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概述

科技發(fā)展離不開大規(guī)模集成電路技術(shù)的進(jìn)步，特別是半導(dǎo)體相關(guān)的技術(shù)。近幾年受國際環(huán)境影響，國內(nèi)外很多行業(yè)受到芯片供應(yīng)的影響。在國家政策引導(dǎo)下，半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展比較快，新建了較多半導(dǎo)體工廠。半導(dǎo)體工廠用電量大，而且大部分工藝需要24/7不間斷運(yùn)行，對供電可靠性要求非常高，在工廠建設(shè)的時(shí)候如何設(shè)計(jì)工廠能效管理系統(tǒng)也是非常重要的。

半導(dǎo)體工廠用電量比較大，更重要的是為了提高供電質(zhì)量，降低電網(wǎng)干擾，一般采用110kV或更高電壓等級供電。每個(gè)工廠工藝生產(chǎn)用電量與公用工程用電量比例不盡相同，通常工藝生產(chǎn)比公用工程用電量略低，但大致可以認(rèn)為比例為 1:1的關(guān)系，即各占全廠總負(fù)荷的 50% 。植入、光刻、刻蝕生產(chǎn)過程中的機(jī)臺設(shè)備、泵、高溫爐及其它一些機(jī)械設(shè)備是工藝生產(chǎn)過程中的主要用電設(shè)備，而公用工程直接參與工藝生產(chǎn)的超純水、工藝生產(chǎn)的冷卻水、氮?dú)饧伴g接參與生產(chǎn)的建筑冷卻的冷凍水、清潔干燥的空氣是主要的用電大戶。

AcrelEMS-SEMI電子工廠能效管理系統(tǒng)集變電站綜合自動化、電力監(jiān)控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設(shè)備運(yùn)維于一體，為建立可靠、安全的工廠能源管理體系提供數(shù)據(jù)支持。

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用戶需求

用戶痛點(diǎn)

①電子半導(dǎo)體廠房用電量非常大，對供電可靠性要求非常高，對故障比較敏感，一旦意外斷電會導(dǎo)致重大損失，配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

②大部分工藝設(shè)備對電能質(zhì)量比較敏感，電壓暫降會導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)材料報(bào)廢等產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失；

③生產(chǎn)機(jī)臺設(shè)備內(nèi)部有大量的電子器件如晶閘管，它們不僅對諧波電壓和電壓波動非常敏感，承受較差電能質(zhì)量的能力不是很高，同時(shí)也是主要的諧波源。

④工廠電壓等級比較多，出于供電可靠性要求和工藝設(shè)備需要電壓等級不同，工廠配電電壓從110kV到10kV、0.48kV、0.4kV、0.208kV不等，涉及的各電壓等級變壓器數(shù)量非常多；

⑤工廠電源比較多，包含多路市電、柴油發(fā)電機(jī)，大功率UPS、儲能電池等，設(shè)備維護(hù)工作量大，各電源切換邏輯復(fù)雜；

⑥安全生產(chǎn)壓力大：配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)隱患需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分工藝生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生有害氣體，安全生產(chǎn)無論怎么重視都不為過；

⑦工廠變頻設(shè)備、UPS等設(shè)備多，功率大，產(chǎn)生諧波較大，對無功補(bǔ)償和諧波治理有一定要求；

⑧空調(diào)系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、CDA系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、 MAU 系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、照明辦公系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)備和子系統(tǒng)眾多，需要統(tǒng)一運(yùn)維管理。

用戶需求

①通過EMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示工廠高中壓柜、低壓柜、直流屏、UPS 及電池監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、母線測溫系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、配電盤柜系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備應(yīng)設(shè)置直觀的畫面進(jìn)行展示；

②對工廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括變電站、柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、油箱油位、變壓器、自動切換開關(guān)、靜態(tài)UPS、中低開關(guān)柜電氣參數(shù)等；

③記錄日月年負(fù)荷和電能消耗報(bào)表；

④監(jiān)測配電回路接點(diǎn)溫度，包括斷路器觸頭或觸臂、母排、線纜連接處等；

⑤對低壓配電回路漏電電流、線纜溫度進(jìn)行監(jiān)測和異常報(bào)警；

⑥對靜態(tài)UPS運(yùn)行狀態(tài)、蓄電池溫度、電壓、電流、內(nèi)阻、進(jìn)行監(jiān)測，對蓄電池室可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測和報(bào)警并啟動排風(fēng)；

