【解決方案】半導體電子廠房能效管理解決方案

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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)的進步，特別是半導體相關的技術(shù)。近幾年受國際環(huán)境影響，國內(nèi)外很多行業(yè)受到芯片供應的影響。在國家政策引導下，半導體行業(yè)發(fā)展比較快，新建了較多半導體工廠。半導體工廠用電量大，而且大部分工藝需要24/7不間斷運行，對供電可靠性要求非常高，在工廠建設的時候如何設計工廠能效管理系統(tǒng)也是非常重要的。

半導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，但大致可以認為比例為 1:1的關系，即各占全廠總負荷的 50% 。植入、光刻、刻蝕生產(chǎn)過程中的機臺設備、泵、高溫爐及其它一些機械設備是工藝生產(chǎn)過程中的主要用電設備，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、氮氣及間接參與生產(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、設備運維于一體，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

①電子半導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，一旦意外斷電會導致重大損失，配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜；

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

③生產(chǎn)機臺設備內(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，大功率UPS、儲能電池等，設備維護工作量大，各電源切換邏輯復雜；

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工廠變頻設備、UPS等設備多，功率大，產(chǎn)生諧波較大，對無功補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)、空壓機系統(tǒng)、照明辦公系統(tǒng)等系統(tǒng)設備和子系統(tǒng)眾多，需要統(tǒng)一運維管理。

用戶需求

①通過EMS系統(tǒng)實時顯示工廠高中壓柜、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)相關設備應設置直觀的畫面進行展示；

②對工廠供配電系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，包括變電站、柴油發(fā)電機運行狀態(tài)、油箱油位、變壓器、自動切換開關、靜態(tài)UPS、中低開關柜電氣參數(shù)等；

③記錄日月年負荷和電能消耗報表；

④監(jiān)測配電回路接點溫度，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、線纜溫度進行監(jiān)測和異常報警；

⑥對靜態(tài)UPS運行狀態(tài)、蓄電池溫度、電壓、電流、內(nèi)阻、進行監(jiān)測，對蓄電池室可燃氣體濃度監(jiān)測和報警并啟動排風；

⑦監(jiān)測密集型母線槽接點溫度、電流、電壓等電氣參數(shù)；

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

⑨對工廠消防設備電源回路進行監(jiān)測和異常報警；

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

按棟別建筑對用電進行分析，系統(tǒng)包括但不限于冰機系統(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)、實時數(shù)據(jù)、累計電量、功率、分時段（年、月、周、日）電量及功率進行展示對比分析；

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APP或短信等方式提供數(shù)據(jù)監(jiān)測和異常報警，并可通過系統(tǒng)發(fā)布維保、巡檢及搶修派工任務。

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方案設計

半導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。關于 UPS 電源，除了集中式大容量UPS電源外，還會有供機臺設備的 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)負荷按其對于電源可靠性要求的重要性可分為3個等級：1級關鍵負荷、2 級關鍵負荷及3級關鍵負荷，重要性是逐步升高的，這里負荷等級劃分與國家標準GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》中負荷分級定義不同。

以下為一個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，設立一座110/10kV變電站，配置2000kW/10kV柴油發(fā)電機作為后備電源，在0.4kV側(cè)配置500kVA UPS用于3級關鍵負荷和部分2級關鍵負荷工藝設備供電。

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實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等；

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

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

④完成多路電源的自動切換邏輯；

⑤對中壓開關柜母排設置弧光保護裝置，探測到故障性弧光快速跳閘并報警；

電氣安全

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

②實時監(jiān)測0.48kV、0.4kV和0.208kV饋線漏電電流，異常時報警；

③監(jiān)測各電氣接點、母排、密集型母線槽溫度并實時預警；

④實時監(jiān)測消防設備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時報警；

⑤實時監(jiān)測廠房內(nèi)防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時及時報警；

⑥監(jiān)測廠區(qū)內(nèi)消防應急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災時提供疏散應急預案，燈具有異常時報警；

