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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司上海 嘉定 201801
一、 行業(yè)用戶用電特性分析
通用及專用設(shè)備制造業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細(xì)分為：鍋爐及原動機制造、金屬加工機械制造、起重運輸設(shè)備制造、泵閥門壓縮機及類似機械的制造、軸承齒輪傳動和驅(qū)動部件的制造、烘爐熔爐及電爐制造、風(fēng)機衡器包裝設(shè)備等通用設(shè)備制造、金屬鑄鍛加工制造；礦山冶金建筑專用設(shè)備制造、化工木材非金屬加工專用設(shè)備制造、食品飲料煙草及飼料生產(chǎn)專用設(shè)備制造、印刷制藥日化生產(chǎn)專用設(shè)備制造、紡織服裝和皮革工業(yè)專用設(shè)備制造、電子和電工機械專用設(shè)備制造、農(nóng)林牧漁專用機械制造、醫(yī)療儀器設(shè)備及器械制造、環(huán)保社會公共安全及其他專用設(shè)備制造等制造行業(yè)。
通用及專用設(shè)備制造業(yè)的范圍特別廣泛，基本都屬于非連續(xù)性生產(chǎn)單位。通用及專用設(shè)備制造業(yè)的用戶數(shù)目眾多，負(fù)荷大小從幾十千瓦到幾千千瓦都有，個別企業(yè)甚至還超過一萬千瓦。
該行業(yè)用戶生產(chǎn)時間為8：00～21：00，也有24小時連續(xù)生產(chǎn)的。早峰時間段是全天的生產(chǎn)高峰和用電高峰；深夜產(chǎn)量最小是用電低谷。用電峰谷差率特別大，日負(fù)荷曲線屬于典型的“中間高、兩頭低”形態(tài)。少部分連續(xù)生產(chǎn)的通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶其負(fù)荷曲線相對較平穩(wěn)，約有20％左右的波動。
在高溫或嚴(yán)寒季節(jié)，隨著溫度的變化，該類企業(yè)的用電需求也隨著空調(diào)的使用有顯著上升。從全年來看，該類企業(yè)年用電曲線呈現(xiàn)夏、冬季負(fù)荷高，春、秋季負(fù)荷小的特點。其中，夏季出現(xiàn)全年最高負(fù)荷的概率最大。
通用及專用設(shè)備制造行業(yè)用戶設(shè)備分類表
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類別
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主要設(shè)備
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備注
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非生產(chǎn)性負(fù)荷
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辦公照明、電腦傳真打印等辦公用電器具、分體及中央空調(diào)、食堂蒸飯車、鼓風(fēng)機、廠區(qū)道路照明、電開水爐
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一般
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輔助生產(chǎn)負(fù)荷
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生產(chǎn)設(shè)備空調(diào)、風(fēng)機、生產(chǎn)設(shè)備空調(diào)、冷卻用泵、風(fēng)機、通風(fēng)機、
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一般
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主要生產(chǎn)性負(fù)荷
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熱處理爐、溶化爐、高頻爐、鑄機、電焊機、拉絲機、熔化爐、車床、銑床、刨床、沖床、鉆床、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、噴漆機、烘干機、電鍍機、數(shù)控機床、鼓風(fēng)機、鍋爐、水泵、行吊、鍍鋅機、生產(chǎn)流水線、組裝線等
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較重要
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安全保障負(fù)荷
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數(shù)控機床，車間照明、消防及治安用電設(shè)備
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重要
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由通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶的主要用電設(shè)備可看出，該類用戶的絕大部分用電設(shè)備都是可以中斷用電的，可限負(fù)荷比例為80～90%。
二、 行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析
1. 為保障人民群眾生活及電網(wǎng)的安全運行，在電網(wǎng)出現(xiàn)缺口時，可以對通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶進行錯峰限電。
2. 由通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶可中斷生產(chǎn)的負(fù)荷特性及通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶數(shù)量眾多的特點決定，通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶是除鋼鐵、水泥、高能耗企業(yè)以外錯避峰的重點行業(yè)。
3. 通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶只要提前通知（15~30分鐘），措施得當(dāng)，完全可以充當(dāng)錯峰限電的主力。
4. 通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶參與錯峰限電有利方面：
1) 限電只減少產(chǎn)量，而不會造成人員和設(shè)備的損傷與損壞。
2) 限電比例可很大，春、秋、冬季最大可按實時用電負(fù)荷的80%~90%進行限電。
3) 錯峰負(fù)荷可 “快上快下”。
5. 通用及專用設(shè)備制造業(yè)用戶參與錯峰限電不利方面：
1) 由于每戶負(fù)荷不大，限電效果不明顯，要想限下一定數(shù)量的負(fù)荷需動用相當(dāng)多的用戶參加。
2) 因每戶負(fù)荷不大，調(diào)日作息時間與調(diào)休息日錯峰效果不明顯，但影響人數(shù)眾多，組織交通、女工上下班安全問題多。
3) 該行業(yè)人均用電負(fù)荷低，每限1萬千瓦負(fù)荷會造成3000~5000工人沒活干，若限電時間長、周期頻繁易出事。
4) 氣溫高于32℃時限電，在廠房內(nèi)需留有部分通風(fēng)與降溫負(fù)荷。
6. 行業(yè)用戶錯峰的方法
對于通用及專用設(shè)備制造業(yè)來講，大部分用電設(shè)備都可以參與錯峰限電，錯峰的主要辦法有：
1) 將空調(diào)溫度設(shè)定在26℃～28℃；
2) 減少部分照明、辦公空調(diào)的負(fù)荷等；
3) 調(diào)整上下班時間，避免高峰時段限電后沒電用的狀況；
4) 將用電大設(shè)備安排在負(fù)荷高峰時段進行檢修；
5) 安排放假或輪休（生產(chǎn)一周、停產(chǎn)一周；也可執(zhí)行開三停四）；
6) 關(guān)停部分用電設(shè)備。
三、 行業(yè)用戶參與錯峰限電技術(shù)方案
（一） 缺口等級IV級參與方案
1. 階段性錯峰：
在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下，留用基本保安負(fù)荷的同時，結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在不同時段釋放部分設(shè)備負(fù)荷。
