工礦企業(yè)
安科瑞無線測溫系統(tǒng)在吉化奇峰動力廠的應用
摘要：為了提升設備安全保障，反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的高低壓配電柜內(nèi)母排搭接處、斷路器觸頭、電纜接頭等電氣連接點的溫度進行監(jiān)視，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱異常，一旦被監(jiān)視溫度節(jié)點發(fā)生異常，能夠及時響應告警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。無線測溫集中監(jiān)視系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲，實時監(jiān)測，曲線查詢，報表查詢，實時告警，歷史告警，權限管理等功能于一體，能夠在線監(jiān)測變配電站內(nèi)所有溫度節(jié)點的溫度，為變配電站的安全穩(wěn)定運行提供保障
關鍵詞：無線測溫；安全運行；集中監(jiān)視；變配電站；Acrel-2000
1 引言
吉林化纖集團有限責任公司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、建筑安裝為一體的全國大型化纖綜合性企業(yè)，擁有兩個上市公司、兩個合資公司、三個域外企業(yè)和一個紡織工業(yè)園區(qū)。集團公司占地面積190公頃，現(xiàn)有員工萬余人，總資產(chǎn)46.3億元，年利稅超3.5億元。
集團公司主要產(chǎn)品包括粘膠短纖維、粘膠長絲、腈綸纖維、化纖漿粕在內(nèi)的四大系列200多個品種。粘膠短纖維年產(chǎn)量5.5萬噸。
集團公司的電力來源于奇峰動力廠兩臺10kV發(fā)電機發(fā)電供電，發(fā)電機及供配電系統(tǒng)設備的安全運行至關重要。
本次項目承接吉林化纖奇峰動力廠發(fā)變配電站的無線測溫集中監(jiān)視系統(tǒng)，包括兩路發(fā)電機刀閘、開關溫度監(jiān)視，7個分配電室斷路器溫度監(jiān)視，共計426個測溫節(jié)點。溫度采集設備安裝于各個分配電房內(nèi)，監(jiān)控主機安裝于集控室內(nèi)。
2 需求分析
為了提升設備安全保障，反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的高低壓配電柜內(nèi)母排搭接處、斷路器觸頭、電纜接頭等電氣連接點的溫度進行監(jiān)視，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱異常，一旦被監(jiān)視溫度節(jié)點發(fā)生異常，能夠及時響應報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。
本文適用于奇峰動力廠變配電所。供方產(chǎn)品具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術條件，但不僅僅于此，其技術性能應滿足對變配電所溫度數(shù)據(jù)監(jiān)視的要求。
1.1數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)自動采集現(xiàn)場所有溫度節(jié)點設備的數(shù)據(jù)。
支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設備進行數(shù)據(jù)采集。
1.2數(shù)據(jù)處理
系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進行分析處理。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，大、小值平均值的計算，數(shù)據(jù)的日月年統(tǒng)計等。
1.3數(shù)據(jù)存儲
系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)存儲并不斷更新到SQL Server數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫能夠在線維護，增加、減少、修改數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)庫具有較高的安全性，所有存儲的數(shù)據(jù)不能修改以保證數(shù)據(jù)的真實性。
1.4 實時監(jiān)測
系統(tǒng)人機界面友好，能夠以變配電站一次系統(tǒng)圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點的溫度數(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)點一段時間內(nèi)的溫度變化趨勢，方便用戶比較找出有異常溫度節(jié)點的用電回路并且及時進行檢修。
1.6 報表查詢
報表查詢可以按照日期查詢當日24小時歷史數(shù)據(jù)，并且可以導出Excel表格，方便用戶編輯使用。
1.7 實時告警
實時告警窗口能夠?qū)ο到y(tǒng)發(fā)生的所有故障和異常發(fā)出告警，對于溫度數(shù)據(jù)越限進行告警，系統(tǒng)針對溫度安全運行設置了高溫告警，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)自運行以來所有的故障、異常、操作記錄、越限告警等事件記錄，方便用戶對系統(tǒng)事件和告警進行歷史追溯和故障分析。
1.9 權限管理
為保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，系統(tǒng)設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作、數(shù)據(jù)庫修改等)?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，微系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
2 系統(tǒng)方案
Acrel-2000無線測溫集中監(jiān)視系統(tǒng)根據(jù)吉林化纖奇峰動力廠現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡結(jié)構采用屏蔽雙絞線組網(wǎng)后接至串口服務器，再由光纖接至集控室的監(jiān)控主機，保障了變配電室溫度集中監(jiān)視系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。系統(tǒng)結(jié)構如下圖所示：
圖1 系統(tǒng)結(jié)構圖
現(xiàn)場發(fā)電機開關柜、刀閘小間及變配電所共計11只溫度集中顯示裝置，28只溫濕度控制裝置?？偣卜譃?個串口通過4條光纖接至集控室的監(jiān)控主機。
2.1 站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在奇峰動力廠工程中主要指置于集控室的監(jiān)控主機。
2.2 網(wǎng)絡通訊層
通訊層主要是由串口服務器1臺、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。串口服務器主要功能是監(jiān)視現(xiàn)場溫度集中顯示裝置和溫濕度控制裝置；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(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，大大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。
2.3 現(xiàn)場設備層
現(xiàn)場設備層是數(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，智能設備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用Modbus-RTU通訊協(xié)議總線型連接接入串口服務器，經(jīng)串口服務器到達集控室的監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。
2.4 總線型連接示意
現(xiàn)場裝置以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，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)上傳至串口服務器，進而將數(shù)據(jù)上傳至集控室監(jiān)控主機。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)視裝置可以顯示當前變配電房所有節(jié)點溫度，溫濕度控制裝置可以顯示當前變配電室的環(huán)境溫度和濕度。
所有智能設備均能通過總線傳輸滿足與監(jiān)控主機數(shù)據(jù)交互的要求。
3 系統(tǒng)功能
人機界面，顯示變配電所一次系統(tǒng)圖，主要實時監(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線和出線的溫度數(shù)據(jù)，如下圖所示：
圖3 10/6.6kV一次系統(tǒng)圖
圖4 6.6/0.4kV一次系統(tǒng)圖
歷史告警，能完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的告警信息事件記錄以及發(fā)生時間的查詢，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
趨勢曲線，能夠直觀的查看回路的溫度數(shù)據(jù)。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進行趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示：
圖6 趨勢曲線圖
報表功能，可以選擇時間進行查詢，支持任意時間當日24小時溫度數(shù)據(jù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(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)點溫度，用戶可以直接打印報表，也可以導出Excel表格另行編輯使用， 如下圖所示：
圖7 報表索引
圖8 一樓配電室溫度報表
通訊拓撲圖，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，同時監(jiān)視間隔層設備的通信狀態(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)構示意圖
4 結(jié)束語
在當今發(fā)變配電設施的應用中，大型工廠建筑群動力廠的安全運行至關重要，本文介紹的Acrel-2000溫度集中監(jiān)視系統(tǒng)在吉林化纖奇峰動力廠的應用，可以實現(xiàn)對動力廠所有供配電回路的溫度進行實時監(jiān)視，系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示各個供配電回路的溫度數(shù)據(jù)，對溫度越限具有彈出報警對話框、語音提示，并能生成各種電能報表、分析曲線等，便于對一段時間內(nèi)的溫度進行分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為大型工廠建筑群解決發(fā)變配電的安全運行提供了真實可靠的依據(jù)。
作者簡介
顧靜楠，女，本科 江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
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