刘细凤
安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801
【摘要】：随着人民群众生活水平的不断提高，人们对健康越来越重视，对医疗条件的要求也越来越高，随之而来的各类医学实验室、医疗诊断设备、诊断技术研发和产业化企业也得到了长足的发展。生物诊断试剂研发企业在电气设计以及配电系统的管理上有一定的多元化和复杂性。本文以浙江迪安诊断技术股份有限公司生物诊断试剂研发生产厂房工程为例，介绍电力监控系统在生物诊断试剂研发企业的应用。
【关键词】：企业；电力监控系统；生物诊断；实验室
1 项目概述及建设目标
浙江迪安诊断技术股份有限公司（简称“迪安诊断”或“迪安”）成立于2001年，总部设在杭州。迪安诊断立足独立医学实验室、司法鉴定、诊断产品销售、诊断技术研发和产业化等领域。本项目涉及两幢六层高的厂房，总建筑面积为44866平方米。项目共设三个配电室，分别为1#、2#以及3#配电室，其中值班室位于1#配电室。
2 先进的配电系统
生物诊断试剂研发企业的配电系统通常比较复杂，负荷等级也较高。对配电系统运行可靠性、电能质量、电气安全等都有着较高的管理要求，这给电力系统的运营管理带来一定要求。通过Acrel-2000电力监控系统对配电网络和电气设备的实时监控。可提高企业供电可靠性和处理突发事件的应对能力，通过监控服务器或者个人电脑远程实现低配电解决方案：
监测：检查设备性能，监测电气系统及各支路电气设备使用情况、随时监测企业电能质量是否达标；
优化：定期自动生成分析撤告，优化资产的使用方式 ，做出正确的运营决策；
节能：与运维人员实时提醒与报警。远程实施高效用电管理策略；
控制：通过对低压电气回路加装的多功能监控设备，负责采集下游负载数据并上传至监控端。同时可以接收上游服务器端控制命令，控制断路器分合闸。将企业设备进行负荷分级，当电能或者超标可以切断不重要负荷。
安全：通过对低压出线回路漏电、线缆温度的监控，减少因电气设备老化、使用不当而引起的电气火灾发生概率，提高供配电系统的运行的安全性。
3 电力监控系统的设计
在监控管理系统的设计中，充分考虑了企业自身特性，以及用电系统的实际结构、电力系统的实际载荷能力等因素，进而合理的选择管理设备，这既有利于减少系统运作的成本，同时也有利于系统功能的实现，自动化电力监控软件需要简单易操作且符合相关规范标准。
2.1 电力监控设备的选择
对供电安全可靠性要求包括对供电系统实时的了解、对故障快速的反应和对意外停电能在短的时间内恢复供电，因此需要对10kV配电回路配置微机保护装置，实时监控10kV回路的运行状况，并且在40ms内对发生的异常情况或者严重故障做出快速反应，通过声光告警信号或直接切除严重故障点，避免事故发生和已发生的事故范围扩大；通过I/O模块以及变压器温控器记录所有断路器、变压器、设备的运行状况，比如开关开断次数统计、变压器温度等等设备信息，建立设备维护维修档案，避免因为设备故障导致意外停电；通过多功能计量表计，实时记录各用电设备用电信息；通过无功补偿控制器，实时监控供配电系统功率因数，当系统功率因数降低时通过自动投电容器来进行就地无功补偿。
考虑配电系统实际运行管理需求，本项目在低压进线、母联等重要回路配置PZ96L-E4/H，可以实现全电参量测量（三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能、电网频率等）以及电能质量分析；在低压出线回路配置ARCM200L-Z2，可以实现全电参量测量（三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能、电网频率等）以及剩余电流、线缆温度的监测，同时该电表还具备两路通讯接口，将信号分别上传至电力监控系统以及消控室内电气火灾监控系统，实现综合监控，降低企业成本支出，简化现场安装。
2.2 电力监控系统网络构成
系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。
监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS以及Acrel-2000电力监控软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。
通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备，网络结构如下图所示：
2.3 主要设计参考标准
GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》
DL/T 5430-2009 《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》
GB/T 50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》
DL 448-91 《电能计量装置管理规程》
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
2.4 电力监控系统软件功能设计
系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。
数据的采集与处理
通过高精度智能仪表以技术手段实现自动化全实时、高密度的实时用电信息监测，包括计算有功、无功、电流、电压、总负荷、变压器负荷率、功率、功率因数、电能质量等，同时对电能进行合理的管控和预警，及时发现并改正运行中存在的用电异常，随时处理。按需设置重要设备的超标预警值，超标时醒目提醒并主动记录。
电能分项、分支路、分区域计量
将用电（照明插座、动力等）消耗进行分项统计，分项报表的实现帮助用户对各分项用电消耗了如指掌；统计各区域、各重要设备、各回路电能消耗，准确定位用电消耗大户，制定节能绩效考核制度，推动节能降耗的真正有效执行。为用能重点设备建立运行记录档案，长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果，结合设备维护保养记录，为设备的运行维护提供依据。
用电管理及计量体系的搭建
为了实现对企业各用电回路用电量的监管，系统设计了用电管理报表，系统通过对有功电度的采集，按照回路名称的不同。按照计量体系搭建原则，自动生成日报表、月报表和年报表，将各进线回路与出线回路电能消耗量在同一张报表中体现出来，并计算出线回路用电量之和，出线回路与进线回路误差、误差百分比（误差百分比是否超标）等，帮助用户及时发现这种非正常用电问题。
同时电能管理系统可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询，可以帮助后勤管理部门建立有效的用能管理考核制度。通过系统的建设和制度的建立，使各部门办公、生产人员节能意识大大提高，有效的节约了企业管理办公能源消耗。
负荷越限报警
根据不同负载运行的情况，用户可以对每个回路设置不一样的电流上限，从而达到客户所需要电流值进行报警，产生报警记录。
漏电监控
实时监测低压出线回路漏电及线缆温度，一旦漏电超过标准值（300~500ma）或者线缆温度过高，立刻发出报警信息，提供运维管理人员赶紧前往现场查找并解决隐患。
3、供配电设计中应用电能管理系统的意义
综上所述，通过电力监控系统可以帮助生物诊断试剂研发企业提高用电安全系数、减少损失、降低运营成本，并能够有效确保电网管理效率、缩小电力运营成本，也成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。电力系统的通信、故障报警、数据存储记录等功能使得工作人员在实际工作中更加方便，可以通过人机操作界面, 直接了解到电力系统的运行状态,并能迅速传递出操作指令，由于监控设备对数据的传递都是通过网络传输来实现，因此，不同的电力监控系统可以设计不同的组网方式,确保数据信息能够迅速进行传输。另一方面，在建筑、企业配电系统设计中运用电能管理系统，应该根据实际情况选择监控设备。
作者简介：
刘细凤，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电
