抽屜式配電柜用電異常解決方法

劉坤鵬

（深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518040）

抽屜式配電柜用電異常解決方法

劉坤鵬

（深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518040）

針對抽屜式配電柜抽屜更換導(dǎo)致的電量數(shù)據(jù)異常問題，介紹了現(xiàn)有3種處理方式，分析這3種方式存在的不足，提出兩種自動化智能識別的解決方案，并介紹了實際的應(yīng)用案例。

抽屜式配電柜；抽屜；用電異常；電度表底值；電量數(shù)據(jù)；計算機監(jiān)控系統(tǒng)

1　問題背景

1.1抽屜式配電柜

抽屜式配電柜采用鋼板制成封閉外殼，進(jìn)出線回路的電器元件均安裝在可抽出的抽屜中，構(gòu)成能完成某一類供電任務(wù)的功能單元。功能單元與母線或電纜之間，用接地的金屬板或塑料制成的功能板隔開，形成母線、功能單元和電纜3個區(qū)域。每個功能單元之間也有隔離措施。抽屜式配電柜具有較高的可靠性、安全性和互換性，是比較先進(jìn)的配電柜。它適用于要求供電可靠性較高的工礦企業(yè)、高層建筑。

除了用電設(shè)備本身故障外，抽屜內(nèi)的各個部件也會出現(xiàn)故障，對于供電可靠性要求高的工廠，為了不影響工藝生產(chǎn)，抽屜出現(xiàn)故障時必須在盡可能短的時間內(nèi)恢復(fù)供電，解決辦法是使用備用的抽屜直接整體更換，然后對更換下來的抽屜做維修，維修好后作為備用抽屜。

1.2更換抽屜引發(fā)的問題

為了實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的集中監(jiān)視控制，需要安裝各種電動機保護(hù)控制器、多功能數(shù)字電表等智能設(shè)備，通過通信的方式把數(shù)據(jù)傳送給計算機監(jiān)控系統(tǒng)做集中監(jiān)控，生成各種運行報表。在運行過程中出現(xiàn)用電異常的情況，經(jīng)分析，主要是因為更換抽屜導(dǎo)致的。

各種智能設(shè)備均安裝于抽屜式配電柜的功能單元的面板上，一個抽屜對應(yīng)一個智能設(shè)備，抽屜抽出后，智能設(shè)備和用電回路均斷電，更換抽屜時連同智能設(shè)備一起更換。由于智能設(shè)備更換，因為每個智能設(shè)備的電量表底值不同，從而導(dǎo)致計算機監(jiān)控系統(tǒng)生成的電量報表出現(xiàn)問題，影響電量報表的準(zhǔn)確性。

1.3抽屜柜更換步驟分析

1）更換抽屜柜前，維修人員通報監(jiān)控系統(tǒng)值班人員準(zhǔn)備更換抽屜柜，維修人員通過面板查看并記錄待更換抽屜所在的用電回路編號、智能設(shè)備通信地址、智能設(shè)備的電度表底值。

2）更換抽屜柜時，維修人員按照規(guī)程執(zhí)行停電操作，記錄停電時間，拉出抽屜柜，拆除抽屜與柜體間的連線，換上抽屜，連接抽屜與本體的連線，按照規(guī)程執(zhí)行送電操作，記錄恢復(fù)送電時間，通過面板修改智能設(shè)備的通信地址，查看并記錄新更換的智能設(shè)備的電度表底值，通報監(jiān)控系統(tǒng)值班人員確認(rèn)通信恢復(fù)數(shù)據(jù)讀取正常。

3）更換抽屜后，維修人員填寫運行日志，記錄被更換抽屜所在的用電回路編號、更換原因、停電時間、送電時間、被更換智能設(shè)備的電度表底值、新更換智能設(shè)備的電度表底值，提交給監(jiān)控系統(tǒng)值班人員存檔備查。

2　現(xiàn)有3種處理方式

2.1現(xiàn)有3種處理方式描述

為了解決智能設(shè)備更換后導(dǎo)致報表錯誤的問題，目前有3種常見處理方式。

導(dǎo)師(通訊作者):盧景琦(1972-)，男，教授，博士，主要研究方向為激光原理與應(yīng)用等. Email: lujingqi@whut.edu.cn

方式1）：維修人員在更換智能設(shè)備時，把待更換的智能設(shè)備的電度表底值記錄下來，寫入到新更換的智能設(shè)備中，恢復(fù)通信后，不影響電度量的計算。

