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

聶夏洪

（山西省太原市熱力公司東山分公司，山西太原030013）

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

聶夏洪

（山西省太原市熱力公司東山分公司，山西太原030013）

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?dòng)監(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(dòng)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€(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場配電設(shè)備和自動(dòng)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?dòng)力柜、變頻器、自控柜的自動(dòng)監(jiān)測設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

配電室；監(jiān)測系統(tǒng)；無人值守?zé)崃φ荆蛔詣?dòng)化設(shè)備

集中供熱發(fā)展到今天，整個(gè)熱網(wǎng)的自動(dòng)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)，筆者公司的無人值守?zé)崃φ粳F(xiàn)運(yùn)行完全依靠電力作為動(dòng)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，目前公司的無人值守?zé)崃φ九潆娛噎h(huán)境較差，配電系統(tǒng)自動(dòng)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。以下就筆者公司無人值守?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

就筆者公司而言，每個(gè)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)無人值守?zé)崃φ具\(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸以及整個(gè)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

筆者公司負(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。在供暖季前期進(jìn)行運(yùn)行準(zhǔn)備時(shí)，電工需要逐站手動(dòng)為各個(gè)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(gè)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)前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(tái)的方法解決。通過建立配電室內(nèi)各個(gè)電氣設(shè)備的監(jiān)測平臺(tái)，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(gè)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(gè)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)前后軸溫度、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(gè)監(jiān)測設(shè)備加裝傳感器

在配電室內(nèi)對各個(gè)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(dòng)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、啟停控制等

對各個(gè)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、啟停控制、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(gè)無人值守系統(tǒng)就更加完善。數(shù)據(jù)根據(jù)信號(hào)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 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，減少熱力站巡視人員的工作量，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，不再完全依賴熱力站巡視人員口述，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(dòng)斷電，將熱力站損失降到最低。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(gè)熱力站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

［1］李善化.集中供熱設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：中國電力出版社，1996.

［2］江億.集中供熱網(wǎng)控制調(diào)節(jié)策略探討［J］.區(qū)域供熱，1997（2）：15-18.

〔編輯：劉曉芳〕

TU995

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.160

2095－6835（2017）18－0160－02

聶夏洪（1980—），男，工程師，研究方向?yàn)樽詣?dòng)化。