⑦監(jiān)測密集型母線槽接點(diǎn)溫度、電流、電壓等電氣參數(shù)；

⑧監(jiān)測建筑進(jìn)線電能質(zhì)量，讀取波形文件并進(jìn)行分析，定期自動出具分析報(bào)告，異常及時(shí)告警；

⑨對工廠消防設(shè)備電源回路進(jìn)行監(jiān)測和異常報(bào)警；

⑩消防疏散通道、安全出口有明顯的指示燈具，并可以通過不同應(yīng)急預(yù)案控制疏散方案；

按棟別建筑對用電進(jìn)行分析，系統(tǒng)包括但不限于冰機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、MAU 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、純水拋光系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、氣體純化系統(tǒng)、大宗氣站、照明辦公系統(tǒng)、IT 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工藝機(jī)臺（分棟及工藝）等，展示畫面形式包括但不限于餅圖、折線圖、柱狀圖等，可對歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)電量、功率、分時(shí)段（年、月、周、日）電量及功率進(jìn)行展示對比分析；

監(jiān)控軟件采用B/S架構(gòu)，接入以上監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過瀏覽器、手機(jī)APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測和異常報(bào)警，并可通過系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務(wù)。

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方案設(shè)計(jì)

半導(dǎo)體制造工廠電源可分為三類即：公共電網(wǎng)電源、柴油發(fā)電機(jī)備用電源和 UPS 電源。國內(nèi)企業(yè)通常會分別簡稱為：市電、E 電和 U 電。關(guān)于 UPS 電源，除了集中式大容量UPS電源外，還會有供機(jī)臺設(shè)備的 IT和控制用的 UPS，這種UPS 通常為小容量分布式 UPS。

工藝生產(chǎn)負(fù)荷按其對于電源可靠性要求的重要性可分為3個(gè)等級：1級關(guān)鍵負(fù)荷、2 級關(guān)鍵負(fù)荷及3級關(guān)鍵負(fù)荷，重要性是逐步升高的，這里負(fù)荷等級劃分與國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中負(fù)荷分級定義不同。

以下為一個(gè)工廠的典型電氣單線示意圖(部分)，為了提高工廠供電可靠性，采用2路110kV電源供電，設(shè)立一座110/10kV變電站，配置2000kW/10kV柴油發(fā)電機(jī)作為后備電源，在0.4kV側(cè)配置500kVA UPS用于3級關(guān)鍵負(fù)荷和部分2級關(guān)鍵負(fù)荷工藝設(shè)備供電。

根據(jù)用戶要求，配置AcrelEMS-SEMI電子廠房能效管理系統(tǒng)，為廠房提供監(jiān)測和控制，主要功能有：

變電站綜合自動化

①實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等；

②監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動方向；

③對中高壓回路進(jìn)行故障錄波、事件順序記錄等功能，協(xié)助分析故障原因并改進(jìn)；

④完成多路電源的自動切換邏輯；

⑤對中壓開關(guān)柜母排設(shè)置弧光保護(hù)裝置，探測到故障性弧光快速跳閘并報(bào)警；

電氣安全

①對0.4kV和0.208kV側(cè)進(jìn)行電能質(zhì)量治理，包括諧波治理和無功補(bǔ)償；

②實(shí)時(shí)監(jiān)測0.48kV、0.4kV和0.208kV饋線漏電電流，異常時(shí)報(bào)警；

③監(jiān)測各電氣接點(diǎn)、母排、密集型母線槽溫度并實(shí)時(shí)預(yù)警；

④實(shí)時(shí)監(jiān)測消防設(shè)備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)報(bào)警；

⑤實(shí)時(shí)監(jiān)測廠房內(nèi)防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)及時(shí)報(bào)警；

⑥監(jiān)測廠區(qū)內(nèi)消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供疏散應(yīng)急預(yù)案，燈具有異常時(shí)報(bào)警；

⑦對UPS電池間電池溫度、電流、電壓、內(nèi)阻進(jìn)行監(jiān)測；

能耗分析

①按照建筑棟別或用戶要求的區(qū)域采集廠區(qū)內(nèi)建筑的能耗數(shù)據(jù)，包括電、水、氣、汽、壓縮空氣、冷熱量等，并進(jìn)行折標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放趨勢統(tǒng)計(jì)；

