摘要：主要介紹集中供熱系統(tǒng)中無人值守?zé)崃φ镜蛪号潆娛易詣颖O(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展，集中供熱熱力站自動化程度越來越高，但是無人值守?zé)崃φ镜母叩蛪号潆娛业陌踩珔s容易被忽略。低壓配電室的監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)系到無人值守?zé)崃φ靖鱾€生產(chǎn)現(xiàn)場配電設(shè)備和自動化設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。就集中供熱系統(tǒng)中無人值守?zé)崃φ镜蛪号潆娛覄恿?、變頻器、自控柜的自動監(jiān)測設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：配電室；監(jiān)測系統(tǒng)；無人值守?zé)崃φ?；自動化設(shè)備

集中供熱發(fā)展到今天，整個熱網(wǎng)的自動化監(jiān)測程度越來越高。熱力站無人值守已經(jīng)在很多城市的集中供熱系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，山西省太原市熱力公司東山分公司的無人值守?zé)崃φ粳F(xiàn)運(yùn)行*依靠電力作為動力來源，為此，配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行就顯得尤為重要。

但是，目公司的無人值守?zé)崃φ九潆娛噎h(huán)境較差，配電系統(tǒng)自動化程度低、監(jiān)測系統(tǒng)不完備、對設(shè)備運(yùn)行情況掌握不及時(shí)等缺點(diǎn)尤為突出。以下就山西省太原市熱力公司東山分公司無人值守?zé)崃φ九潆娛冶O(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

1無人值守?zé)崃φ镜蛪号潆娛一厩闆r

對山西省太原市熱力公司東山分公司而言，每個熱力站都設(shè)計(jì)有單獨(dú)的配電室，配電室內(nèi)的重要設(shè)備如下：①低壓動力配電柜。配電柜內(nèi)設(shè)有照明空氣開關(guān)、控制補(bǔ)水泵的空氣開關(guān)及熱繼電器、自動軟水器空氣開關(guān)、循環(huán)泵變頻器空氣開關(guān)、自控柜空氣開關(guān)等各個用電設(shè)備的空氣開關(guān)。②循環(huán)泵及補(bǔ)水泵變頻柜，內(nèi)有控制補(bǔ)水泵及循環(huán)泵的變頻器。③自控柜，內(nèi)有熱力站可編程觸摸屏控制器、UPS、視頻監(jiān)控用的硬盤錄像機(jī)以及通訊設(shè)備等。自控柜內(nèi)的設(shè)備負(fù)責(zé)無人值守?zé)崃φ舅幸欢尉W(wǎng)溫度、壓力、流量、循環(huán)泵運(yùn)行頻率的采集，以及電動調(diào)節(jié)閥和補(bǔ)水泵的控制。

由上可知，配電室內(nèi)的設(shè)備是保證整個無人值守?zé)崃φ具\(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸以及整個熱網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的重要中樞，因此，配電室的設(shè)備監(jiān)測是非常重要的。

2無人值守?zé)崃φ镜蛪号潆娛疫\(yùn)行情況

山西省太原市熱力公司東山分公司負(fù)責(zé)集中供熱的面積隨著城市建筑物的增多而增大，熱力站的數(shù)量也出現(xiàn)井噴式增長，熱力站由剛開始的50余座增加至將近200座。2016年年底，除新建站外，所有的熱力站進(jìn)行了無人值守改造。在供暖季期進(jìn)行運(yùn)行準(zhǔn)備時(shí)，電工需要逐站手動為各個設(shè)備上電，由于站點(diǎn)數(shù)量多，工作人員并沒有增加，造成工作效率低下。運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)以下2個問題：①配電室設(shè)備在無人值守的情況下出現(xiàn)異常，例如變頻器溫度過高、電流偏大時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，極易對設(shè)備安全運(yùn)行造成不良影響；②當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障而停機(jī)時(shí)，無人值守?zé)崃φ緝?nèi)沒有工作人員，無法及時(shí)判斷故障，造成維修人員準(zhǔn)備不充分，需要反復(fù)往駐地去拿工具零件，延誤搶修時(shí)機(jī)。

3無人值守?zé)崃φ九潆姳O(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對于上述問題，可以通過建立配電室在線監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺的方法解決。通過建立配電室內(nèi)各個電氣設(shè)備的監(jiān)測平臺，并加裝一些設(shè)備，將主要數(shù)據(jù)同無人值守站內(nèi)數(shù)據(jù)一同發(fā)送到中控室，讓調(diào)度人員對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于整個熱網(wǎng)無人值守系統(tǒng)已經(jīng)在站內(nèi)擁有PLC（可編程邏輯控制器），在中控上位擁有組態(tài)軟件，因此我們只需在原有站內(nèi)基礎(chǔ)上加裝模塊和傳感器，在中控室上位系統(tǒng)上通過改變畫面增加點(diǎn)位，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，具體如下。