2. 緊急錯峰：
接到錯峰指令后需快速投入可限負(fù)荷，然后根據(jù)指令逐步釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。
本級可停的用電設(shè)備有：電開水爐、廠區(qū)道路照明、食堂、宿舍、辦公空調(diào)、辦公照明、辦公樓電梯、廠房照明、廠房空調(diào)、車床、銑床、刨床、沖床、鉆床、噴漆機、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、烘干機、電鍍機、行吊、電焊機、拉絲機、鍍鋅機、鼓風(fēng)機等。
（二） 缺口等級III級參與方案
1. 階段性錯峰：
1) 在錯峰時段內(nèi)首先投入錯峰可限負(fù)荷高，響應(yīng)時間快的可限負(fù)荷設(shè)備；同時逐步投入響應(yīng)時間慢的可限負(fù)荷，保證所有可限負(fù)荷全部參與錯峰；
2) 在執(zhí)行錯峰指令、完成錯峰指標(biāo)的前提下，留用基本保安負(fù)荷的同時，結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在不同時段釋放部分設(shè)備負(fù)荷。
2. 緊急錯峰：
接到錯峰指令后需快速投入可限負(fù)荷，然后根據(jù)指令逐步釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。
本級可停的用電設(shè)備有：熱處理、溶化爐、高頻爐、噴漆機、烘干機、電鍍機、車床、銑床、刨床、沖床、鉆床、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、電開水爐、廠區(qū)道路照明、食堂、宿舍、辦公空調(diào)、辦公照明、辦公樓電梯、廠房照明、廠房空調(diào)、鼓風(fēng)機、鍋爐、水泵、行吊、電焊機、拉絲機、鍍鋅機等。
（三） 缺口等級II級參與方案
1. 階段性錯峰：
1) 除留用基本保安負(fù)荷外，全時段投入所有可參與錯峰負(fù)荷；
2) 對于響應(yīng)時間慢的設(shè)備需提前做好參與錯峰準(zhǔn)備，保證所有可限負(fù)荷全額全時段參與錯峰。
2. 緊急錯峰：
接到錯峰指令后需快速投入可限負(fù)荷，然后根據(jù)指令逐步釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。
本級可停的用電設(shè)備有：熱處理、溶化爐、高頻爐、噴漆機、烘干機、電鍍機、車床、銑床、刨床、沖床、鉆床、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、廠區(qū)道路照明、辦公空調(diào)、辦公照明、辦公樓電梯、廠房照明、廠房空調(diào)、鼓風(fēng)機、鍋爐、水泵、行吊、食堂、宿舍、電開水爐、電焊機、拉絲機、鍍鋅機、數(shù)控機床、生產(chǎn)流水線、組裝線等。
（四） 缺口等級I級參與方案
1. 階段性錯峰：
缺口等級I級時通用及專用設(shè)備制造業(yè)應(yīng)通過每周“開三停四”的方法、“生產(chǎn)一周停產(chǎn)一周”的方法、以及“將生產(chǎn)班次全部調(diào)到夜間生產(chǎn)”的方法實現(xiàn)錯峰限電。
2. 緊急錯峰：
在15~30分鐘內(nèi)停除保安外的一切用電設(shè)備與所有生產(chǎn)線。
四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項
1. 遇到突然停電，會使工作中的行車失去平衡，可能產(chǎn)生傾斜、脫落，機體本身可能損壞、報廢地面的設(shè)施，作業(yè)人員也可能被砸傷，造成損害和人員傷亡。
2. 一些在高精密數(shù)控設(shè)備上進行的設(shè)備設(shè)施，突然停電會造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)品報廢，設(shè)備嚴(yán)重?fù)p傷，恢復(fù)正常生產(chǎn)需要較長時間，產(chǎn)生重大經(jīng)濟損傷。
3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設(shè)備如遇突然停電，會使?fàn)t膛報廢，溶煉的金屬溶液報廢，且存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。
因此，該行業(yè)用戶參與錯峰時，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案，主動配合錯峰實施，杜絕惡性事故發(fā)生，主動承擔(dān)社會責(zé)任同時將損失降到最低。
五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用
5.1項目概況
武漢重型機床集團有限公司(原武漢重型機床廠，簡稱武重)是國內(nèi)生產(chǎn)重型、超重型機床規(guī)格最大、品種最全的大型骨干企業(yè)。重型機床產(chǎn)品全部實現(xiàn)數(shù)控化。大部分產(chǎn)品達到國際九十年代水平，超重型數(shù)控立式車床、超重型臥式車床、超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床達到當(dāng)代國際先進水平。也是世界唯一能生產(chǎn)多品種超重型機床產(chǎn)品的廠家。
安科瑞電氣股份有限公司承接武漢重型機床集團遠程自動抄表系統(tǒng)項目的設(shè)計與實施。采用Acrel-3000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：威泰立車公司、數(shù)控鏜床公司、數(shù)控銑床公司、武漢善福公司、武重鑄鍛公司、大件加工廠、中小件加工廠、辦公大樓8個單位13個配電室的電力儀表。
按照武漢重型機床集團的實際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設(shè)計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷、諧波的實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能，實際細(xì)化功能賣方可以根據(jù)買方的使用習(xí)慣和需求做可行性修改。
整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機位于10KV監(jiān)控室內(nèi)，系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，通過現(xiàn)場總線連接到通訊服務(wù)器MOXA NPort5430 .13個配電室通過光纖組網(wǎng)與低壓配電系統(tǒng)等相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。
5.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：
.gif)
間隔層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、音響等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸。
5.3系統(tǒng)的主要功能
①數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Ep、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
②人機交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；報警記錄顯示等。
.gif)
③故障報警及事故追憶
在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。
④數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
⑤電能成本管理
自動進行日、月、年的電能統(tǒng)計，可以進行尖、峰、平、谷時段設(shè)定，實現(xiàn)具有電能分時計費功能，同時生成日、月、年報表，電流曲線圖等。
⑥用戶權(quán)限管理
可根據(jù)買方要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
六、主要監(jiān)控產(chǎn)品
（1）高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表
