之不能正常补偿无功。（例如35KV平整分剪线，集中测量时，电流总畸变率为60%以上，就地测量时仅为10%左右）。因此，对该低压配电系统，建议对无功柜进行改造，加装电抗器，并且对谐波使用油源电力滤波器进线治理，以改善电能质量，防止发生用电事故。谐波治理方案设计有源滤波配置方案有源滤波配置方案测量点平均测量电流（A）THDI测量谐波电流(A)APF推荐型号数量(台)110KV 1#镀锡线 MCC水泵 次总柜1378.190%1240.29ANAPF

12、300-380/BGL4110KV 1#镀锡线 传动 次总柜248.6186%213.80ANAPF300-380/BGL1110KV 分剪脱脂变 脱脂 次总柜1508.810.50%158.42ANAPF200-380/BGL1110KV 回火线 次总柜1661.65.80%96.37ANAPF100-380/BGL1110KV 可逆变电所 可逆轧机公用 次总柜1352.43.70%50.04-110KV 2#镀锡线 MCC水泵 次总柜1544.5011.20%172.98ANAPF200-380/BGL1110KV 2#镀锡线 传动 次总柜225.290.30%203.36ANAPF200

13、-380/BGL135KV 回火线76060%456.00ANAPF250-380/BGL235KV 平整分剪线 集中测量641.370.30%450.83ANAPF250-380/BGL235KV 平整分剪线 就地测量822.510.60%87.19-35KV 200M镀锡线721.727.80%200.63ANAPF250-380/BGL135KV 300M镀锡线580.529%168.35ANAPF250-380/BGL135KV 2#镀锡线1209.246.20%558.65ANAPF300-380/BGL235KV 750连轧 次总柜263.743%113.39ANAPF200-38

14、0/BGL135KV 平整回火线 次总柜991.132.30%320.13ANAPF300-380/BGL135KV 平整回火线 无功柜67541.60%280.80-能源管理系统方案设计系统结构系统结构方案方案根据现场情况，厂区面积比较大，而且变电所分布在车间，现场铺设光纤的工作量和难度都非常大，所以本系统采用GPRS无线传输和以串行通信为现场智能设备通信方式为主的RS485现场总线相结合的上下级分层结构。能源管理系统方案设计现场设备配置现场设备配置序号厂区配电所(站)名称备注1永利厂区110kV变电站已部分安装多功能仪表，10kV增加2硅钢线动力变需改造，高压增加9台计量，低压增加17台计

15、量3气保站需改造，低压增加14台计量4可逆变需改造，高压增加7台计量，低压增加15台计量5五连轧变需改造，高压增加11台计量，低压增加7台计量6300米连退需改造，高压增加9台计量，低压增加17台计量7分剪脱脂变需改造，高压增加3台计量，低压增加6台计量81#镀锡变需改造，高压增加9台计量92#镀锡线变需改造，高压增加2台计量，低压增加5台计量102#辅助传动变需改造，高压增加6台计量11回火变需改造，高压增加6台计量，低压增加5台计量12科玛厂区35kV变电站需改造，10kV出线增加19台计量131#轧机变需改造，高压增加8台计量，低压增加7台计量14连轧变需改造，高压增加3台计量151#镀

16、锡变需改造，高压增加3台计量162#镀锡变需改造，高压增加3台计量17平整变需改造，高压增加2台计量，低压增加8台计量182#轧机变需改造，高压增加11台计量，低压增加10台计量193#轧机变需改造，高压增加6台计量20分剪脱脂变需改造，低压增加7台计量214#轧机变需改造，高压增加11台计量22磨床变需改造，高压增加2台计量，低压增加8台计量23250镀锡变需改造，高压增加8台计量24镀锡软熔变需改造，高压增加6台计量，低压增加9台计量25污水处理需改造，低压增加4台计量能源管理系统方案设计系统设备配置系统设备配置序号名称型号、规格单位数量备注1监控中心值班室工控机IPC-510MB/701

17、VG( 2串口,单网口）/I7-2600/3.4GHz/4G/1TB /DVD/研华88小键盘+光电鼠标台1研华显示器22W液晶显示器 分辨率 1680*1050台1DELLUPS电源C1K/1KVA 塔式 (SANTAK) 台1SANTAK打印机HP 1108 A4幅面台1惠普操作系统WINDOWS7 64位简体中文旗舰版套1微软数据库软件SQLServer 2008 标准版台1微软操作台YT-341 1.2米套1工业网络交换机TP-LINK 16口 机架式台1TP-LINK无线数据采集模块CM3150R块1才茂串口服务器N2S08-485I-ETS 双网口 8个485串口，带隔离，机架式台

18、1宽域能耗监测软件能耗管理软件Acrel-5000V7套1安科瑞能耗监测软件数据存储软件Acrel-dbSQL套1安科瑞能耗监测软件能耗管理软件Acrel-EnerSys套1安科瑞能耗监测软件设备驱动软件Acrel-Driver套1安科瑞能耗监测软件第三方设备连接驱动套1安科瑞能耗监测软件报表服务软件套1安科瑞2各变电站/所数据采集箱(空)400*500*180（AA）台26安科瑞无线数据采集模块CM3160V只16才茂无线数据采集模块CM3150R只10才茂数据采集器N1S02-485I-ETS台10宽域串口转换隔离器I-7520R套16泓格工业开关电源KDYA-DG30-24K只26华力3

19、工程材料通讯线缆屏蔽双绞线RVVSP 2*1.0 红蓝千米2工程辅材拖线板、转换线、线管、标牌等套1电源线ZR-RVV3*1.5米1004工程施工及调试导轨安装加导轨及盲板、装导轨表、利用原有CT、重新放二次线及接线只252导轨安装加导轨及盲板、装导轨表、加装CT、增加电流电压端子、重新放二次线及接线只31综合调试人/天28施工改造简化施工简化施工1.仪表安装2.数据采集箱安装施工尽量简化，减少施工工作量，降低施工成本。空压机改造方案空压机能耗比空压机能耗比表1为现场设备情况，表2能效比为实测数据，表3为国家规定比功率数值。对比表2和表3可知，原空压机都属于二级能效，能效比较低。品牌铭牌电机功率实测电机功率铭牌排气量 实测排气量铭牌压力9号复盛90kW103 kW16 m3/min 13 m3/min 0.75 Mpa10号复盛90kW103 kW16 m3/min13 m3/min 0.75 Mpa13号复盛