3.1在原有的自控柜內(nèi)加裝PLC模塊

在各個無人值守?zé)崃φ緝?nèi)原有的自控柜內(nèi)加裝PLC模塊，這樣不僅可以節(jié)省開支，還可以將需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)一起傳輸回中控室，便于統(tǒng)一檢測，減少工程量。主要的數(shù)據(jù)采集和控制方法如下：①數(shù)據(jù)采集。需要采集的數(shù)據(jù)包括變壓器溫度、電機(jī)后軸溫度、母線相電壓、母線電流、熱繼電器通斷狀態(tài)、接觸器通斷狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、變頻器頻率、變頻器電流、變頻器運(yùn)行狀態(tài)、斷路器開關(guān)狀態(tài)。②控制方法。通過PLC控制軟件預(yù)設(shè)設(shè)備正常、報(bào)警參數(shù)，并與實(shí)際采集參數(shù)進(jìn)行比對，如遇異常，立即報(bào)警、降頻、斷電、停機(jī)。

3.2對各個監(jiān)測設(shè)備加裝傳感器

在配電室內(nèi)對各個監(jiān)測設(shè)備加裝傳感器，以滿足監(jiān)測的需求。比如在變頻器上加裝溫度傳感器，以監(jiān)測其運(yùn)行的溫度是否正常；將柜內(nèi)普通斷路器改裝成智能型萬能斷路器，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可控開關(guān)、線路故障自診斷、安全自動斷電等。

3.3加裝濕度和溫度傳感器

在配電室內(nèi)加裝濕度和溫度傳感器，用來監(jiān)測配電室內(nèi)的環(huán)境，以保證室內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行。一旦出現(xiàn)異常，則可以在遠(yuǎn)程監(jiān)測中心實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

3.4對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、啟?？刂频?/span>

對各個配電室內(nèi)的高低壓配電柜、變頻器、自控柜、萬能斷路器等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、啟?？刂?、異常報(bào)警，PLC可以將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸回中控室。同時(shí)，要在中控室監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)對畫面進(jìn)行修改，增加熱力站內(nèi)配電室實(shí)時(shí)畫面監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、故障報(bào)警遠(yuǎn)程操作，這樣整個無人值守系統(tǒng)就加完善。數(shù)據(jù)根據(jù)信號類型的不同，由PLC選用相應(yīng)的輸入模塊采集，而后由輸出模塊實(shí)時(shí)控制。各站點(diǎn)PLC聯(lián)網(wǎng)組成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，形成對全網(wǎng)設(shè)備的綜合管理。無人值守?zé)崃φ九潆姳O(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1無人值守?zé)崃φ九潆姳O(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型

4.1產(chǎn)品簡介

配電室綜合監(jiān)控是整個電能管理系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。目，配電室一般都采取無人值守，定時(shí)巡查制度，這樣既浪費(fèi)人力物力也無法做到對配電室的環(huán)境和安全實(shí)時(shí)監(jiān)控。而配電室的環(huán)境穩(wěn)定可靠對變壓器等設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)動力環(huán)境化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員安全，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

4.2應(yīng)用場所

變電所、配電室、機(jī)房、箱變。

4.3系統(tǒng)模塊

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以智能控制為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電室內(nèi)環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。以網(wǎng)絡(luò)通信為核心，完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及安全防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。

系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風(fēng)、照明、安全防范、消防、一次設(shè)備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在系統(tǒng)主界面上進(jìn)行一體化顯示和控制，避免各系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控可提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

4.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.4.3數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.4.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.4.5運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，包括日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。

4.4.6實(shí)時(shí)告警

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：

4.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.4.8用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

4.4.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

4.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

4.5 Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控選型配置表

5無人值守?zé)崃φ九潆娛覍?shí)時(shí)監(jiān)測的意義

無人值守?zé)崃φ九潆娛覍?shí)時(shí)監(jiān)測意義有：①降低工作人員的工作強(qiáng)度，可以對配電室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘，減少熱力站巡查人員的工作量，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本。②實(shí)時(shí)監(jiān)測配電系統(tǒng)運(yùn)行情況，能夠快速判斷出配電室設(shè)備異常，并對異常情況及時(shí)進(jìn)行有針對性的處理。③借助于監(jiān)測系統(tǒng)的判斷，調(diào)度可以及時(shí)派出專業(yè)性維修人員，不再*依賴熱力站巡查人員口述，耽誤判斷具體問題。④一旦站內(nèi)設(shè)備或站內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)險(xiǎn)情，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動斷電，將熱力站損失降低。⑤通過設(shè)計(jì)此監(jiān)測系統(tǒng)，可以對配電室內(nèi)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、事故異常報(bào)警、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的整理和打印，便于分析故障。采用配電室監(jiān)控系統(tǒng)，可以保障配電室的正常運(yùn)行，為整個熱力站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

參考文獻(xiàn)

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• 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06月版.