②采集廠內(nèi)冰機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、MAU 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、純水拋光系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、氣體純化系統(tǒng)、大宗氣站、照明辦公系統(tǒng)、IT 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工藝機(jī)臺等，展示畫面形式包括餅圖、折線圖、柱狀圖等，可對歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)電量、功率、分時(shí)段（年、月、周、日）電量及功率進(jìn)行展示對比分析；

③按照照明插座、空調(diào)、工藝設(shè)備、特殊用電對廠內(nèi)用電進(jìn)行分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，并通過餅圖方式展現(xiàn)；

④分析廠內(nèi)單位產(chǎn)量能耗數(shù)據(jù)，并可按照建筑或區(qū)域產(chǎn)線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

照明管理

①對廠區(qū)內(nèi)照明進(jìn)行集中管理，包括廠房內(nèi)和廠區(qū)道路、停車庫照明；

②通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制、定時(shí)控制、光照度感應(yīng)控制、人體感應(yīng)控制、區(qū)域控制等；

③對光照度有要求的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制；

④對廠區(qū)道路照明實(shí)現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時(shí)間的定時(shí)控制；

⑤對停車庫實(shí)現(xiàn)雷達(dá)感應(yīng)控制；

新能源管理

①接入廠區(qū)分布式光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，采集光伏逆變器、并網(wǎng)柜數(shù)據(jù)，并進(jìn)行日、月、年、累計(jì)收益分析和減排分析；

②對光伏系統(tǒng)異常及時(shí)預(yù)警；

③接入儲能系統(tǒng)和BMS數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷曲線制定儲能充放電使用策略；

④對廠區(qū)內(nèi)電動汽車和電瓶車充電樁進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和充電交易管理；

職工宿舍管理

①對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理；

②對員工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理，支持微信、支付寶等繳費(fèi)方式；

③采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)；

廠區(qū)環(huán)境管理

①對廠內(nèi)特定區(qū)域進(jìn)行空調(diào)漏水、溫濕度、空氣質(zhì)量、粉塵含量等監(jiān)測；

②對特定區(qū)域如UPS電池間氫氣濃度進(jìn)行監(jiān)測，在濃度超標(biāo)時(shí)可自動啟動排風(fēng)。

方案基于工廠不同的應(yīng)用場景，配置終端感知設(shè)備，包括微機(jī)保護(hù)測控裝置、操控裝置、測溫傳感器、弧光探測單元、電能質(zhì)量分析裝置、多功能計(jì)量儀表、有源濾波裝置、無功補(bǔ)償裝置、電氣火災(zāi)探測器、電池監(jiān)測單元、氣體傳感器、照明控制器和傳感器、暖通儀表等，配合現(xiàn)場具備通訊接口的設(shè)備如柴油發(fā)電機(jī)控制柜、UPS、直流屏等設(shè)備，通過智能網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備數(shù)據(jù)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析、就地存儲、邏輯判斷后上傳能效管理平臺，為管理人員提供電氣、設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測、控制和預(yù)警，提升了工廠運(yùn)行可靠性和安全性，提高管理效率，減少在供電、環(huán)境和設(shè)備上的運(yùn)維人力成本。

監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)計(jì)

AcrelEMS-SEMI針對廠區(qū)配電系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并通過畫面顯示和告警，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)位如下表所示：

變電站綜合自動化

變電站綜合自動化系統(tǒng)主要針對110kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機(jī)部分，在變電站設(shè)置Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)子站，實(shí)現(xiàn)本地遙測、遙信、遙控、報(bào)警、報(bào)表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測和報(bào)警。

綜自系統(tǒng)保護(hù)配置清單

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等；

綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)可以直觀顯示一次系統(tǒng)圖，并實(shí)時(shí)顯示各電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報(bào)警信號等。

遙測量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量，高低壓柜內(nèi)電氣節(jié)點(diǎn)溫度值等；

變電站運(yùn)行監(jiān)視

遙信量包括中壓開關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、地刀開關(guān)的分合狀態(tài)，柜內(nèi)弧光探頭的鏈路狀態(tài)、斷路器彈簧儲能狀態(tài)及遠(yuǎn)方就地控制狀態(tài)；

