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(duì)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(dòng)化智能識(shí)別的解決方案，并介紹了實(shí)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(jì)算機(jī)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(gè)區(qū)域。每個(gè)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(gè)部件也會(huì)出現(xiàn)故障，對(duì)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(shí)必須在盡可能短的時(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的集中監(jiān)視控制，需要安裝各種電動(dòng)機(jī)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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)做集中監(jiān)控，生成各種運(yùn)行報(bào)表。在運(yùn)行過程中出現(xiàn)用電異常的情況，經(jīng)分析，主要是因?yàn)楦鼡Q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(gè)抽屜對(duì)應(yīng)一個(gè)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(shí)連同智能設(shè)備一起更換。由于智能設(shè)備更換，因?yàn)槊總€(gè)智能設(shè)備的電量表底值不同，從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)生成的電量報(bào)表出現(xiàn)問題，影響電量報(bào)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(bào)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(hào)、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(shí)，維修人員按照規(guī)程執(zhí)行停電操作，記錄停電時(shí)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(shí)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(bào)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(yùn)行日志，記錄被更換抽屜所在的用電回路編號(hào)、更換原因、停電時(shí)間、送電時(shí)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(bào)表錯(cuò)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?yàn)榧す庠砼c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(shí)，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(jì)算。

方式2）：維修人員在更換抽屜時(shí)，把被更換抽屜所在的用電回路編號(hào)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(dòng)修正被更換抽屜所在的用電回路的用電度量報(bào)表；

方式3）：維修人員在更換抽屜時(shí)，把被更換抽屜所在的用電回路編號(hào)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(dòng)錄入用電回路編號(hào)、停電時(shí)間、送電時(shí)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(dòng)修正被更換抽屜所在的用電回路的電度量報(bào)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(shí)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(xiàng)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(cuò)，也直接影響了最終的電度量報(bào)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(bào)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(qiáng)導(dǎo)致記錄或傳遞的數(shù)據(jù)有錯(cuò)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(cuò)，就會(huì)導(dǎo)致最后的電度量報(bào)表存在很大誤差甚至無(wú)法修正。特別是當(dāng)用電回路多時(shí)，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(cuò)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(dòng)讀取智能設(shè)備的序列號(hào)，或者通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件的自動(dòng)判斷算法識(shí)別抽屜的更換操作，自動(dòng)實(shí)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(bào)表出錯(cuò)的幾率。

3.1通過智能設(shè)備內(nèi)部的序列號(hào)自動(dòng)識(shí)別

在智能設(shè)備的內(nèi)部增加序列號(hào)，確保每臺(tái)智能設(shè)備的序列號(hào)均是惟一的。監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過通信方式實(shí)時(shí)讀取智能設(shè)備內(nèi)部的序列號(hào)、電度表底值，當(dāng)本次讀取的智能設(shè)備的序列號(hào)與前次讀取的智能設(shè)備的序列號(hào)發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)判定抽屜已被更換，自動(dòng)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(hào)、更換時(shí)間、更換前的智能設(shè)備的序列號(hào)、更換后的智能設(shè)備的序列號(hào)、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(hào)與前次讀取的智能設(shè)備的序列號(hào)沒有發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)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(jì)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(dòng)判斷和自動(dòng)計(jì)算使用。

3.2通過對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的電度的消耗情況自動(dòng)識(shí)別

針對(duì)智能設(shè)備內(nèi)部無(wú)法增加序列號(hào)的情況，監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過通信實(shí)時(shí)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(jì)算前后兩次讀取時(shí)刻之間的電度量，當(dāng)該電度量與對(duì)應(yīng)時(shí)段長(zhǎng)度的比值大于或等于設(shè)定的閥值時(shí)，則自動(dòng)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(hào)、更換時(shí)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(dòng)判斷和自動(dòng)計(jì)算使用；當(dāng)該電度量與對(duì)應(yīng)時(shí)段長(zhǎng)度的比值小于設(shè)定的閥值時(shí)，自動(dòng)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(jì)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(dòng)判斷和自動(dòng)計(jì)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(gè)用電回路的智能設(shè)備對(duì)應(yīng)的虛擬表底值制作計(jì)算生產(chǎn)電度量報(bào)表。監(jiān)控系統(tǒng)軟件還可以自動(dòng)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(yùn)行相關(guān)信息的完整性、正確性、及時(shí)性。

4　應(yīng)用案例

河北冀衡化學(xué)股份有限公司是目前國(guó)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(guó)市場(chǎng)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(hào)的裝置，監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用的是綜合自動(dòng)化組態(tài)軟件PecStar V3.2?，F(xiàn)場(chǎng)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(shí)能夠快速地更換抽屜，盡量減少停電的時(shí)間，減少對(duì)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(gè)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(shí)際不符，系統(tǒng)生成的報(bào)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(jì)用電量報(bào)表發(fā)現(xiàn)異常都需要找維修人員、值班人員核對(duì)，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(shí)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(shí)現(xiàn)更換抽屜并使智能裝置及時(shí)恢復(fù)通信后，能夠自動(dòng)修正用電量數(shù)據(jù)并生成報(bào)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(jí)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(bào)表，但負(fù)責(zé)維修人員比較多，有時(shí)候人員也很難固定，對(duì)于計(jì)算機(jī)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(diǎn)，減少維修人員的操作步驟及操作復(fù)雜度。

針對(duì)內(nèi)部有序列號(hào)的智能裝置，通過讀取該序列號(hào)來自動(dòng)識(shí)別抽屜更換，智能累加虛擬表底值；針對(duì)裝置內(nèi)部沒有序列號(hào)的只能裝置，則通過設(shè)定電度消耗閥值，定時(shí)讀取一次電度表底值，進(jìn)行電度消耗判斷，智能識(shí)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(bào)表統(tǒng)計(jì)。通過上述方案的現(xiàn)場(chǎng)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(cuò)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(jiǎn)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(jì)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(jì)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(jì)算用能數(shù)據(jù)。

［1］ 張艷. 探索抽屜式開關(guān)柜儀表校驗(yàn)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(jì)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(xiàng)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(jì)工作。