鋼鐵工業智慧型配電系統解決方案

2021-11-07 18:32:07 字數 2781 閱讀 3545

目前,能源緊缺與環境惡化已經成為全球面臨的最大問題。中國持續高速的經濟增長成為過去幾年中全球經濟的最大亮點,但同時也引發了能源**危機及環境保護的巨大壓力。鋼鐵行業是高耗能行業,大型鋼鐵企業能源成本佔總生產成本的30%左右,其中電能成本佔總生產成本的10%左右。

目前國家正在對落後產能的企業進行調整,不符合國家要求的企業勢必要被歷史的潮流所淘汰,因此對於鋼鐵產業,降低能耗標準,高效用電是使之生存的重中之重。因此對於鋼鐵企業其特點總結如下:

1. 高耗能行業,電力成本佔企業總成本的比重較大。

2. 部門與生產專案眾多,能源管理勢在必行,其中電力能源管理關乎整個鋼鐵企業的持續、穩定執行。

一. 智慧型化供配電系統具備的主要功能及系統構成

在工業生產中安全穩定是頭等大事,由於鋼鐵行業工藝繁多,例如焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等,因此連續可靠的電力能源供給對於安全生產就顯得尤為重要。

鋼鐵企業其配電方案的基本要求如下:

1.監控結合,遇到緊急情況時第一時間通知管理人員並做出響應。

2.控制要求:

a、兩路高壓任意一路失電時,斷路器動作,母聯閉合,並向柴油發電機發出啟動命令,兩路高壓都失電時立即投入柴油發電機供電;

b、有一路變壓器或一路電路出現故障時,非保障性切斷,保護一級負荷和重要二級負荷;

c、消防優先保護。

d、ups電源應急準備,對於醫療器械、照明用電、消防裝置及電梯等裝置。

3.鋼鐵企業建築中配電室基本配置

a.根據鋼廠容量配置變壓器台數,高壓櫃與低壓櫃的面數,所有低壓櫃進線到出線迴路使用電力儀表進行監測,並將資料上傳至智慧型配電系統。

根據鋼廠的規模與要求,對智慧型配電系統的要求會有所不同,但是從本質上來講,全部都是通過多功能電力儀表採集終端資料,經通訊匯流排上傳至上位機系統,經過專業的系統軟體進行處理得以對智慧型建築進行監視與控制。

智慧型化供配電系統從結構來看都可分為三層:現場i/o、通訊管理層和中心控制層。其中,控制層是整個系統的控制核心,監測和控制供電系統的執行,同時也可用於人-機對話的介面、資料處理和儲存管理;現場i/o則用於現場裝置狀態訊號和執行引數的採集,對現場裝置進行控制操作。

配電室中通常設定兩台變壓器、不間斷電源eps、ups、直流屏和高、低壓配電櫃若干面。通常在配電櫃上配置電力儀表進行終端資料採集。

鋼廠智慧型化供配電系統的結構框圖

智慧型配電系統主要監測內容有:

(1)電源監測:對高低壓電源進出線電壓、電流、功率、功率因數、頻率狀態監測及供電量計算。

(2)變壓器監測:變壓器溫度監測、風冷變壓器通風機運**況、油冷變壓器油溫和油位監測。

(3)負荷監測:各級工藝流程負荷電壓、電流、功率監測,當超負荷時系統停止低優先順序負荷。對各工藝生產線進行電度監測,配置專用電度表進行統計。

(4)線路狀態監測:高壓進線、出線、二路進線聯絡線斷路器狀態監測、故障報警。

(5)用電源控制:主要電源供電中斷時自動啟動柴油發電機或燃氣輪機發電機組,恢復供電時停止備用電源,並進行倒閘操作。對高低壓控制櫃自動切換,對系統進行節能控制;實現動力裝置聯動控制;對租戶用電量進行自動統計計量。

(6)供電恢復控制:當供電恢復時,設定優先程式,啟動各個裝置電機,迅速恢復執行,避免同時啟動各個裝置,而使供電系統跳閘。下圖給出配電系統選型方案:

二.智慧型化供配電系統軟體特點

北京愛博精電針對鋼廠智慧型化的變配電系統研發出了acusys智慧型配電系統,其具備的功能和技術特性如下:

1.執行引數的監測:

供配電系統的進線應監測並自動記錄各種主要的執行引數,如:電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數有功電度以及無功電度等引數。對於一般的饋出迴路,則監測單相或三相電流。

對變壓器、直流屏、柴油發電機等其他裝置的執行引數也應進行自動測量和記錄。

在監控計算機的大螢幕監視器上的相應位置顯示出這些引數的實時值,並按要求定時記錄存檔。當這些引數的值超出允許範圍時,螢幕上會自動出現文字提示及聲報警,提示工作人員及時處理。

對於一些電能質量要求較高的負荷還應監測相關的引數。如:使用非線性負載較多的場合,還需監測諧波總量和各次諧波的含量;當直流屏、交換機或ups大量使用蓄電池時需**監測單體電池的內阻,一旦發現某個電池內阻過高壽命終結時可及時更換;若有需要也可以監測和記錄母線或某個回路上極其短暫的瞬變故障和電壓的下陷、驟公升或中斷等擾動。

2.故障報警事件的監測:

供配電系統執行過程中一旦發生故障,如斷路器出現短路或過載脫扣、進線掉電、變壓器超溫或執行引數超限等,智慧型化供配電系統應立即發出聲、光報警。這時,不管監控計算機原來顯示的是什麼圖形介面,都會立即自動切換到出現故障的那幅圖形介面上。根據顯示的故障狀態圖示和故障原因的文字提示,值班工作人員可以很方便及時地處理故障。

按下復位按鈕,可以停止聲報警,但只有在故障消除後,顯示的故障狀態圖示才會恢復為正常的執行狀態圖示。

3. 執行引數、故障及操作記錄的管理、存檔及分析:

除定時採集並儲存執行引數外,智慧型化供配電系統還應能自動生成日負荷表、代表日負荷表及年度報表。這些報表可以列印也可以在螢幕上隨時調閱。配電系統的操作記錄如操作時間、操作內容和故障記錄如故障發生時間、故障內容、排除故障時間等,均能自動記錄存檔,也可隨時調閱和列印,還可顯示並列印負荷曲線等。

若有需要,還可對負荷曲線進行趨勢**和分析,並提出改進執行的方案。

4.斷路器的通斷控制:

根據目前我國目前的實際情況, 10kv中壓配電系統的裝置通常採用就地人工控制操作,較少進行遠端/自動操作,也就是「只監不控」。但醫院的配電系統就要求具有遠方控制配電系統裝置的能力,若使用者需要可以開通該功能。

5.漏電火災報警時可將訊號上傳至消防控制中心,同樣也可將火災訊號引入智慧型配電系統,通過分勵脫扣器自動切斷非必需負荷的供電,而保證與消防有關的負荷的供電。由於被分斷物件可以通過軟體設定,因此更改非常方便。

智慧型配電系統軟體功能

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