⑦對UPS電池間電池溫度、電流、電壓、內(nèi)阻進行監(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，并進行折標煤計算和CO2排放趨勢統(tǒng)計；

②采集廠內(nèi)冰機系統(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)、實時數(shù)據(jù)、累計電量、功率、分時段（年、月、周、日）電量及功率進行展示對比分析；

③按照照明插座、空調(diào)、工藝設備、特殊用電對廠內(nèi)用電進行分項統(tǒng)計，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)線進行統(tǒng)計；

照明管理

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

②通過系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制、定時控制、光照度感應控制、人體感應控制、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)道路照明實現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時間的定時控制；

⑤對停車庫實現(xiàn)雷達感應控制；

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)，并進行日、月、年、累計收益分析和減排分析；

②對光伏系統(tǒng)異常及時預警；

③接入儲能系統(tǒng)和BMS數(shù)據(jù)，根據(jù)負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)職工宿舍進行負載管理，包括惡性負載識別管理、負載閾值管理；

②對員工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式；

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電池間氫氣濃度進行監(jiān)測，在濃度超標時可自動啟動排風。

方案基于工廠不同的應用場景，配置終端感知設備，包括微機保護測控裝置、操控裝置、測溫傳感器、弧光探測單元、電能質(zhì)量分析裝置、多功能計量儀表、有源濾波裝置、無功補償裝置、電氣火災探測器、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備如柴油發(fā)電機控制柜、UPS、直流屏等設備，通過智能網(wǎng)關采集設備數(shù)據(jù)，進行協(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、設備、環(huán)境監(jiān)測、控制和預警，提升了工廠運行可靠性和安全性，提高管理效率，減少在供電、環(huán)境和設備上的運維人力成本。

監(jiān)測點位設計

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)電機部分，在變電站設置Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)子站，實現(xiàn)本地遙測、遙信、遙控、報警、報表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺，實現(xiàn)集中監(jiān)測和報警。

綜自系統(tǒng)保護配置清單

（1）實時監(jiān)控

實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等；

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

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)點溫度值等；

變電站運行監(jiān)視

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

報警信號包括微機保護裝置的告警信號、保護跳閘信號及裝置異常信號\線路弧光保護動作信號、節(jié)點溫度告警及設備通信異常告警，異常信號可以通過聲光報警。

監(jiān)視光字牌

變電站綜合自動化子系統(tǒng)主機設置在變電站，同時數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺，在平臺統(tǒng)一顯示和報警。

變電站運行監(jiān)視

變壓器運行監(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)量分析報告

（3）接點測溫

系統(tǒng)監(jiān)測斷路器、母排、線纜接頭、密集型母線槽接點溫度并實時預警。

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)量指標的測量方法進行測量，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)量指標參數(shù)測量方法的標準化和指標參數(shù)的測量精度以及時鐘同步、事件標記功能等各個方面均達到了 IEC61000-4-30 A 級標準，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線路保護測控裝置

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

③10kV變壓器保護測控裝置

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

④弧光保護裝置ARB5-M

在中壓母線，中壓柜運行過程中很可能由于的操作失誤、接頭松脫、動物侵入，以及長時間運行后PT絕緣老化、套管老化導致嚴重短路故障。對于中壓母線未像高壓母線那樣安裝母線差動保護，中壓母線短路故障依賴上級進線的后備保護切除，切除時間長，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母線弧光保護裝置通過檢測母線室弧光、進線電流判據(jù)（弧光判據(jù)+電流突變量判據(jù)）啟動；單判據(jù)動作時間≤7ms、雙判據(jù)時間≤20ms。ARB5母線弧光保護由弧光保護裝置、弧光探頭及塑料光纖和尾纖等構(gòu)成。

⑤10kV母聯(lián)保護測控裝置

10kV母聯(lián)保護測控裝置采用AM5SE-B，具備保護、測控和備自投功能，相間電流速斷保護，相間過電流保護，母聯(lián)充電保護，母聯(lián)備自投，進線備自投，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開關柜操控裝置

