MEM50D智能儀表在電廠中的應(yīng)用

盧鵬 王恒壯 盛培峰 王瑞

摘要：電廠智能化系統(tǒng)是多學(xué)科相互交融的復(fù)雜系統(tǒng)工程，智能化儀器儀表在電廠中的應(yīng)用場景十分廣泛，對電廠智能儀表的研究與分析是電廠檢修工作的重點和難點之一。該文主要研究MEM50D儀表在發(fā)電廠中的應(yīng)用，以及相關(guān)缺陷的處理方法。

關(guān)鍵詞：MEM50D；智能儀表；缺陷；數(shù)據(jù)設(shè)置

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0037—03

0引言

徐州某電廠二期#3、#4機組，在其400 V廠用段及公用段的大部分開關(guān)中，如400 V各段進(jìn)線電源開關(guān)、各MCC電源開關(guān)和大容量400 V電機開關(guān)等使用的是上海通用電氣生產(chǎn)的M-PACT開關(guān)。此開關(guān)的主要特點有：體積小、重量輕、強大的安全性、保護(hù)功能全面以及操作簡單等。但是此開關(guān)在電能測量和管理以及電能質(zhì)量分析等方面存在功能短板。因此，與M-PACT開關(guān)配合使用了MEM50D智能儀表后，400 V廠用段及公用段系統(tǒng)變得更加網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

1 MEM50智能儀表簡介

MEM50智能儀表產(chǎn)自上海澳通（AGE）電氣有限公司，該公司引進(jìn)國外技術(shù)，擁有多項產(chǎn)品專利，主要生產(chǎn)的IS（Integrated System）系列全集成自動化控制系統(tǒng)是以AGE的產(chǎn)品和技術(shù)為核心，采用先進(jìn)的控制技術(shù)、電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集保護(hù)、測量、控制、監(jiān)控和通訊等多種功能于一體。系統(tǒng)具有開放性、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、一體化和全集成的特點，為電力系統(tǒng)提供了一套完整的自動化解決方案。

隨著電力系統(tǒng)及現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，為滿足電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站、工廠和民用電能測量和管理以及電能質(zhì)量分析的需要，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化智能開關(guān)柜的系統(tǒng)設(shè)計要求和趨勢，AGE推出了新一代的MEM50系列智能型多功能電能管理測控儀表。

MEM50系列多功能儀表采用最現(xiàn)代的微處理器和數(shù)字信號處理技術(shù)設(shè)計而成。能夠測量三相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率和無功功率等基本電參數(shù)，并具有諧波分析、采樣錄波以及分時統(tǒng)計等功能。該儀表可通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接到SCADA、PLC或DCS系統(tǒng)中去，配合智能開關(guān)柜設(shè)計，具有開關(guān)量和模擬量輸入輸出能力，除了可以通過上位機遙信遙測遙控外，還可以通過顯示儀表或上位機軟件對儀表進(jìn)行編程，定義開關(guān)量連鎖輸出直接進(jìn)行控制。

2 MEM50智能儀表特點

2.1可編程I/O控制

MEM50是以電參數(shù)測量為主的儀表，同時它還具有豐富靈活的I/O功能，能夠處理開關(guān)量輸入輸出信號、0-20 mA/4-20 mA模擬量輸入信號和PT100溫度輸入信號，還能對I/O進(jìn)行靈活的邏輯編程控制，相當(dāng)于小型PLC功能，這使得它完全可以勝任作為分布RTU的要求，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控和計量于一體。

2.2多閥值參數(shù)報警

MEM50可對各種電參數(shù)越限和用戶自定義開關(guān)變位實現(xiàn)報警輸出，如電流上限、電流上下限、電壓上下限、零序電流上限、有功無功功率上限、功率因數(shù)下限、頻率上下限和THD上限等電參數(shù)，閥值由用戶設(shè)定，輸出報警方式可為LED指示燈報警并顯示報警內(nèi)容。

2.3事件記錄（SOE）

MEM50可對I/O變化、電參數(shù)量和報警輸出作事件記錄，最大可記錄50條事件，時標(biāo)分辨率1 mS。

2.4靈活開放的通信

MEM50可作為儀表單獨使用，取代傳統(tǒng)的模擬儀表，亦可作為電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）之前端元件，用以實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制。支持CAN/DeviceNet、Modbus和DNP等多種開放式總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同時提供OPC Server驅(qū)動程序，除了直接連接國內(nèi)外各種SCADA軟件外，還可以實現(xiàn)儀表多項分析統(tǒng)計功能。

