安科瑞 鮑靜君

摘要：為了提升設(shè)備安全保障，反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。需要對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高低壓配電柜內(nèi)母排搭接處、斷路器觸頭、電纜接頭等電氣連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)視，防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱異常，旦被監(jiān)視溫度節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常，能夠及時(shí)響應(yīng)告警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。無(wú)線測(cè)溫集中監(jiān)視系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，曲線查詢，報(bào)表查詢，實(shí)時(shí)告警，歷史告警，權(quán)限管理等功能于體，能夠在線監(jiān)測(cè)變配電站內(nèi)所有溫度節(jié)點(diǎn)的溫度，為變配電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障
關(guān)鍵詞：無(wú)線測(cè)溫；安全運(yùn)行；集中監(jiān)視；變配電站；Acrel-2000

1 引言
  吉林化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司1964年8月1日建成投產(chǎn)，是集化纖及紡織紗線生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、建筑安裝為體的全國(guó)大型化纖綜合性企業(yè)，擁有兩個(gè)上市公司、兩個(gè)合資公司、三個(gè)域外企業(yè)和個(gè)紡織工業(yè)園區(qū)，腈綸纖維生產(chǎn)基地。集團(tuán)公司占地面積190公頃，現(xiàn)有員工萬(wàn)余人，總資產(chǎn)46.3億元，年利稅超3.5億元。
  集團(tuán)公司主導(dǎo)產(chǎn)品包括粘膠短纖維、粘膠長(zhǎng)絲、腈綸纖維、化纖漿粕在內(nèi)的四大系列200多個(gè)品種。粘膠短纖維年產(chǎn)量5.5萬(wàn)噸。
集團(tuán)公司的電力來(lái)源于奇峰動(dòng)力廠兩臺(tái)10kV發(fā)電機(jī)發(fā)電供電，發(fā)電機(jī)及供配電系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。
  本次項(xiàng)目承接吉林化纖奇峰動(dòng)力廠發(fā)變配電站的無(wú)線測(cè)溫集中監(jiān)視系統(tǒng)，包括兩路發(fā)電機(jī)刀閘、開(kāi)關(guān)溫度監(jiān)視，7個(gè)分配電室斷路器溫度監(jiān)視，共計(jì)426個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。溫度采集設(shè)備安裝于各個(gè)分配電房?jī)?nèi)，監(jiān)控主機(jī)安裝于集控室內(nèi)。

2 需求分析
  為了提升設(shè)備安全保障，反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。需要對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高低壓配電柜內(nèi)母排搭接處、斷路器觸頭、電纜接頭等電氣連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)視，防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱異常，旦被監(jiān)視溫度節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常，能夠及時(shí)響應(yīng)報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。
本文適用于奇峰動(dòng)力廠變配電所。供方產(chǎn)品具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不僅限于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)變配電所溫度數(shù)據(jù)監(jiān)視的要求。
1.1數(shù)據(jù)采集
  系統(tǒng)自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有溫度節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)。
  支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
1.2數(shù)據(jù)處理
  系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。如工程值的變換和修改，數(shù)據(jù)合理性檢查，數(shù)據(jù)的越限處理，值、小值、平均值的計(jì)算，數(shù)據(jù)的日月年統(tǒng)計(jì)等。
1.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
  系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并不斷更新到SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)能夠在線維護(hù)，增加、減少、修改數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)庫(kù)具有較高的安全性，所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不能修改以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
1.4 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
  系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以變配電站次系統(tǒng)圖的形式直觀顯示各測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)。
1.5 曲線查詢
  曲線查詢可以按照日期顯示溫度節(jié)點(diǎn)段時(shí)間內(nèi)的溫度變化趨勢(shì)，方便用戶比較找出有異常溫度節(jié)點(diǎn)的用電回路并且及時(shí)進(jìn)行檢修。
1.6 報(bào)表查詢
  報(bào)表查詢可以按照日期查詢當(dāng)日24小時(shí)歷史數(shù)據(jù)，并且可以導(dǎo)出Excel表格，方便用戶編輯使用。
1.7 實(shí)時(shí)告警
  實(shí)時(shí)告警窗口能夠?qū)ο到y(tǒng)發(fā)生的所有故障和異常發(fā)出告警，對(duì)于溫度數(shù)據(jù)越限進(jìn)行告警，系統(tǒng)針對(duì)溫度安全運(yùn)行設(shè)置了高溫告警，超溫告警的功能。
1.8 歷史告警
  歷史告警窗口能夠查詢系統(tǒng)自運(yùn)行以來(lái)所有的故障、異常、操作記錄、越限告警等事件記錄，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和告警進(jìn)行歷史追溯和故障分析。
1.9 權(quán)限管理
  為保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控操作、數(shù)據(jù)庫(kù)修改等)?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，微系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