開關柜操控裝置采用ASD500，它以一體化布局配套于開關柜，簡化了開關柜的面板設計，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、驗電核相、二次回路電壓值顯示、人體感應帶電提示及柜內(nèi)照明、語音防誤提示、時間日期顯示、遠方/就地操作、分合閘操作、手動/自動儲能、遠程通信等功能外，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)、有功功率計量、無功功率計量，使開關柜進一步智能化、網(wǎng)絡化、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感應取電無線溫度傳感器：合金片固定，感應取電，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、無功電能計量，支持有功、無功脈沖輸出、復費率計量（歷史12月），復費率可設置4個時區(qū)、10時段、四種費率（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、報警記錄、至大需量、2路開關量輸出及2路開關量輸入。

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、無功電能計量， 四象限電能計量、復費率、至大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關量事件記錄、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）、開關量、報警輸出、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的治理裝置、電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、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)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

（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償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進行補償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

有源濾波裝置運行監(jiān)測

0.4kV混合動態(tài)諧波無功補償柜

0.4kV母線配置AnCos-/-MⅠ型混合動態(tài)諧波無功補償柜，作為一種新型無功補償和電力諧波治理專用設備，由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。通過外部互感器實時檢測電網(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、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，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，可濾除特定次諧波；具備三相不平衡治理及穩(wěn)壓功能；補償后系統(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)設計；基于谷歌Fliutter框架構(gòu)建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠程服務與數(shù)據(jù)處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互。

（2）漏電火災監(jiān)測

電氣火災探測器一般設置在變電所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，實現(xiàn)對電氣安全預警?，F(xiàn)場設置的傳感器監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，異常時實時發(fā)出報警信號。

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

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

電氣火災監(jiān)測界面

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設備選型如下表所示：

（3） 消防設備電源監(jiān)控

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

消防設備電源監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線，以機房分區(qū)設置區(qū)域分機采集消防設備電源狀態(tài)，區(qū)域分機通過二總線接收多臺傳感器的電壓、電流信息和開關狀態(tài)信息，以此實現(xiàn)對消防設備電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)視。

消防設備監(jiān)控子系統(tǒng)設備選型

（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)；當火災發(fā)生時，控制現(xiàn)場的常開防火門關閉，并通過門磁開關來反饋現(xiàn)場的防火門的關閉狀態(tài)，有效防止火勢蔓延阻止煙氣擴散，確保人員安全疏散及減少火災損失。

（5） 消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

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

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

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

（6） 密集型母線槽節(jié)點測溫

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、插接箱進行監(jiān)測和預警。

*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/銅排連接處的實時運行溫度）；

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

*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、插接箱插腳處實時運行溫度；

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

（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)阻進行不間斷監(jiān)測和預警。

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

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

②每個模塊監(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 標準要求

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，隨時掌握電池運行情況；

④安裝簡單，只需正負極各接一根線；

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，預測電池帶載時剩余時間，每個數(shù)據(jù)均可以設置異常報警，及時發(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，并進行折標煤計算和CO2排放趨勢統(tǒng)計。

（2）分項能耗數(shù)據(jù)

按照照明插座、空調(diào)、工藝設備、特殊用電對廠內(nèi)用電進行分項統(tǒng)計，并通過餅圖方式展現(xiàn)。

（3）能耗折標

系統(tǒng)統(tǒng)計各類能耗數(shù)據(jù)，并折標計算，可以折算成千克標煤或二氧化碳排放。

（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)報表對比。

支持導出EXCEL表格。

（5） 能源流向圖

展示企業(yè)選擇時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)、實時數(shù)據(jù)、累計電量、功率、分時段（年、月、周、日）電量及功率進行展示對比分析。