報(bào)警信號包括微機(jī)保護(hù)裝置的告警信號、保護(hù)跳閘信號及裝置異常信號\線路弧光保護(hù)動作信號、節(jié)點(diǎn)溫度告警及設(shè)備通信異常告警，異常信號可以通過聲光報(bào)警。

監(jiān)視光字牌

變電站綜合自動化子系統(tǒng)主機(jī)設(shè)置在變電站，同時(shí)數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺，在平臺統(tǒng)一顯示和報(bào)警。

變電站運(yùn)行監(jiān)視

變壓器運(yùn)行監(jiān)視

事件順序記錄

故障錄波分析

（2）電能質(zhì)量監(jiān)測

AcrelEMS-SEMI能效管理系統(tǒng)監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)波形記錄，并提供電能質(zhì)量分析報(bào)告。

穩(wěn)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)

間諧波分析

電壓、電流、電能質(zhì)量分析報(bào)告

（3）接點(diǎn)測溫

系統(tǒng)監(jiān)測斷路器、母排、線纜接頭、密集型母線槽接點(diǎn)溫度并實(shí)時(shí)預(yù)警。

無線測溫

（4）裝置功能介紹

①電能質(zhì)量監(jiān)測裝置

10kV進(jìn)線電能質(zhì)量監(jiān)測裝置采用APview500，采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測量方法進(jìn)行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測量方法的標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)參數(shù)的測量精度以及時(shí)鐘同步、事件標(biāo)記功能等各個(gè)方面均達(dá)到了 IEC61000-4-30 A 級標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足 110kV 及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測的要求。

裝置可以監(jiān)測電網(wǎng)頻率 ,電壓、電流有效值,有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù),電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數(shù)、相位等,諧波（2～50 次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群 ,間諧波 電壓波動、閃變，電壓可輸入57.7V/100V 或 220V/380V 。

②10kV線路保護(hù)測控裝置

10kV進(jìn)線保護(hù)測控裝置采用AM5SE-F,10kV變壓器保護(hù)測控裝置采用A具備相間電流速斷保護(hù)，相間限時(shí)電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護(hù)，反時(shí)限相間過流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時(shí)限過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。

③10kV變壓器保護(hù)測控裝置

10kV變壓器保護(hù)測控裝置采用AM5SE-T，具備電流速斷保護(hù)，過流保護(hù)，復(fù)壓閉鎖，反時(shí)限過流保護(hù)，復(fù)壓閉鎖，兩段式高壓側(cè)零序過流保護(hù)，兩段式低壓側(cè)零序過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警，超溫/重瓦斯跳閘，過溫/輕瓦斯報(bào)警。

④弧光保護(hù)裝置ARB5-M

在中壓母線，中壓柜運(yùn)行過程中很可能由于的操作失誤、接頭松脫、動物侵入，以及長時(shí)間運(yùn)行后PT絕緣老化、套管老化導(dǎo)致嚴(yán)重短路故障。對于中壓母線未像高壓母線那樣安裝母線差動保護(hù)，中壓母線短路故障依賴上級進(jìn)線的后備保護(hù)切除，切除時(shí)間長，而根據(jù)測試結(jié)果數(shù)據(jù)，母線燃弧后 0.1s 就會燃燒，0.15s 后母線損毀，柜體在 0.2s 后爆炸。

ARB5母線弧光保護(hù)裝置通過檢測母線室弧光、進(jìn)線電流判據(jù)（弧光判據(jù)+電流突變量判據(jù)）啟動；單判據(jù)動作時(shí)間≤7ms、雙判據(jù)時(shí)間≤20ms。ARB5母線弧光保護(hù)由弧光保護(hù)裝置、弧光探頭及塑料光纖和尾纖等構(gòu)成。

⑤10kV母聯(lián)保護(hù)測控裝置

10kV母聯(lián)保護(hù)測控裝置采用AM5SE-B，具備保護(hù)、測控和備自投功能，相間電流速斷保護(hù)，相間過電流保護(hù)，母聯(lián)充電保護(hù)，母聯(lián)備自投，進(jìn)線備自投，控制回路異常告警。

⑥PT監(jiān)測裝置

PT監(jiān)測裝置采用AM5SE-UB，可以監(jiān)測電壓互感器實(shí)現(xiàn)過電壓告警、零序過壓告警、PT斷線告警、低電壓告警等功能，采集母線三相電壓、零序電壓、線電壓等。

