安科瑞無線測溫系統在吉化奇峰動力廠的應用

 艾優花

摘要：為了提升設備安全保障，反映設備運行狀態，降低設備事故率。需要對生產現場的高低壓配電柜內母排搭接處、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熱異常，一旦被監視溫度節點發生異常，能夠及時響應告警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。無線測溫集中監視系統集數據采集、處理、存儲，實時監測，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，能夠在線監測變配電站內所有溫度節點的溫度，為變配電站的安全穩定運行提供保障
關鍵詞：無線測溫；安全運行；集中監視；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，是集化纖及紡織紗線生產、商業貿易、建筑安裝為一體的全國大型化纖綜合性企業，擁有兩個上市公司、兩個合資公司、三個域外企業和一個紡織工業園區，是全國大的腈綸纖維生產基地。集團公司占地面積190公頃，現有員工萬余人，總資產46.3億元，年利稅超3.5億元。
  集團公司主導產品包括粘膠短纖維、粘膠長絲、腈綸纖維、化纖漿粕在內的四大系列200多個品種。粘膠短纖維年產量5.5萬噸。
集團公司的電力來源于奇峰動力廠兩臺10kV發電機發電供電，發電機及供配電系統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變配電站的無線測溫集中監視系統，包括兩路發電機刀閘、開關溫度監視，7個分配電室斷路器溫度監視，共計426個測溫節點。溫度采集設備安裝于各個分配電房內，監控主機安裝于集控室內。

2 需求分析
  為了提升設備安全保障，反映設備運行狀態，降低設備事故率。需要對生產現場的高低壓配電柜內母排搭接處、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熱異常，一旦被監視溫度節點發生異常，能夠及時響應報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。
本文適用于奇峰動力廠變配電所。供方產品具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不于此，其技術性能應滿足對變配電所溫度數據監視的要求。
1.1數據采集
  系統自動采集現場所有溫度節點設備的數據。
  支持多線程處理機制，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。
1.2數據處理
  系統對采集數據進行分析處理。如工程值的變換和修改，數據合理性檢查，數據的越限處理，大值、小值、平均值的計算，數據的日月年統計等。
1.3數據存儲
  系統將采集的數據存儲并不斷更新到SQL Server數據庫中，數據庫能夠在線維護，增加、減少、修改數據項。數據庫具有較高的安全性，所有存儲的數據不能修改以保證數據的真實性。
1.4 實時監測
  系統人機界面友好，能夠以變配電站一次系統圖的形式直觀顯示各測溫節點的溫度數據。
1.5 曲線查詢
  曲線查詢可以按照日期顯示溫度節點一段時間內的溫度變化趨勢，方便用戶比較找出有異常溫度節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小時歷史數據，并且可以導出Excel表格，方便用戶編輯使用。
1.7 實時告警
  實時告警窗口能夠對系統發生的所有故障和異常發出告警，對于溫度數據越限進行告警，系統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
  為保障系統的安全穩定運行，系統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*的操作(如遙控操作、數據庫修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，微系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

2 系統方案
  Acrel-2000無線測溫集中監視系統根據吉林化纖奇峰動力廠現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線組網后接至串口服務器，再由光纖接至集控室的監控主機，保障了變配電室溫度集中監視系統傳輸的穩定性與實時性。系統結構如下圖所示：

圖1 系統結構圖

  現場發電機開關柜、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。總共分為7個串口通過4條光纖接至集控室的監控主機。
2.1 站控管理層
  站控管理層針對電力監控系統的管理人員，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控主機。
2.2 網絡通訊層
  通訊層主要是由串口服務器1臺、以太網設備及總線網絡組成。串口服務器主要功能是監視現場溫度集中顯示裝置和溫濕度控制裝置；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。
2.3 現場設備層
  現場設備層是數據采集終端，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通訊協議總線型連接接入串口服務器，經串口服務器到達集控室的監控主機進行組網，實現遠程控制。
2.4 總線型連接示意
  現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，然后將數據上傳至串口服務器，進而將數據上傳至集控室監控主機。具體連接示意圖如下所示：

圖2 總線型連接示意圖

  溫度集中監視裝置可以顯示當前變配電房所有節點溫度，溫濕度控制裝置可以顯示當前變配電室的環境溫度和濕度。
  所有智能設備均能通過總線傳輸滿足與監控主機數據交互的要求。

3 系統功能
  人機界面，顯示變配電所一次系統圖，主要實時監視所有回路的溫度數據。在系統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的溫度數據，如下圖所示：

圖3 10/6.6kV一次系統圖

 圖4 6.6/0.4kV一次系統圖

  歷史告警，能完成對查詢時間段內出現的告警信息事件記錄以及發生時間的查詢，為值班人員提供依據并且分析事故發生的原因，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據。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小時溫度數據查詢，具備數據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據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示配電回路的節點溫度，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，主要顯示系統的組網方式，系統采用分層分布式結構，同時監視間隔層設備的通信狀態。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示意圖。

圖9 通訊結構示意圖

4 結束語
  在當今發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溫度集中監視系統在吉林化纖奇峰動力廠的應用，可以實現對動力廠所有供配電回路的溫度進行實時監視，系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示各個供配電回路的溫度數據，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，便于對一段時間內的溫度進行分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為大型工廠建筑群解決發變配電的安全運行提供了真實可靠的依據。