2 系統(tǒng)方案
  Acrel-2000無(wú)線測(cè)溫集中監(jiān)視系統(tǒng)根據(jù)吉林化纖奇峰動(dòng)力廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線組網(wǎng)后接至串口服務(wù)器，再由光纖接至集控室的監(jiān)控主機(jī)，保障了變配電室溫度集中監(jiān)視系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)柜、刀閘小間及變配電所共計(jì)11只溫度集中顯示裝置，28只溫濕度控制裝置。總共分為7個(gè)串口通過(guò)4條光纖接至集控室的監(jiān)控主機(jī)。
2.1 站控管理層
  站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在奇峰動(dòng)力廠工程中主要指置于集控室的監(jiān)控主機(jī)。
2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層
  通訊層主要是由串口服務(wù)器1臺(tái)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)溫度集中顯示裝置和溫濕度控制裝置；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。
2.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由溫度集中顯示裝置和溫濕度控制裝置組成，智能設(shè)備通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口，采用Modbus-RTU通訊協(xié)議總線型連接接入串口服務(wù)器，經(jīng)串口服務(wù)器到達(dá)集控室的監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
2.4 總線型連接示意
  現(xiàn)場(chǎng)裝置以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能裝置數(shù)量20只左右，不同種類(lèi)的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至集控室監(jiān)控主機(jī)。具體連接示意圖如下所示：

圖2 總線型連接示意圖

  溫度集中監(jiān)視裝置可以顯示當(dāng)前變配電房所有節(jié)點(diǎn)溫度，溫濕度控制裝置可以顯示當(dāng)前變配電室的環(huán)境溫度和濕度。
  所有智能設(shè)備均能通過(guò)總線傳輸滿足與監(jiān)控主機(jī)數(shù)據(jù)交互的要求。

3 系統(tǒng)功能
  人機(jī)界面，顯示變配電所次系統(tǒng)圖，主要實(shí)時(shí)監(jiān)視所有回路的溫度數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的溫度數(shù)據(jù)，如下圖所示：

圖3 10/6.6kV次系統(tǒng)圖

 圖4 6.6/0.4kV次系統(tǒng)圖

  歷史告警，能完成對(duì)查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的告警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間的查詢，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

圖5 歷史告警查詢

  趨勢(shì)曲線，能夠直觀的查看回路的溫度數(shù)據(jù)。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線，點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)行趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示：

圖6 趨勢(shì)曲線圖

  報(bào)表功能，可以選擇時(shí)間進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間當(dāng)日24小時(shí)溫度數(shù)據(jù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示配電回路的節(jié)點(diǎn)溫度，用戶可以直接打印報(bào)表，也可以導(dǎo)出Excel表格另行編輯使用， 如下圖所示：

圖7 報(bào)表索引

圖8 樓配電室溫度報(bào)表

  通訊拓?fù)鋱D，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)方式，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)視間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊中斷。下圖為變配電站通訊狀態(tài)示意圖。

圖9 通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)
  在當(dāng)今發(fā)變配電設(shè)施的應(yīng)用中，大型工廠建筑群動(dòng)力廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000溫度集中監(jiān)視系統(tǒng)在吉林化纖奇峰動(dòng)力廠的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力廠所有供配電回路的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)供配電回路的溫度數(shù)據(jù)，對(duì)溫度越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語(yǔ)音提示，并能生成各種電能報(bào)表、分析曲線等，便于對(duì)段時(shí)間內(nèi)的溫度進(jìn)行分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為大型工廠建筑群解決發(fā)變配電的安全運(yùn)行提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。