510ABA200M000AAG

2016-4-18 9:34:00
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深圳市创芯弘科技有限公司

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制造商: Silicon Laboratories

产品种类: 标准时钟振荡器

RoHS: 符合RoHS 详细信息

产品: XO

封装 / 箱体: 7 mm x 5 mm

频率: 200 MHz

频率稳定性: 50 PPM

端接类型: SMD/SMT

最小工作温度: - 40 C

最大工作温度: + 85 C

输出格式: LVPECL

封装: Tray

商标: Silicon Labs

占空比 - 最大: 52 %

工作电源电压: 3.3 V

工厂包装数量: 50

电源电压-最大: 3.63 V

电源电压-最小: 2.97 V

单位重量: 186.030 mg

目前大部分石油钻机井场进行能耗管理、获取数据通常做法是采用各种仪器、仪表对能耗进行计量,工作人员对仪器仪表采集的数据进行现场维护并统计,导致工作效率低,不能满足大范围的数据采集需要,同时,统计数据不全面、不及时,甚至会出现不准确的情况,为了能更好完成能耗统计、分析、改善,需要建立一套有效的自动化能源消耗数据获取系统,对系统运行过程中的能源供应、能耗设备运行及能耗情况进行实时监测管理,以便用户实时掌握能源消耗状况,及时采取应对措施,为实现能耗管理自动化打下坚实的数据基础,因此,随着钻机井场规模的不断扩大,为钻机平台智能马达控制系统提供可靠的能耗监测管理系统,对保证钻井机场的安全运行有着重要的意义,对钻机井场节能降本也具有重要现实意义。

本文以钻机井场智能马达控制系统能耗监测管理为例,提出利用触摸屏和交流检测仪表、谐波仪表、电力仪表、电动机保护器及开关量输入模块等设计一套智能智能马达控制能耗监测管理系统应用于钻井机场中,对钻机井场用电设备提供高质量电网电能并对系统能耗实现实时监测、管理。

1、用户需求

为了对钻机井场智能马达控制系统的能耗进行监控管理,了解设备的电能质量及用电情况,对所设计的系统提出以下需求:

实时显示:

进线柜:通过人机界面采集ACR330ELH谐波仪表三相有功功率、无功功率、功率因数、三相视在功率、电能以及对功率的最大需量,直观的表现出总电源进线柜的负荷情况,同时采集谐波分次数据及总谐波含量,帮助用户了解设备的电能质量,找出不合理的用电设备,并且为治理方案提供准确、有价值的依据;

生活区负荷:主要利用ACR120E电力仪表采集生活区用电设备三相电流、电压、有功功率、视在功率、功率因数、电能参数并在人机界面显示,为用户的电量计量提供有效数据;

软启动柜:利用电动机保护器ARD3对回路进行数据监测和电机保护,主要采集系统三相电流、电压、频率、有功功率、无功功率以及功率因数传输给人机界面进行实时显示,帮助用户准确了解设备的运行状态以及负荷情况,同时可以实现对设备的过载保护、不平衡保护、欠载保护、接地保护等,将出现的故障信息传输给人机界面显示,用于故障报警与故障记录,实时了解运行中出现的故障便于及时处理;

出线柜:通过PZ48交流仪表采集出线柜单个回路的单相交流电流值,根据系统电流值计算设备回路的功率,用于分析比对;

曲线显示:

主要显示进线柜及生活区负荷三相电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率实时曲线、历史曲线,便于用户实时了解总负荷变化、生活区负荷变化及驱动回路用电设备负荷变化,对各用电设备能耗实现监测管理;

数据存盘:完成对各个进线柜、软启动柜、出线柜电压、电流、功率等参数的存盘功能,并自动生成符合客户管理需求的存盘数据,用户能够在触摸屏上实现各个参数的实时查询,便于了解设备当前及历史运行状况。

数据导出:实现各仪表参数按照客户要求的时间进行自动、手动导出,导成Excel形式到U盘,供客户对运行设备的三相电压、电流、功率、电能等数据统计、打印。

2、项目介绍

智能型智能马达控制能耗监测管理系统能够通过使用电力自动化仪表来分项监测各区域的设备用电情况,通过集中采集显示终端来实时显示并存储,最后导出一个工作周期的所有数据,进行系统分析和制作数据图表,为在钻井队从开钻到完钻提供分析能耗的依据,从而解决能耗匹配的问题,该项目基于用户对钻机井场智能型智能马达控制能耗监测管理系统的需求,采用昆仑通态触摸屏MCGSTPC7062KX与安科瑞ACR320ELH谐波仪表、ACR120E电力仪表、PZ48-AI/C交流检测仪表、电动机保护器ARD3-100A/CUSR及开关量输入模块,实现对总负荷、生活区负荷及驱动回路用电设备运行过程中三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、电能、三相谐波数据的实时监测显示、数据存盘、导出功能,并对设备的过载、不平衡、欠载、接地等故障进行故障报警与记录,既能保证钻机井场智能马达控制系统的正常运行,又能对用电系统的能耗实时监测管理[2]。