方式2）：維修人員在更換抽屜時，把被更換抽屜所在的用電回路編號記錄下來，把被更換的智能設(shè)備的電度表底值記錄下來，把新更換的智能設(shè)備的電度表底值記錄下來，提供給監(jiān)控系統(tǒng)值班人員，由監(jiān)控系統(tǒng)值班人員手動修正被更換抽屜所在的用電回路的用電度量報表；

方式3）：維修人員在更換抽屜時，把被更換抽屜所在的用電回路編號記錄下來，把待更換的智能設(shè)備的電度表底值記錄下來，把新更換的智能設(shè)備的電度表底值記錄下來，由監(jiān)控系統(tǒng)值班人員在監(jiān)控系統(tǒng)軟件中手動錄入用電回路編號、停電時間、送電時間、被更換的智能設(shè)備的電度表底值、新更換的智能設(shè)備的電度表底值，由監(jiān)控系統(tǒng)軟件根據(jù)這些信息自動修正被更換抽屜所在的用電回路的電度量報表。

2.2現(xiàn)有3種處理方式的不足

方式1）依賴于智能設(shè)備支持更改電度表底值功能，同時還需要維修人員掌握通過智能設(shè)備面板或用整定軟件通過通信方式寫入電度表底值，操作步驟繁瑣，掌握此項技能比較困難。并且也依賴維修人員寫入的電度表底值是正確的，一旦忘記寫入或?qū)戝e，也直接影響了最終的電度量報表出現(xiàn)問題。

方式2）、方式3），都依賴于維修人員把更換前智能設(shè)備的電度表底值、更換后的智能設(shè)備的電度底度值報告給監(jiān)控系統(tǒng)值班人員。如果維修人員或監(jiān)控系統(tǒng)值班人員責(zé)任心不強導(dǎo)致記錄或傳遞的數(shù)據(jù)有錯誤、或者沒有按規(guī)定記錄或傳遞這些信息、或者遇到交接班信息傳遞出錯，就會導(dǎo)致最后的電度量報表存在很大誤差甚至無法修正。特別是當(dāng)用電回路多時，更換抽屜操作比較頻繁的情況下，工作效率低、工作效果差、出錯率高。

3　兩種新的解決方案

本論文提出通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過通信方式自動讀取智能設(shè)備的序列號，或者通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件的自動判斷算法識別抽屜的更換操作，自動實現(xiàn)電度量數(shù)據(jù)的修正，不需要維修人員、監(jiān)控系統(tǒng)值班人員的介入，不依賴于他們的技能、責(zé)任心，提高工作效率，減少電度量報表出錯的幾率。

3.1通過智能設(shè)備內(nèi)部的序列號自動識別

在智能設(shè)備的內(nèi)部增加序列號，確保每臺智能設(shè)備的序列號均是惟一的。監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過通信方式實時讀取智能設(shè)備內(nèi)部的序列號、電度表底值，當(dāng)本次讀取的智能設(shè)備的序列號與前次讀取的智能設(shè)備的序列號發(fā)生變化時，自動判定抽屜已被更換，自動生成抽屜更換記錄信息，記錄信息包括抽屜所在的回路編號、更換時間、更換前的智能設(shè)備的序列號、更換后的智能設(shè)備的序列號、更換前的智能設(shè)備的電度表底值、更換后的智能設(shè)備的電度表底值；當(dāng)本次讀取的智能設(shè)備的序列號與前次讀取的智能設(shè)備的序列號沒有發(fā)生變化時，自動判定為抽屜沒有被更換，根據(jù)“前次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“本次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“智能設(shè)備的電度翻轉(zhuǎn)值”計算電度量累加到虛擬電度表底值中，并記錄本次讀取的智能設(shè)備的電度表底值供下次自動判斷和自動計算使用。

3.2通過對一定時間內(nèi)的電度的消耗情況自動識別

針對智能設(shè)備內(nèi)部無法增加序列號的情況，監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過通信實時讀取電度表底值，根據(jù)“前次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“本次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“智能設(shè)備的電度翻轉(zhuǎn)值”計算前后兩次讀取時刻之間的電度量，當(dāng)該電度量與對應(yīng)時段長度的比值大于或等于設(shè)定的閥值時，則自動判定抽屜已被更換，生成記錄信息，記錄信息包含抽屜所在的回路編號、更換時間、更換前的智能設(shè)備的電度表底值、更換后的智能設(shè)備的電度表底值，記錄更換后的智能設(shè)備的電度表底值供下次自動判斷和自動計算使用；當(dāng)該電度量與對應(yīng)時段長度的比值小于設(shè)定的閥值時，自動判定為抽屜沒有被更換，根據(jù)“前次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“本次讀取的智能設(shè)備的電度表底值”、“智能設(shè)備的電度翻轉(zhuǎn)值”計算電度量累加到虛擬電度表底值中，并記錄本次讀取的智能設(shè)備的電度表底值供下次自動判斷和自動計算使用。

