多回路精細化管理系統在海上某平臺的首次應用

劉清峰

（中海石油（中國）公司天津分公司，天津 300459）

0.引言

海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路數較多，對各個單項負載的用電量統計及考量一直是困擾海上平臺電氣專業人員的問題，如何采用經濟適用的方案進行監視和管理成為迫切需要解決的問題，多回路精細化管理系統針對海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路進行采集、統計及對比的專用精細化管理系統，其最大的優點是無需采用二次開發的方式進行系統集成，可以根據不同的海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路數進行簡單的配置即可實現系統集成，系統提供了簡潔的數據庫配置界面及良好的用戶顯示畫面，使得現場電氣專業人員只需要將多回路精細化管理系統里預配置的各種功能塊進行的調用和配置，便可以實現AC230V、AC115V的單相負載回路數的精細化管理系統的各項功能，從而大大縮短了海上平臺電氣專業人員的系統配置的時間，同時省去了系統集成商上平臺進行現場服務的人工費率，節省了平臺費用[1]。

1.系統簡述

多回路精細化管理系統系統采用分布式架構，數據處理以數據庫為中心，分采集、顯示、算法、對比、報表、報警等模塊，其主要技術指標如下：

（1）10寸人機界面觸摸屏：實時監視各AC230V、AC115 V的單相負載回路的電壓、電流、功率、電量、3至31次諧波、趨勢曲線、預警報警等。（2）多負載回路信號采集模塊：單個模塊最多可采集48個單相回路數量，模塊可隨現場回路數量進行擴展。多負載回路信號采集模塊能采集常用的電氣參數，如三相/單相電流、三相/單相電壓，有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能等。（3）霍爾電流互感器：1A/50mA、2A/50mA、5A/50mA、8A/50mA、10A/50mA、20A/50mA、30A/50mA等。

多回路精細化管理系統系統主要功能：

總進線：三相/單相電壓、三相/單相電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能、3-31次諧波。各支路：單相電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能、無功電能、3-31次諧波。通訊接口：RS485接口、標準Modbus RTU通訊協議。

2.系統架構

多回路精細化管理系統的系統架構圖如圖1所示，主要設備包含：高精度霍爾傳感器即現場設備層、RS485通訊網絡即網絡層、多負載回路信號采集模塊和10寸人機界面觸摸屏即監控層，即傳統的三層架構。

圖1 系統架構圖

系統采用分層、分布式架構，按區域進行劃分、模塊化設計。整個系統分為3層，即現場設備層、網絡層、監控層。

2.1 現場設備層

現場設備層將現場的海上平臺AC230V、AC115V的各單相負載回路的運行電氣參數進行采集和測量，并將采集和測量的各種電量數據通過RS485網絡層傳輸給監控層。其主要設備為高精度霍爾傳感器，高精度霍爾傳感器采用開口式，無需停電即可安裝，省去了停電、拆電纜、套電流互感器、裝電纜等繁瑣安裝工程，裝設在AC230V、AC115V的各單相負載回路的出線電纜上，各高精度霍爾傳感器相互獨立，可根據AC230V、AC115V的各單相負載回路的出線電纜的大小定制，具備RS485標準通訊接口，其傳輸距離最高可達1200m，再通過RS485總線將高精度霍爾傳感器檢測到的各項電量參數實時傳輸至多負載回路信號采集模塊和10寸人機界面觸摸屏[2]。

2.2 中間層

中間層位于現場設備層與監控層之間，采用屏蔽RS485通訊電纜，高精度霍爾傳感器采集的數據經過屏蔽RS485通訊電纜聯接、將采集的電氣數據傳輸給主控層，中間層是現場設備層與主控層之間的通訊橋梁。

2.3 監控層

監控層布置于AC230V、AC115V的單相負載回路的總進線開關柜的前柜門，采用嵌入式安裝，配置高性能、高可靠性工業級芯片。多回路精細化管理系統系統安裝在10寸人機界面觸摸屏上，通過多回路精細化管理系統系統軟件的人機界面和各種管理功能實現對整個平臺的AC230V、AC115V的單相負載回路的實時監控和報表管理。

系統采典型的客戶端—服務器架構，數據處理以數據庫為中心，分分采集、顯示、算法、對比、報表、報警等模塊，系統依據海上平臺的實際的多個AC230V、AC115V的單相負載回路進線配置，實現了一次電氣主單線圖的實時顯示、單個負載回路的電采集及越限預警、順序事件記錄SOE、故障預警及報警、管理員及操作員的操作記錄、日報表月報表年報表的查詢、負荷趨勢及歷史曲線、用戶權限管理等主要功能[3]。

3.結語

該海上平臺通過配置多回路精細化管理系統進行集中顯示和監控，極大的方便平臺電氣專業維護人員及時發現用電環節的運行情況及節能狀況，按日、按月、按季、按年統計AC230V、AC115V的單相負載回路的用電及耗電量數據，還可以通過標準的Modbus TCP/IP通訊協議將關鍵用電數據傳輸給中控系統或第三方系統、亦可通過網絡將關鍵用電數據傳輸給陸地遠程操控中心，便于陸地辦公室做整體調度。多回路精細化管理系統使得實現海上平臺的配電環節的無人化管理系統成為現實，多回路精細化管理系統對AC230V、AC115V的單相負載回路的實時及歷史運行數據和狀態進行管理分析，便于海上平臺電氣專業人員及電工明確單相負載回路的運行狀況，制定詳細的、針對性的負載回路的設備維護計劃，減少了人力投入，提高工作效率，從而降低整個海上平臺的運營成本。