安科瑞 繆凱倫
【摘要】：隨著人民群眾生活水平的不斷提高，人們對健康越來越重視，對醫(yī)療條件的要求也越來越高，隨之而來的各類醫(yī)學(xué)實驗室、醫(yī)療診斷設(shè)備、診斷技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化企業(yè)也得到了長足的發(fā)展。生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)在電氣設(shè)計以及配電系統(tǒng)的管理上有一定的多元化和復(fù)雜性。本文以浙江迪安診斷技術(shù)股份有限公司生物診斷試劑研發(fā)生產(chǎn)廠房工程為例，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：企業(yè)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；生物診斷；實驗室
1 項目概述及建設(shè)目標(biāo)
浙江迪安診斷技術(shù)股份有限公司（簡稱“迪安診斷"或“迪安"）成立于2001年，總部設(shè)在杭州。迪安診斷立足獨立醫(yī)學(xué)實驗室、司法鑒定、診斷產(chǎn)品銷售、診斷技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化等領(lǐng)域。本項目涉及兩幢六層高的廠房，總建筑面積為44866平方米。項目共設(shè)三個配電室，分別為1#、2#以及3#配電室，其中值班室位于1#配電室。
2 配電系統(tǒng)
生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)的配電系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，負(fù)荷等級也較高。對配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、電能質(zhì)量、電氣安全等都有著較高的管理要求，這給電力系統(tǒng)的運(yùn)營管理帶來一定要求。通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的實時監(jiān)控?？商岣咂髽I(yè)供電可靠性和處理突發(fā)事件的應(yīng)對能力，通過監(jiān)控服務(wù)器或者個人電腦遠(yuǎn)程實現(xiàn)低配電解決方案： 監(jiān)測：檢查設(shè)備性能，監(jiān)測電氣系統(tǒng)及各支路電氣設(shè)備使用情況、隨時監(jiān)測企業(yè)電能質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)； 優(yōu)化：定期自動生成分析撤告，優(yōu)化資產(chǎn)的使用方式 ，做出正確的運(yùn)營決策； 節(jié)能：與運(yùn)維人員實時提醒與報警。遠(yuǎn)程實施用電管理策略； 控制：通過對低壓電氣回路加裝的多功能監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)采集下游負(fù)載數(shù)據(jù)并上傳至監(jiān)控端。同時可以接收上游服務(wù)器端控制命令，控制斷路器分合閘。將企業(yè)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷分級，當(dāng)電能或者超標(biāo)可以切斷不重要負(fù)荷。 安全：通過對低壓出線回路漏電、線纜溫度的監(jiān)控，減少因電氣設(shè)備老化、使用不當(dāng)而引起的電氣火災(zāi)發(fā)生概率，提高供配電系統(tǒng)的運(yùn)行的安全性。
3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計中，充分考慮了企業(yè)自身特性，以及用電系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇管理設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。 3.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇 對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應(yīng)和對意外停電能在短時間內(nèi)恢復(fù)供電，因此需要對10kV配電回路配置微機(jī)保護(hù)裝置，實時監(jiān)控10kV回路的運(yùn)行狀況，并且在40ms內(nèi)對發(fā)生的異常情況或者嚴(yán)重故障做出快速反應(yīng)，通過聲光告警信號或直接切除嚴(yán)重故障點，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴(kuò)大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設(shè)備的運(yùn)行狀況，比如開關(guān)開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設(shè)備信息，建立設(shè)備維護(hù)維修檔案，避免因為設(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設(shè)備用電信息；通過無功補(bǔ)償控制器，實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。 考慮配電系統(tǒng)實際運(yùn)行管理需求，本項目在低壓進(jìn)線、母聯(lián)等重要回路配置PZ96L-E4/H，可以實現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網(wǎng)頻率等）以及電能質(zhì)量分析；在低壓出線回路配置ARCM200L-Z2，可以實現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網(wǎng)頻率等）以及剩余電流、線纜溫度的監(jiān)測，同時該電表還具備兩路通訊接口，將信號分別上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)以及消控室內(nèi)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)綜合監(jiān)控，降低企業(yè)成本支出，簡化現(xiàn)場安裝。 3.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。 監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站，包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。 通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
2.3 主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn) GBT 14598.300-2008 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》 DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》 《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》 DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》 ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》 2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計 系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進(jìn)行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打?。幌到y(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。 數(shù)據(jù)的采集與處理 通過高精度智能儀表以技術(shù)手段實現(xiàn)自動化全實時、高密度的實時用電信息監(jiān)測，包括計算有功、無功、電流、電壓、總負(fù)荷、變壓器負(fù)荷率、功率、功率因數(shù)、電能質(zhì)量等，同時對電能進(jìn)行合理的管控和預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的用電異常，隨時處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值，超標(biāo)時醒目提醒并主動記錄。 電能分項、分支路、分區(qū)域計量 將用電（照明插座、動力等）消耗進(jìn)行分項統(tǒng)計，分項報表的實現(xiàn)幫助用戶對各分項用電消耗了如指掌；統(tǒng)計各區(qū)域、各重要設(shè)備、各回路電能消耗，準(zhǔn)確定位用電消耗大戶，制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的有效執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的能效分析評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。 用電管理及計量體系的搭建 為了實現(xiàn)對企業(yè)各用電回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計了用電管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同。按照計量體系搭建原則，自動生成日報表、月報表和年報表，將各進(jìn)線回路與出線回路電能消耗量在同一張報表中體現(xiàn)出來，并計算出線回路用電量之和，出線回路與進(jìn)線回路誤差、誤差百分比（誤差百分比是否超標(biāo)）等，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)這種非正常用電問題。 同時電能管理系統(tǒng)可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢，可以幫助后勤管理部門建立用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各部門辦公、生產(chǎn)人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。 負(fù)荷越限報警 根據(jù)不同負(fù)載運(yùn)行的情況，用戶可以對每個回路設(shè)置不一樣的電流上限，從而達(dá)到客戶所需要電流值進(jìn)行報警，產(chǎn)生報警記錄。
漏電監(jiān)控
實時監(jiān)測低壓出線回路漏電及線纜溫度，一旦漏電超過標(biāo)準(zhǔn)值（300~500ma）或者線纜溫度過高，立刻發(fā)出報警信息，提供運(yùn)維管理人員前往現(xiàn)場查找并解決隱患。
3、供配電設(shè)計中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義
綜上所述，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助生物診斷試劑研發(fā)企業(yè)提高用電安全系數(shù)、減少損失、降低運(yùn)營成本，并能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營成本，也成為供配電設(shè)計中*的重要組成部分。電力系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、進(jìn)行傳輸。另一方面，在建筑、企業(yè)配電系統(tǒng)設(shè)計中運(yùn)用電能管理系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。
