【应用案例】能效管理平台在饮用水厂的应用

 

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

1 项目背景

    本文研究的智能配电系统依托项目系上海市某大型供水厂深*处理改造工程，该水厂始建于1959年，是我国自行设计建造并逐渐扩建发展起来的大型水厂，日供水量100余万吨，承担上海西南城区的供水重任。供水厂概览如图1所示，供水厂35kV变电所系统如图2所示。供水厂目前设有一座35/6kV受电变电所，接受上一*变电所两路相互独立的35kV电源，受电变电所内设置2×16000kVA主变，35kV侧采用内桥接线，6kV侧采用单母线分段接线，外部供电可靠性较高。但由于历经60年不断扩建改造，水厂内部现状配电系统较为老旧，且厂区面积大(占地约272亩)、单体多，配电设施繁多，导致维护难度大，给水厂连续供电、保障生产带来较大隐患。鉴于上述情况，拟结合本次水厂工艺提标工程实施厂内配电系统的智能化改造。

2 传统配电系统问题分析

   传统配电系统可靠性主要依赖硬件产品的质量和性能，常规情况下基本能满足供水厂用电需求，但也日益暴露出各种问题。目前，各大水务集团都在推行无人或少人值守的运行方式，而配电设备却逐年增加且有经验的一线运维人员呈现明显的老龄化，从而导致设备更新维护滞后，带来电力中断的隐患点。供水厂属于电力负荷密集型生产企业，传统配电系统缺乏数据收集、分析功能，因而无法进行电力的合理调配，能源运行效率较低。大型水厂的配电设施繁多，如何进行有效的电气资产管理，也是传统配电系统面临的一大挑战。根据生产工艺需要，现代化水厂中精*的设备设施如臭氧发生器、紫外消*器、各种测量仪表等日益增多，这些设备对电能质量要求较高，而传统配电系统尤其是低压侧缺少谐波、电压扰动等方面的检测与诊断措施，容易损伤对电能质量较为敏*的设备设施。

3 改善措施

     AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

4 产品选型

   各类硬件可选配的功能十分丰富，本工程实施过程中设备选型以经济合理为基本原则，既要保证系统功能的实现，又要避免配置过高造成浪费。

 

（1）智能中压断路器选型

   本工程6kV中压断路器选配断路器操作智能检测、配电柜智能检测、温度智能检测功能。智能操作检测功能可以实时显示零部件健康状态，预判线圈及储能电机寿命趋势。配电柜智能检测功能主要用于检测断路器与开关的配合是否到位，避免“虚接”导致的温升及绝缘事故。温度智能检测系统通过设置内嵌式传感器，检测断路器触臂、母排温度，以确保开关设备的绝缘性能。

（2）数字化框架断路器选型

  框架断路器选用*新的数字化框架断路器，功能选择上主要包括传统的三段式保护、框架三遥及老化分析、断路器状态指示、故障预警、电能采集等，配合后台系统实现监测、预警、控制、老化分析、故障诊断等功能。

（3）合理选配智能电力仪表

  电力仪表的选用根据不同回路合理搭配。

（4）通信元件及网关选型

   通信网关为仪表、综保装置、脱扣器、电机控制器等需要迅速有效传输数据的设备提供支持，实现性能可靠、经济快捷的以太网连接。

（5）智能化电动机保护控制器

   电动机保护器可以实现电机的热过载、启动过流、堵转(过流)、过频启动限制、启动超时、剩余电流动作保护(可配外置剩余电流动作互感器)、电流不平衡、缺相等保护功能。该系列产品还具备运行状态记录功能，主要包括电机带载时长、电机启停频次、故障状态等，并通过通信接口实现数据上传，同时接受系统遥控。

5 能效管理平台

5.1概述

   安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生*体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

5.2 平台子系统

（1）变电站综合自动化系统及电力监控

（2）电能质量监测与治理

（3）电动机管理

（4）能耗管理

（5）智能照明控制

（6）电气火灾监测

（7）消防应急照明和疏散指示

（8）消防设备电源监测

（11）防火门监控系统

（12）环境监测

（13）分布式光伏监测

（14）工艺仿真监控

作者介绍

未晓妃，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为微电网能效管理和环保安全用电。