2.5廣泛的應(yīng)用場合

MEM50可應(yīng)用在變配電自動化、智慧型開關(guān)盤柜、工業(yè)自動化、智能建筑、能源管理系統(tǒng)和大型UPS系統(tǒng)等場合。

2.6接線連接方式兼容可靠

智能化儀表的智能還體現(xiàn)在接線方式上，對于各種各樣的接線連接方式都可以兼容，從而使得電廠智能化儀表安裝更加便捷可靠。MEM50支持的多種接線方式，可以涵蓋幾乎所有的三相系統(tǒng)應(yīng)用，并且它還可以在單相系統(tǒng)中使用。

2.7安全性好、可靠性高

以高可靠性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計而成的MEM50采用多種隔離及抗干擾措施，能夠可靠地在高干擾電力系統(tǒng)環(huán)境中運行，其靜電放電試驗、脈沖干擾試驗、快速瞬變干擾試驗、輻射電磁場能承受GB及IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級的試驗要求。

3 MEM50在實際開關(guān)中的應(yīng)用

3.1 MEM50D的作用

在二期400 V開關(guān)實際應(yīng)用中，MEM50D的作用主要傾向于遠(yuǎn)方分合閘、上傳電流和開關(guān)狀態(tài)等，未使用其負(fù)載保護(hù)功能。所有的保護(hù)功能由M-PACT開關(guān)提供。

3.2 MEM50D實際接線情況（見圖1）

3.3 MEM50D的通訊

（1）MEM50D的通訊使用Rs485接口，采用Modbus-RTU通訊協(xié)議。

（2）MEM50D一般在系統(tǒng)中作為從機，上位機可以是PC機、PLC和數(shù)據(jù)集中器等設(shè)備。

（3）在開關(guān)中，MEM50D上傳數(shù)據(jù)是通過以下方式通訊的：MEMSOD→PTU→ECS→DCS。

4實際應(yīng)用中常見缺陷及處理方法

MEMSOD雖然有著較高的安全性及可靠性，但在實際應(yīng)用中仍舊出現(xiàn)了一些缺陷。

4.1缺陷舉例

缺陷舉例1：#32開式冷卻水泵運行中，集控室DCS系統(tǒng)中電流顯示為0，見圖2。

缺陷舉例2：#3機汽機MCC2電源二，集控室DCS系統(tǒng)中顯示分閘狀態(tài)（綠色），開關(guān)實際為合閘狀態(tài)（應(yīng)為紅色），見圖3。

4.2缺陷出現(xiàn)原因分析

MEM50D經(jīng)常由于通訊失敗或通訊干擾等原因，造成運行電流及分合閘狀態(tài)無法上傳。另外MEM50D損壞或數(shù)據(jù)寫入錯誤也會導(dǎo)致上述缺陷出現(xiàn)。

4.3缺陷消除方法

缺陷消除方法1：短時拔下MEM50D上的通訊線再恢復(fù)（MEM50D通訊復(fù)位）。

缺陷消除方法2：短時拉掉MEM50D的電源空氣開關(guān)QF3（MEM50D全面復(fù)位）。

缺陷消除方法3：更換新MEM50D，并重新寫入數(shù)據(jù)（方法1和2無效時）。

缺陷消除方法4：同一PTU下的MEM50D通訊線逐個拔下再恢復(fù)（方法1和2和3都無效時）。

4.4缺陷消除前后對比

缺陷1消除前后對比（見圖4、圖5）：缺陷2消除前后對比（見圖6、圖7）：

5結(jié)論

MEM50D智能儀表的功能較為強大，但是在二期機組的實際運用中，僅使用了測量、上傳開關(guān)狀態(tài)等功能。對于常見的部分缺陷，大多是由于MEM50D儀表故障或通訊異常造成的。掌握MEM50D的常見缺陷情況，將有助于開展MEM50D的消缺及維護(hù)工作，避免400 V重要M-PACT開關(guān)出現(xiàn)異常跳閘等情況，從而保障了電廠用電系統(tǒng)的正常運行。