該表為電能質(zhì)量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜。
（2）低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表
該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。
（3）低壓出線柜選ARD系列
該表測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相（不平衡）、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、SOE記錄、多種起動模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。
（4）節(jié)能產(chǎn)品可選導(dǎo)軌表或APF有源濾波裝置
照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量。
ARD
DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計量。
DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動力柜。
ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負(fù)載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng)，從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。
七、設(shè)備清單
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序號
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名稱
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型號、規(guī)格
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單位
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數(shù)量
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備注
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1
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電力儀表
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網(wǎng)絡(luò)儀表
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ACR220EL
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只
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100
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安科瑞
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開口式電流互感器
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AKH-0.66系列
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只
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88
|
安科瑞
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|
2
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監(jiān)控中心值班室
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|
|
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操作臺
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YT-341
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套
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1
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香河
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工作站主機
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IPC-610L/769VG/E5300/2G/500G/DVD/88小鍵+鼠標(biāo)（原裝整機標(biāo)配）2個串口
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臺
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1
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研華
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|
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顯示器
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L197WA
|
臺
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1
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聯(lián)想
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|
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UPS電源
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C1K/1KVA
|
臺
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1
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SANTAK
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|
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打印機
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HP 1108 A4幅面
|
臺
|
1
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惠普 甲供
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|
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系統(tǒng)軟件
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正版微軟WINDOWS XP/SP3
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套
|
1
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微軟 甲供
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工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機
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D-LINK 16口