⑦開關(guān)柜操控裝置

開關(guān)柜操控裝置采用ASD500，它以一體化布局配套于開關(guān)柜，簡化了開關(guān)柜的面板設(shè)計(jì)，美化了面板布局。除具有動態(tài)模擬指示、帶電顯示及閉鎖、溫濕度顯示及其控制、驗(yàn)電核相、二次回路電壓值顯示、人體感應(yīng)帶電提示及柜內(nèi)照明、語音防誤提示、時(shí)間日期顯示、遠(yuǎn)方/就地操作、分合閘操作、手動/自動儲能、遠(yuǎn)程通信等功能外，還具有電力綜合參數(shù)測量功能，測量參數(shù)為：三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率計(jì)量、無功功率計(jì)量，使開關(guān)柜進(jìn)一步智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。另外可以接入無線測溫傳感器數(shù)據(jù)，就地顯示各電氣接點(diǎn)溫度。

⑧無線測溫傳感器

無線測溫傳感器主要用于監(jiān)測斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接處溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導(dǎo)致的事故。

ATE200表帶式無線測溫傳感器：電池供電無線溫度傳感器，表帶式固定，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃，電池壽命5年。

ATE400感應(yīng)取電無線溫度傳感器：合金片固定，感應(yīng)取電，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃，無需電池，回路電流大于5A工作。

⑨10kV回路多功能儀表

10kV回路配置多功能儀表APM830，可以為回路提供電氣數(shù)據(jù)監(jiān)測，用于搭建工廠的能源管理體系。

支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、Ep、Eq）、雙向有功、無功電能計(jì)量，支持有功、無功脈沖輸出、復(fù)費(fèi)率計(jì)量（歷史12月），復(fù)費(fèi)率可設(shè)置4個(gè)時(shí)區(qū)、10時(shí)段、四種費(fèi)率（尖峰平谷）、電壓電流不平衡度測量、電壓電流相角測量、2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測量、事件記錄、報(bào)警記錄、至大需量、2路開關(guān)量輸出及2路開關(guān)量輸入。

電壓、電流精度：0.2級、有功電能精度0.5s級、無功電能精度2級，RS485通訊，ModBus-RTU通訊協(xié)議。

⑩0.4kV回路多功能儀表

0.4kV回路配置AEM96或AEM72儀表，支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、Ep、Eq）、雙向有功、無功電能計(jì)量， 四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、至大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31 次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報(bào)警輸出、電壓、電流精度：0.2級、有功電能精度0.5s級、無功電能精度2級，RS485通訊，ModBus-RTU通訊協(xié)議。

電氣安全

EMS系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和電氣安全隱患配置相應(yīng)的治理裝置、電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。

（1）電能質(zhì)量治理

AcrelEMS-SEMI能效管理系統(tǒng)配置有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

有源濾波裝置運(yùn)行監(jiān)測

0.4kV混合動態(tài)諧波無功補(bǔ)償柜

0.4kV母線配置AnCos-/-MⅠ型混合動態(tài)諧波無功補(bǔ)償柜，作為一種新型無功補(bǔ)償和電力諧波治理專用設(shè)備，由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。通過外部互感器實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)中各次諧波電流和無功電流，得到其指令電流，送入高速數(shù)字信號處理器（DSP）對信號進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制PWM信號形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動IGBT功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動消除電力諧波。

裝置線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出的同時(shí)，可濾除特定次諧波；具備三相不平衡治理及穩(wěn)壓功能；補(bǔ)償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.99；具有有源濾波功能，單模塊有四種規(guī)格：30kvar無功+15A濾波，50kvar無功+25A濾波，75kvar無功+37.5A濾波，100kvar無功+50A濾波；模塊化并聯(lián)設(shè)計(jì)；基于谷歌Fliutter框架構(gòu)建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠(yuǎn)程服務(wù)與數(shù)據(jù)處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互。

（2）漏電火災(zāi)監(jiān)測

電氣火災(zāi)探測器一般設(shè)置在變電所0.4kV饋線側(cè)，采集數(shù)據(jù)漏電電流和線纜溫度后上傳至監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對電氣安全預(yù)警。現(xiàn)場設(shè)置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的預(yù)警子系統(tǒng)，由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控單元、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器以及測溫式電氣火災(zāi)探測器組成，通過現(xiàn)場總線構(gòu)成一套完整的預(yù)防電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可集成至工廠的EMS能效管理系統(tǒng)并提供預(yù)警信號。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

