淺談建立高低壓停送電報(bào)警系統(tǒng)助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

李瑞歡，肖賢超，張勝，王鵬

（濟(jì)寧中山公用水務(wù)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

1 前言

我公司是專業(yè)從事城市供水和污水處理服務(wù)的市政公用企業(yè)，隨著公司信息化、智慧化系統(tǒng)建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，公司調(diào)度中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)水源地取水、水廠制水、管網(wǎng)輸水等各個(gè)環(huán)節(jié)的全流程遠(yuǎn)程監(jiān)管和智能化聯(lián)動(dòng)控制。24 小時(shí)不間斷對(duì)水廠水位、壓力、流量、濁度、余氯、生產(chǎn)設(shè)備工作狀態(tài)等各種重要數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控，但公司對(duì)各生產(chǎn)單位供電電源缺乏監(jiān)控，建立停送電報(bào)警系統(tǒng)，就是為了填補(bǔ)此項(xiàng)空缺，助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

由于公司各生產(chǎn)單位供電電源多為公共線路T 接，點(diǎn)多面廣，尤其是水源地多為無人值守。在惡劣天氣頻發(fā)的季節(jié)，易發(fā)生突發(fā)故障停電，導(dǎo)致供水和污水處理系統(tǒng)無法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。公司是否能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得供電電源故障信息，縮短故障處置時(shí)間，確保公司生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，建立停送電報(bào)警系統(tǒng)尤為重要。

2 供電現(xiàn)狀

我公司污水處理廠和地表水廠及部分水廠用電負(fù)荷總體上為一級(jí)負(fù)荷，水源地用電負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷或三級(jí)負(fù)荷。目前，我公司用電由市政電力網(wǎng)負(fù)責(zé)供電，電能送至總配電室或箱變后，主接線方式分為3種：（1）獨(dú)立雙電源供電，兩路電源可互為備用，兩臺(tái)變壓器，平時(shí)只運(yùn)行一臺(tái)，一用一備，高壓側(cè)兩段母線平常運(yùn)行方式為分列運(yùn)行，低壓側(cè)兩段母線平常運(yùn)行方式為并列運(yùn)行；（2）一路電源供電，兩臺(tái)變壓器，平時(shí)只運(yùn)行一臺(tái)，一用一備，低壓側(cè)單母分段，并裂運(yùn)行；（3）一路電源供電，一臺(tái)變壓器帶多個(gè)單井的負(fù)荷。系統(tǒng)示意圖如圖1 所示。

圖1 供電系統(tǒng)示意圖

3 報(bào)警系統(tǒng)的提出

就我公司生產(chǎn)單位目前的供電系統(tǒng)而言，不論哪路供電系統(tǒng)的停電，都將造成部分生產(chǎn)設(shè)備的停電，導(dǎo)致供水和污水處理系統(tǒng)無法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是在夏季白天用水高峰時(shí)期，供水設(shè)備的停電可能造成供水不足，部分居民無水可用，而產(chǎn)生社會(huì)輿情，對(duì)公司的形象造成負(fù)面影響。為此，不論哪路電源突發(fā)停電就需要立即進(jìn)行快速有效的處置。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，無論哪條線路電源停電，生產(chǎn)運(yùn)行和調(diào)度人員都不能及時(shí)準(zhǔn)確地把停電信息報(bào)送到公司調(diào)度中心和設(shè)備維修部門，這就使工作陷入被動(dòng)狀態(tài)。從發(fā)現(xiàn)到查明情況再到采取有效的補(bǔ)救措施，還需要一定的時(shí)間，這就給公司的生產(chǎn)造成了一定的損失。雖然現(xiàn)在在部分重要變壓器低壓側(cè)安裝了雙電源備自投裝置，使得生產(chǎn)設(shè)備的停電時(shí)間由原來的幾分鐘降低到幾秒鐘，但是，運(yùn)行、調(diào)度及維修等人員仍然需要在第一時(shí)間清楚是哪條線路電源停電及再來電的情況，以便及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行下步處置。

我公司生產(chǎn)部門的電源受外單位施工及惡劣天氣的影響停電是不可避免的。為公司生產(chǎn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，提高對(duì)電源停電的反應(yīng)速度，減少因電源停電造成的損失，建立高低壓停送電報(bào)警系統(tǒng)是非常必要的。這套系統(tǒng)借助原有設(shè)備融入到現(xiàn)有的公司調(diào)度系統(tǒng)，新增了短信報(bào)警功能。從線路的高壓母線側(cè)和低壓母線側(cè)分別獲取電壓信號(hào)，用繼電器控制，利用傳感器技術(shù)和通信技術(shù)等，不僅區(qū)別出停電和來電信號(hào)還區(qū)別出不同電源線路的停電和來電信號(hào)。