如圖1所示解決方案流程圖，完整地展示了兩種解決方案的處理過程。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件基于每個用電回路的智能設(shè)備對應(yīng)的虛擬表底值制作計算生產(chǎn)電度量報表。監(jiān)控系統(tǒng)軟件還可以自動生成抽屜更換的記錄，替代了人工記錄抽屜更換日志，減少抽屜維修人員、監(jiān)控系統(tǒng)值班人員之間的信息傳遞，大大提高了系統(tǒng)運行相關(guān)信息的完整性、正確性、及時性。

4　應(yīng)用案例

河北冀衡化學(xué)股份有限公司是目前國內(nèi)惟一一家以消毒劑為主業(yè)的公司，是世界最大的含氯消毒劑生產(chǎn)商，是美國市場唯一合法供應(yīng)商。

智能裝置包括PMC-550J、PMC-550M、PMC-43M等13款不同功能和型號的裝置，監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用的是綜合自動化組態(tài)軟件PecStar V3.2。現(xiàn)場的供電回路都采用抽屜柜的形式，目的是為了在供電回路出現(xiàn)故障時能夠快速地更換抽屜，盡量減少停電的時間，減少對生產(chǎn)工藝流程的影響，保證不產(chǎn)生環(huán)境污染。但是由于更換抽屜柜后前后的兩個抽屜柜的智能裝置的電度表底值不一樣，這樣用表底值做減法得到的用電量與實際不符，系統(tǒng)生成的報表數(shù)據(jù)存在較大的誤差，成本核算部門每天、每月統(tǒng)計用電量報表發(fā)現(xiàn)異常都需要找維修人員、值班人員核對，出現(xiàn)問題溝通起來不太方便，采用人工的方式修正電能數(shù)據(jù)，耗時耗力。如圖2所示未采用新的解決方案前的工作流程，不同崗位之間的溝通成本非常高，嚴(yán)重影響工作效率。希望實現(xiàn)更換抽屜并使智能裝置及時恢復(fù)通信后，能夠自動修正用電量數(shù)據(jù)并生成報表數(shù)據(jù)。

圖1　解決方案流程圖

圖2　未采用新的解決方案前的工作流程

通過升級硬件使智能裝置能夠通過軟件設(shè)定電度表底值，確保抽屜更換后電度表底值保持不變從而不影響用電量數(shù)據(jù)報表，但負(fù)責(zé)維修人員比較多，有時候人員也很難固定，對于計算機較復(fù)雜的操作能力上達(dá)不到，因此這種方案不可行。希望盡量能夠智能一點，減少維修人員的操作步驟及操作復(fù)雜度。

針對內(nèi)部有序列號的智能裝置，通過讀取該序列號來自動識別抽屜更換，智能累加虛擬表底值；針對裝置內(nèi)部沒有序列號的只能裝置，則通過設(shè)定電度消耗閥值，定時讀取一次電度表底值，進(jìn)行電度消耗判斷，智能識別抽屜更換，智能累加虛擬表底值。在根據(jù)新的虛擬表底值進(jìn)行用電量報表統(tǒng)計。通過上述方案的現(xiàn)場部署、應(yīng)用，抽屜更換導(dǎo)致的電量數(shù)據(jù)異常的問題得到了很好的解決，減少了人為造成的各種錯誤、大大提升了工作效率。通過圖3可以看出不同崗位之間的工作配合更為簡單，各司其職，效率提升。

圖3　采用新的解決方案后的工作流程

5　結(jié)論

本論文提出的方案應(yīng)用范圍包括電力監(jiān)控、電能管理，通過系統(tǒng)軟件與抽屜式配電柜的抽屜中安裝的智能設(shè)備通信讀取電能的表底值計算用電量。該方案也可以應(yīng)用于能源管理涉及到各種能源計量，通過系統(tǒng)軟件讀取各種能源采集智能設(shè)備讀取能源數(shù)據(jù)的表底值計算用能數(shù)據(jù)。

［1］ 張艷. 探索抽屜式開關(guān)柜儀表校驗的連接方法［J］.科技展望， 2015， 25（11）： 139.

［2］ 樊建憲， 趙建宏. 處理一起電能表故障后計算更正電量的討論［J］. 山西電力， 2004（1）： 16-17， 34.

劉坤鵬（1975-），男，碩士研究生，信息系統(tǒng)項目管理師，主要從事電力監(jiān)控系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等相關(guān)信息系統(tǒng)的設(shè)計工作。