電氣火災(zāi)監(jiān)測界面

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型如下表所示：

（3） 消防設(shè)備電源監(jiān)控

工廠消防設(shè)備比較多，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要功能就是用于監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

消防設(shè)備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以機(jī)房分區(qū)設(shè)置區(qū)域分機(jī)采集消防設(shè)備電源狀態(tài)，區(qū)域分機(jī)通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關(guān)狀態(tài)信息，以此實(shí)現(xiàn)對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

消防設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備選型

（4） 防火門監(jiān)控

防火門監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過防火門監(jiān)控模塊及其附件來檢測現(xiàn)場常開，常閉防火門的狀態(tài)；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，控制現(xiàn)場的常開防火門關(guān)閉，并通過門磁開關(guān)來反饋現(xiàn)場的防火門的關(guān)閉狀態(tài)，有效防止火勢蔓延阻止煙氣擴(kuò)散，確保人員安全疏散及減少火災(zāi)損失。

（5） 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

根據(jù)消防要求還需要設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，用于火災(zāi)狀態(tài)下人員的疏散指示，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具指引快速疏散。

消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)由主機(jī)、集中電源、指示燈具和照明燈具組成，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動疏散方案引導(dǎo)人員疏散。

根據(jù)工廠環(huán)境要求，可以選擇高防護(hù)等級或防爆型照明和指示燈具。

（6） 密集型母線槽節(jié)點(diǎn)測溫

母線槽測溫解決方案包括始端箱、插接箱監(jiān)測模塊，采集三相電流、電壓、溫度、漏電電流、濕度、中性線電流、零地電壓、2~63次諧波、至大需量等數(shù)據(jù)，對始端箱、插接箱進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警。

*始端箱監(jiān)控：

遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度、功率因數(shù)、諧波含量、溫度（線纜/銅排連接處的實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度）；

遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相,過流，頻率過高/過低,輸入分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。

*插接箱監(jiān)控：

遙測：輸出分路的電壓、電流、有功功率、有功電度、插接箱插腳處實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度；

遙信：輸出分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。

（7） 蓄電池監(jiān)測

UPS儲能用的蓄電池比較多，而且這也是容易出問題的環(huán)節(jié)，所以需要對蓄電池電氣參數(shù)和溫度、內(nèi)阻進(jìn)行不間斷監(jiān)測和預(yù)警。

單體電池智能監(jiān)控模塊BABT是專門為單節(jié)電池設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，符合ANSI/TIA-942標(biāo)準(zhǔn)要求。具有監(jiān)測電池的電壓、內(nèi)阻與內(nèi)部溫度功能，安裝、維護(hù)與接入方便。

①24 小時(shí)在線監(jiān)測，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)性能劣化的電池；

②每個(gè)模塊監(jiān)測一節(jié)電池，監(jiān)測電壓、內(nèi)阻與內(nèi)部溫度，符合ANSI/TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)要求

③模塊帶光電隔離，支持MODBUS-RTU通訊協(xié)議，可接入工廠監(jiān)控平臺，隨時(shí)掌握電池運(yùn)行情況；

④安裝簡單，只需正負(fù)極各接一根線；

EMS能效管理平臺采集電池監(jiān)測模塊數(shù)據(jù)，展示每塊電池電壓、內(nèi)阻、內(nèi)阻變化率和電池溫度，預(yù)測電池帶載時(shí)剩余時(shí)間，每個(gè)數(shù)據(jù)均可以設(shè)置異常報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

能耗分析

（1）能耗數(shù)據(jù)采集

按照建筑棟別或用戶要求的區(qū)域采集廠區(qū)內(nèi)建筑的能耗數(shù)據(jù)，包括電、水、氣、汽、壓縮空氣、冷熱量等，并進(jìn)行折標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放趨勢統(tǒng)計(jì)。

（2）分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)

按照照明插座、空調(diào)、工藝設(shè)備、特殊用電對廠內(nèi)用電進(jìn)行分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，并通過餅圖方式展現(xiàn)。

（3）能耗折標(biāo)

系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)各類能耗數(shù)據(jù)，并折標(biāo)計(jì)算，可以折算成千克標(biāo)煤或二氧化碳排放。