4 報(bào)警系統(tǒng)的建立

報(bào)警系統(tǒng)主要在公司各生產(chǎn)單位供電系統(tǒng)高壓和重點(diǎn)區(qū)域低壓電力系統(tǒng)中安裝，主要包括信息采集模塊、信息處理和短信報(bào)警模塊、通信模塊等。報(bào)警系統(tǒng)主要采集電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的斷電、斷電后來電、電源缺相等供電異常狀態(tài)，然后將故障信息通過短信報(bào)警模塊發(fā)送短信到指定人員，并同時(shí)通過通信模塊將故障信息上傳到公司調(diào)度平臺(tái)，并以彈窗形式提醒公司調(diào)度人員，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路停電故障。

4.1 信息采集模塊

主要采集供電系統(tǒng)中高壓和重點(diǎn)區(qū)域低壓電力系統(tǒng)相關(guān)的電壓指標(biāo)，實(shí)時(shí)判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如供電某線路高壓或低壓停電、缺相等故障。根據(jù)電力信息采集模塊輸出的停電、缺相故障的開關(guān)量，通過中間繼電器轉(zhuǎn)換為無源開關(guān)信號(hào)，接入信息處理PLC 模塊。供電系統(tǒng)出現(xiàn)停電、缺相等故障信息采集示意圖如圖2 所示。

圖2 故障信息采集示意圖

4.2 短信報(bào)警和通信模塊

停送電短信報(bào)警模塊主要包括報(bào)警信號(hào)采集模塊和GSM 通訊模塊等，主要功能是報(bào)警信號(hào)生成模塊根據(jù)PLC 輸出的數(shù)字信號(hào)生成的報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)紾SM 通訊模塊，然后以短信的方式將報(bào)警信息發(fā)送到預(yù)先存儲(chǔ)的相關(guān)管理人員手機(jī)上。每個(gè)短信模塊需要一張SIM 卡，短信可以同時(shí)發(fā)給多人，最多實(shí)現(xiàn)20 個(gè)手機(jī)號(hào)同時(shí)接收※報(bào)警短信。同時(shí)，PLC 將停送電信息傳輸?shù)浆F(xiàn)有的調(diào)度平臺(tái)，可通過警鈴和彈窗等的方式提醒調(diào)度人員及時(shí)處理相關(guān)信息。根據(jù)停電類型，可設(shè)置不同的報(bào)警內(nèi)容。停送電短信報(bào)警和通信示意圖，如圖3 所示。

圖3 短信報(bào)警和通信模塊示意圖

5 效益分析及創(chuàng)新點(diǎn)

在未做停送電報(bào)警系統(tǒng)前，常常是通過正在運(yùn)行中的設(shè)備停機(jī)來判斷是否停電，然后通知設(shè)備維修部門設(shè)備異常停機(jī)，維修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后才發(fā)現(xiàn)是停電造成的設(shè)備停機(jī)，確認(rèn)哪路電源停電后，再進(jìn)行倒閘操作或聯(lián)系發(fā)電機(jī)公司來發(fā)電，給失電負(fù)荷投入電源，這樣就使設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行損失了大量的時(shí)間。裝設(shè)了停送電報(bào)警裝置后，就能夠明確區(qū)分是設(shè)備故障停機(jī)還是哪部分電源停電造成的設(shè)備停機(jī)，并且不論哪一路電源停電，值班人員和維修人員都能立即發(fā)現(xiàn)，馬上進(jìn)行相應(yīng)操作，這樣就大大減少了停電造成的損失。

通過停送電報(bào)警系統(tǒng)可對(duì)公司各生產(chǎn)單位高低壓配電系統(tǒng)的供電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握生產(chǎn)供電線路的用電情況，可及時(shí)將供電線路故障信息通知到相關(guān)人員，大大縮短停電故障報(bào)修時(shí)間，有效減少故障停電時(shí)間，保證了公司的安全生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

高低壓停送電系統(tǒng)投入使用后，可將每次停電異常事件應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間縮短約1 小時(shí)，預(yù)計(jì)每年可減少公司損失20.52 萬(wàn)元。例如，以公司制水分公司平均每年20余起供電異常事件計(jì)算，可節(jié)約時(shí)間約20 小時(shí)，以供水2000m3/h 起，每年可減少公司損失約11.2 萬(wàn)元；以公司污水分公司為例，如出現(xiàn)供電線路停電故障，污水處理系統(tǒng)的恢復(fù)需要額外增加電耗，藥劑投加量等，若能提前1 小時(shí)恢復(fù)供電，每年按4 次停電故障估算，可減少公司污水處理費(fèi)和藥劑費(fèi)約9.32 萬(wàn)元。另一方面，高低壓停送電系統(tǒng)投入使用后，可顯著提高供電應(yīng)急響應(yīng)速度，極大地提高供排水的保障及時(shí)率，為公司的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，可大大減少公司的熱線投訴，維護(hù)公司的品牌形象。

本文的創(chuàng)新點(diǎn)：一是把短信報(bào)警功能應(yīng)用到公司的設(shè)備管理系統(tǒng)中，使生產(chǎn)用電單位的停送電狀況能第一時(shí)間通知到相關(guān)人員；二是借助公司信息化平臺(tái)，完善了公司的調(diào)度信息，彌補(bǔ)了公司對(duì)各生產(chǎn)用電點(diǎn)供電狀態(tài)的直接電力監(jiān)控。