中央空調(diào)監(jiān)測

空壓機運行監(jiān)測

工藝冷卻水系統(tǒng)監(jiān)測

照明管理

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

②通過系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制、定時控制、光照度感應控制、人體感應控制、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)道路照明實現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時間的定時控制；

⑤對停車庫實現(xiàn)雷達感應控制；

需安裝在配電箱內(nèi)的模塊主要有開關驅(qū)動器、調(diào)光驅(qū)動器、IP網(wǎng)關等，這些模塊使用35mm標準導軌安裝；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模塊，嵌入式安裝在房間、走廊頂部，用于檢測相關區(qū)域是否有人員活動。有人經(jīng)過時可以設定自動控制亮燈，人離開后在設定的時間內(nèi)熄燈。智能面板等手動控制設備，可嵌墻安裝在機房入口處，這樣可實現(xiàn)自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠程控制相結(jié)合。

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

(1)開關驅(qū)動器

(2)人體感應和光照度傳感器

(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)，并進行日、月、年、累計收益分析和減排分析，對光伏系統(tǒng)異常及時預警。

（2）充電樁管理

對廠區(qū)內(nèi)電動汽車和電瓶車充電樁進行狀態(tài)監(jiān)測和充電交易管理，充電樁故障時推送報警，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)職工宿舍進行負載管理，包括惡性負載識別管理、負載閾值管理，避免因為惡性負載引起火災。對員工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式，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)測包括機房溫濕度、煙霧、積水浸水、電池間可燃氣體濃度、門禁、視頻、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預警。

（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

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

（3）煙霧報警

煙感屬于開關報警監(jiān)測量，可以用ARTU開關量檢測模塊采集，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)生的煙霧并提前預警。

（4）氣體報警

存放儲能電池的設備間可能會產(chǎn)生一定的可燃氣體，比如氫氣，這是一種易爆的氣體，達到一定的濃度需要啟動排風設備及時清除。

可在網(wǎng)關設置自動啟動風機邏輯，當網(wǎng)關檢測到氫氣濃度超過設定值，在發(fā)出預警信號的同時可以自動啟動排風風機，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)并通過顏色預警，防止有人意外進入未授權(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。

運維管理

（1）任務管理

任務管理是用戶對平臺運維能力，包括定期巡檢、缺陷處理、報警消除、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)布各類型任務及巡檢操作票給相關人員，通過查看詳情跟進任務的執(zhí)行情況與巡檢明細。

（2） 巡檢記錄

巡檢記錄是針對巡檢類型的任務在流程中需要管理的節(jié)點與數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一監(jiān)測的頁面，主要關注巡檢任務流程中的負責人、執(zhí)行人進度，巡檢的結(jié)束時間，簽到的偏差，巡檢的項目和發(fā)現(xiàn)的缺陷問題數(shù)量等內(nèi)容。

（3）用戶報告

運行報告主要監(jiān)測一段時期內(nèi)工廠的用電量、負荷、諧波情況、不平衡度、功率因數(shù)波動情況、事件發(fā)生統(tǒng)計及現(xiàn)場運維情況，通過自定義標準對站點各數(shù)據(jù)進行分析并給出一定的建議，為用戶分析站點運行狀態(tài)給出一定的依據(jù)。

信息安全

系統(tǒng)從兩個方面保證信息安全。

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關箱

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

開機自檢：設備在開機后會自動檢測當前應用平臺的運行及工作情況，如有系統(tǒng)損壞會嘗試自動修復。

更新保護：配置錯誤，防錯算法在3-5秒內(nèi)自動恢復到更新前配置狀態(tài)。

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

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

日志記錄：ANetOS提供運行日志和錯誤日志等安全保護措施。

傳輸安全：ANetOS提供AES加密及MD5身份認證等連接及傳輸安全要求。

斷點續(xù)傳：斷點續(xù)傳功能保證數(shù)據(jù)不丟失。

系統(tǒng)軟件

具備CSRF保護，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)絡攻擊，確保信息安全。