（4）能耗同比環(huán)比分析

查看選定回路選擇年份的每個(gè)月的能耗與上一年同期數(shù)據(jù)之間的對比情況，直觀展示用能數(shù)據(jù)差異。

提供柱狀圖對比與數(shù)據(jù)報(bào)表對比。

支持導(dǎo)出EXCEL表格。

（5） 能源流向圖

展示企業(yè)選擇時(shí)間段各類能源的流向圖，追溯能源流向。

（6）工藝能耗

采集廠內(nèi)冰機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、MAU 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、純水拋光系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、氣體純化系統(tǒng)、大宗氣站、照明辦公系統(tǒng)、IT 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工藝機(jī)臺等，展示畫面形式包括餅圖、折線圖、柱狀圖等，可對歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)電量、功率、分時(shí)段（年、月、周、日）電量及功率進(jìn)行展示對比分析。

中央空調(diào)監(jiān)測

空壓機(jī)運(yùn)行監(jiān)測

工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)監(jiān)測

照明管理

①對廠區(qū)內(nèi)照明進(jìn)行集中管理，包括廠房內(nèi)和廠區(qū)道路、停車庫照明；

②通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制、定時(shí)控制、光照度感應(yīng)控制、人體感應(yīng)控制、區(qū)域控制等；

③對光照度有要求的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制；

④對廠區(qū)道路照明實(shí)現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時(shí)間的定時(shí)控制；

⑤對停車庫實(shí)現(xiàn)雷達(dá)感應(yīng)控制；

需安裝在配電箱內(nèi)的模塊主要有開關(guān)驅(qū)動器、調(diào)光驅(qū)動器、IP網(wǎng)關(guān)等，這些模塊使用35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝；需安裝在控制現(xiàn)場的模塊主要有傳感器和智能面板，其中傳感器作為自動控制感應(yīng)模塊，嵌入式安裝在房間、走廊頂部，用于檢測相關(guān)區(qū)域是否有人員活動。有人經(jīng)過時(shí)可以設(shè)定自動控制亮燈，人離開后在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)熄燈。智能面板等手動控制設(shè)備，可嵌墻安裝在機(jī)房入口處，這樣可實(shí)現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠(yuǎn)程控制相結(jié)合。

系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負(fù)荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動控制功能

(1)開關(guān)驅(qū)動器

(2)人體感應(yīng)和光照度傳感器

(3)智能面板

新能源管理

（1）分布式光伏

接入廠區(qū)分布式光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，采集光伏逆變器、并網(wǎng)柜數(shù)據(jù)，并進(jìn)行日、月、年、累計(jì)收益分析和減排分析，對光伏系統(tǒng)異常及時(shí)預(yù)警。

（2）充電樁管理

對廠區(qū)內(nèi)電動汽車和電瓶車充電樁進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和充電交易管理，充電樁故障時(shí)推送報(bào)警，支持微信、支付寶掃碼充電。

（3）儲能管理

接入儲能系統(tǒng)和BMS數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷曲線制定儲能充放電使用策略，監(jiān)測儲能電池SOC、SOH以及充放電狀態(tài)。

職工宿舍管理

對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理，避免因?yàn)閻盒载?fù)載引起火災(zāi)。對員工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理，支持微信、支付寶等繳費(fèi)方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)，這對有很多職工宿舍需要管理的企業(yè)來說非常重要。

工廠環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測包括機(jī)房溫濕度、煙霧、積水浸水、電池間可燃?xì)怏w濃度、門禁、視頻、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警。

（1）溫濕度監(jiān)測

工廠部分區(qū)域?qū)Νh(huán)境溫濕度要求比較高，檢測重要區(qū)域的溫濕度分布，通過溫濕度傳感器連接到網(wǎng)關(guān)通訊接口上傳平臺，完成廠房溫濕度監(jiān)控功能。

（2）水浸監(jiān)測

水浸屬于開關(guān)報(bào)警監(jiān)測量，可以用開關(guān)量檢測獲得。具體方法是：通過漏水感應(yīng)線緊貼在空調(diào)下面的地板下，傳感器檢測報(bào)警信號接開關(guān)量采集裝置，然后在軟件配置相應(yīng)的名稱和告警閾值，即簡單方便地完成了防盜紅外、漏水和煙霧檢測監(jiān)控。