|
臺
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1
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D-LINK
|
|
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工業(yè)串口服務(wù)器
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NPORT5232I RS485接口×2 帶光隔
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臺
|
4
|
MOXA
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工業(yè)開關(guān)電源
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KDYA-DG30-24K
|
只
|
4
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華力
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電能管理軟件
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系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-3000V6
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套
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1
|
安科瑞
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|
|
電能管理軟件
|
數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL
|
套
|
1
|
安科瑞
|
|
|
電能管理軟件
|
電能管理軟件Acrel-EnerSys
|
套
|
1
|
安科瑞
|
|
|
電能管理軟件
|
設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver
|
套
|
1
|
安科瑞
|
|
|
光電轉(zhuǎn)換器
|
單模光電轉(zhuǎn)換HTB-1100S（25km)
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只
|
8
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|
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3
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工程材料
|
|
|
|
|
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通訊線纜
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單模4芯光纖
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千米
|
2
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|
|
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通訊線纜
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屏蔽雙絞線RVVSP 2*0.75
|
千米
|
0.2
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起帆
|
|
|
通訊線纜
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BVR 1.5mm
|
千米
|
4
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工程輔材
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拖線板、轉(zhuǎn)換線、線管、標(biāo)牌等
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套
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1
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計量箱
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每個變電所內(nèi)配置1臺共需4臺。
|
只
|
4
|
|
|
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光纖附件
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含熔接、尾纖、法蘭、跳線等
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套
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4
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4
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工程施工及調(diào)試
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通訊線纜鋪設(shè)
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米
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2200
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綜合調(diào)試
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人/天
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25
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設(shè)備運輸費用
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項
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1
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培訓(xùn)費用
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項
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1
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施工改造費用
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項
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1
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參考文獻：
[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.
[2] 通用及專用設(shè)備制造行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo).
作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，Email:7377987@qq.com手機：13917437076
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