3、设计方案

3.1参考标准

GB/T3797-2008《电气控制设备》

GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》

20077566-Q-604《工业自动化产品安全要求第1部分:总则》

20077556-Q-604《工业自动化产品安全要求第10部分:记录仪表的安全要求》

GB/T16656.46-2010《工业自动化系统与集成及产品数据表达与交换》

DL/T814-2002《配电自动化系统功能规范》

DL/T634-2002《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》

DL/T645-2007《电网电能质量管理分析》

DL/T721-2000《电网自动化系统远方终端》

3.2系统总体结构图

整个系统设备主要包括人机界面、ACR330ELH网络谐波仪表、ACR120E网络电力仪表、PZ48交流检测仪表、电动机保护器ARD3、开关量输入模块及开关电源,通过屏蔽双绞线连接至集中采集显示终端,对现场数据的采集、实时显示、参数存盘、故障记录,实现智能型智能马达控制系统的能耗监测管理,系统总体架构如下图1所示。

图1系统总体结构图

3.3主要设备清单

序号

名称

型号、规格

单位

厂家

1

触摸屏

TPC7062KX

昆仑通态

3

网络电力仪表

ACR120E、ACR330ELH(带谐波功能)

安科瑞

4

智能电测仪表

PZ48-AI/C

安科瑞

5

智能电动机保护器

ARD3-100A/CUSR

安科瑞

6

开关量输入模块

WP8026ADAM

纬朴电气

7

开关电源

AC220V转DC24V

华力电子

8

智能型马达控制能耗监测软件

MCC监测管理软件

安科瑞

表1设备清单表本项目为兖州第四污水处理厂电能管理系统。根据配电系统管理的要求,需要对兖州第四污水处理厂的配电室进行电力监控与电能管理,以保证用电的安全、可靠和高效。

Acrel-3000型低压智能配电系统,充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展,对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网,通过计算机和通讯网络,将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体,实现电网运行的远程监控和集中管理。

1 系统结构描述

本监控系统主要实现兖州第四污水处理厂配电室进行用电监控与电能管理;监控范围为分布于配电室中的仪表,对于这些多功能仪表进行远程实时监控和电能管理。该系统总计有86只仪表(均为PZ72L-E4/C),分4条总线,接入CP134U-I,最后通过屏蔽线拉至值班室连接到监控主机实现总线上仪表与监控主机的数据连通。

本监控系统采用分层分布式结构,即站控层,通讯层与间隔层;如图(1)所示:

图(1)网络拓扑图

间隔设备层主要为:多功能网络电力仪表、开关量和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用RS485通讯接口,通过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。

网络通讯层主要为:通讯服务器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。

站控管理层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户。

以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输,一般都采用二根连线,接线简单方便;通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10Mbps。

RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰能力增强,总线上允许连接多达32个设备,最大传输距离为1.2km。

2 电能管理系统主要功能

2.1 数据采集与处理

数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。

数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。

2.2 人机交互

系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。

2.3 历史事件

历时事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互,通过历史事件查看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件,为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

2.4 数据库建立与查询

主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。

2.5 用户权限管理

针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作,方便用户对账号和权限的修改。

2.6 运行负荷曲线

负荷趋势曲线功能主要负责定时采集进线及重要回路电流和功率负荷参量,自动生成运行负荷趋势曲线的,方便用户及时了解设备的运行负荷状况人。点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换;可以查看实时趋势曲线或历史趋势线;对所选曲线可以进行平移、缩放、量程变换等操作,帮助用户进线趋势分析和故障追忆,为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。

2.7 远程报表查询

报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印或者召唤保存、打印模式。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。

报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的电能统计,数据导出和报表打印等功能。

3 案例分析

兖州第四污水处理厂电能管理系统针对配电室中的配电柜进行用电监控与电能管理。

用电回路采用PZ72L-E4/KC多功能电力仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表,它能测量所有常规电力参数,如:三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点,这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。

低压配电二次图见图(2),功能有电量遥测主要监测运行设备的电参量,其中包括:线三相电压,电流,功率,功率因数,电能,频率等电参量及配出回路的三相电流;遥信功能实现显示现场设备的运行状态,主要包括:开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警;断路器变位时会发出报警信号,提醒用户及时处理故障。

图(2)低压配电二次图

趋势曲线功能:该功能可查询各监测回路某天的三相电流 I 及有功功率P 的运行趋势,绘制四条趋势曲线。趋势曲线的纵轴表示参量的值,并列出查询范围内的最大值及额定值;曲线的横轴表示时间,当点击按天查看时显示数据为每单元格表示一小时,当点击按小时查看时显示数据位每单元格一分钟。查询支持左移和右移功能按键,按天查看的左右移周期为1 天,按小时查看的左右移周期为该查询日内的1 小时。(如图3)

图(3)趋势曲线

参数抄表功能,主要对低压各出线回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询,具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询供变电所86台出线各低压回路的电参数,主要包括:三相电流、有功功率和有功电度及变压器温度。该报表各回路名称和数据库关联,510ABA200M000AAG方便用户修改回路名称。见图(4)。

图(4) 参数抄表

用电量报表功能,可选择时间段进行查询,支持任意时间段电度累计查询,具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了精确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。用户可以直接打印报表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 见图(5)。

图(5) 电能报表

4 结束语

随着社会的发展及电力的广泛应用,电能系统已成为全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择,本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在兖州第四污水处理厂的应用,可以实现对变电所高低压配电回路用电的实时监控与电能管理,不仅能显示回路用电状况,还具有网络通讯功能,可以与计算机等组成电能管理系统。系统实现对采集数据的分析、处理,实时显示变电所内各配电回路的运行状态,对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示,并生成各种电能报表、分析曲线、图形等,便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定,为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据,取得了较好的社会效益。[2]

参考文献:

[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4

[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10

作者简介:

吴海英,女,本科,安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统。Email: [email protected] 电话:021-33510314 手机:18702111625 QQ:2880157856