（3）煙霧報(bào)警

煙感屬于開關(guān)報(bào)警監(jiān)測量，可以用ARTU開關(guān)量檢測模塊采集，將煙霧傳感器安裝在天花板頂上，避免空調(diào)直接對準(zhǔn)方位，通過煙霧傳感器可以感知廠房產(chǎn)生的煙霧并提前預(yù)警。

（4）氣體報(bào)警

存放儲能電池的設(shè)備間可能會產(chǎn)生一定的可燃?xì)怏w，比如氫氣，這是一種易爆的氣體，達(dá)到一定的濃度需要啟動排風(fēng)設(shè)備及時(shí)清除。

可在網(wǎng)關(guān)設(shè)置自動啟動風(fēng)機(jī)邏輯，當(dāng)網(wǎng)關(guān)檢測到氫氣濃度超過設(shè)定值，在發(fā)出預(yù)警信號的同時(shí)可以自動啟動排風(fēng)風(fēng)機(jī)，確保氫氣濃度在安全程度內(nèi)。

（5）門禁及紅外監(jiān)測

系統(tǒng)可以采集工廠門禁狀態(tài)和紅外報(bào)警，并在系統(tǒng)平面圖上顯示門禁開閉狀態(tài)并通過顏色預(yù)警，防止有人意外進(jìn)入未授權(quán)區(qū)域。

（6）空氣質(zhì)量監(jiān)測

監(jiān)測廠房內(nèi)空氣質(zhì)量和粉塵含量。

運(yùn)維管理

（1）任務(wù)管理

任務(wù)管理是用戶對平臺運(yùn)維能力，包括定期巡檢、缺陷處理、報(bào)警消除、故障搶修和工單通知功能的綜合管理頁面，用戶可使用該頁面發(fā)布各類型任務(wù)及巡檢操作票給相關(guān)人員，通過查看詳情跟進(jìn)任務(wù)的執(zhí)行情況與巡檢明細(xì)。

（2） 巡檢記錄

巡檢記錄是針對巡檢類型的任務(wù)在流程中需要管理的節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測的頁面，主要關(guān)注巡檢任務(wù)流程中的負(fù)責(zé)人、執(zhí)行人進(jìn)度，巡檢的結(jié)束時(shí)間，簽到的偏差，巡檢的項(xiàng)目和發(fā)現(xiàn)的缺陷問題數(shù)量等內(nèi)容。

（3）用戶報(bào)告

運(yùn)行報(bào)告主要監(jiān)測一段時(shí)期內(nèi)工廠的用電量、負(fù)荷、諧波情況、不平衡度、功率因數(shù)波動情況、事件發(fā)生統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場運(yùn)維情況，通過自定義標(biāo)準(zhǔn)對站點(diǎn)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并給出一定的建議，為用戶分析站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)給出一定的依據(jù)。

信息安全

系統(tǒng)從兩個(gè)方面保證信息安全。

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)箱

現(xiàn)場設(shè)置的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)箱內(nèi)置數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，采用安科瑞ANet系列數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)。

開機(jī)自檢：設(shè)備在開機(jī)后會自動檢測當(dāng)前應(yīng)用平臺的運(yùn)行及工作情況，如有系統(tǒng)損壞會嘗試自動修復(fù)。

更新保護(hù)：配置錯(cuò)誤，防錯(cuò)算法在3-5秒內(nèi)自動恢復(fù)到更新前配置狀態(tài)。

升級保護(hù)：升級型號判斷不會升級錯(cuò)誤的型號固件包，升級保護(hù)，防錯(cuò)算法在5-10秒內(nèi)將設(shè)備自動恢復(fù)到升級前狀態(tài)。

運(yùn)行保護(hù)：ANetOS采用4層架構(gòu)，每層均有守護(hù)線程對上層做運(yùn)行保護(hù)。

日志記錄：ANetOS提供運(yùn)行日志和錯(cuò)誤日志等安全保護(hù)措施。

傳輸安全：ANetOS提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等連接及傳輸安全要求。

斷點(diǎn)續(xù)傳：斷點(diǎn)續(xù)傳功能保證數(shù)據(jù)不丟失。

系統(tǒng)軟件

具備CSRF保護(hù)，可有效防止依賴注入攻擊、XSS攻擊等。

采用AES加密，128位密匙，防止數(shù)據(jù)泄密和網(wǎng)絡(luò)攻擊，確保信息安全。