摘要：主要介紹集中供熱系統(tǒng)中無人值守熱力站低壓配電室自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計。隨著集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展，集中供熱熱力站自動化程度越來越高，但是無人值守熱力站的高低壓配電室的安全卻容易被忽略。低壓配電室的監(jiān)測系統(tǒng)關系到無人值守熱力站各個生產現(xiàn)場配電設備和自動化設備能否正常運轉。就集中供熱系統(tǒng)中無人值守熱力站低壓配電室動力柜、變頻器、自控柜的自動監(jiān)測設計進行介紹。

關鍵詞：配電室；監(jiān)測系統(tǒng)；無人值守熱力站；自動化設備

集中供熱發(fā)展到今天，整個熱網的自動化監(jiān)測程度越來越高。熱力站無人值守已經在很多城市的集中供熱系統(tǒng)中得以實現(xiàn)，山西省太原市熱力公司東山分公司的無人值守熱力站現(xiàn)運行*依靠電力作為動力來源，為此，配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行就顯得尤為重要。

但是，目公司的無人值守熱力站配電室環(huán)境較差，配電系統(tǒng)自動化程度低、監(jiān)測系統(tǒng)不完備、對設備運行情況掌握不及時等缺點尤為突出。以下就山西省太原市熱力公司東山分公司無人值守熱力站配電室監(jiān)測系統(tǒng)的設計進行闡述。

1無人值守熱力站低壓配電室基本情況

對山西省太原市熱力公司東山分公司而言，每個熱力站都設計有單獨的配電室，配電室內的重要設備如下：①低壓動力配電柜。配電柜內設有照明空氣開關、控制補水泵的空氣開關及熱繼電器、自動軟水器空氣開關、循環(huán)泵變頻器空氣開關、自控柜空氣開關等各個用電設備的空氣開關。②循環(huán)泵及補水泵變頻柜，內有控制補水泵及循環(huán)泵的變頻器。③自控柜，內有熱力站可編程觸摸屏控制器、UPS、視頻監(jiān)控用的硬盤錄像機以及通訊設備等。自控柜內的設備負責無人值守熱力站所有一二次網溫度、壓力、流量、循環(huán)泵運行頻率的采集，以及電動調節(jié)閥和補水泵的控制。

由上可知，配電室內的設備是保證整個無人值守熱力站運行、數(shù)據(jù)傳輸以及整個熱網平衡調節(jié)的重要中樞，因此，配電室的設備監(jiān)測是非常重要的。

2無人值守熱力站低壓配電室運行情況

山西省太原市熱力公司東山分公司負責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，所有的熱力站進行了無人值守改造。在供暖季期進行運行準備時，電工需要逐站手動為各個設備上電，由于站點數(shù)量多，工作人員并沒有增加，造成工作效率低下。運行過程中容易出現(xiàn)以下2個問題：①配電室設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，不能及時發(fā)現(xiàn)處理，極易對設備安全運行造成不良影響；②當設備出現(xiàn)故障而停機時，無人值守熱力站內沒有工作人員，無法及時判斷故障，造成維修人員準備不充分，需要反復往駐地去拿工具零件，延誤搶修時機。

3無人值守熱力站配電監(jiān)測系統(tǒng)的設計

對于上述問題，可以通過建立配電室在線監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺的方法解決。通過建立配電室內各個電氣設備的監(jiān)測平臺，并加裝一些設備，將主要數(shù)據(jù)同無人值守站內數(shù)據(jù)一同發(fā)送到中控室，讓調度人員對站內設備進行實時監(jiān)控。由于整個熱網無人值守系統(tǒng)已經在站內擁有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基礎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位，就可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，具體如下。

3.1在原有的自控柜內加裝PLC模塊

在各個無人值守熱力站內原有的自控柜內加裝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)、開關狀態(tài)、變頻器頻率、變頻器電流、變頻器運行狀態(tài)、斷路器開關狀態(tài)。②控制方法。通過PLC控制軟件預設設備正常、報警參數(shù)，并與實際采集參數(shù)進行比對，如遇異常，立即報警、降頻、斷電、停機。

3.2對各個監(jiān)測設備加裝傳感器

在配電室內對各個監(jiān)測設備加裝傳感器，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)測其運行的溫度是否正常；將柜內普通斷路器改裝成智能型萬能斷路器，可以實現(xiàn)遠程可控開關、線路故障自診斷、安全自動斷電等。

3.3加裝濕度和溫度傳感器

在配電室內加裝濕度和溫度傳感器，用來監(jiān)測配電室內的環(huán)境，以保證室內設備的正常運行。一旦出現(xiàn)異常，則可以在遠程監(jiān)測中心實現(xiàn)報警。

3.4對相關設備進行數(shù)據(jù)采集、啟?？刂频?/span>

對各個配電室內的高低壓配電柜、變頻器、自控柜、萬能斷路器等設備進行數(shù)據(jù)采集、啟?？刂?、異常報警，PLC可以將采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸回中控室。同時，要在中控室監(jiān)測系統(tǒng)內對畫面進行修改，增加熱力站內配電室實時畫面監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、故障報警遠程操作，這樣整個無人值守系統(tǒng)就加完善。數(shù)據(jù)根據(jù)信號類型的不同，由PLC選用相應的輸入模塊采集，而后由輸出模塊實時控制。各站點PLC聯(lián)網組成上位機監(jiān)控系統(tǒng)，形成對全網設備的綜合管理。無人值守熱力站配電監(jiān)測系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1無人值守熱力站配電監(jiān)測系統(tǒng)結構

4安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型

4.1產品簡介

配電室綜合監(jiān)控是整個電能管理系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。目，配電室一般都采取無人值守，定時巡查制度，這樣既浪費人力物力也無法做到對配電室的環(huán)境和安全實時監(jiān)控。而配電室的環(huán)境穩(wěn)定可靠對變壓器等設備的正常運行至關重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

4.2應用場所

變電所、配電室、機房、箱變。

4.3系統(tǒng)模塊

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以智能控制為核心，通過物聯(lián)網技術的集成應用，實現(xiàn)配電室內環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。以網絡通信為核心，完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及安全防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。

系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在系統(tǒng)主界面上進行一體化顯示和控制，避免各系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控可提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

4.4.2實時監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.4.3數(shù)據(jù)查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(shù)據(jù)。

4.4.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.4.5運行報表

查詢配電室內設備的運行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.4.6實時告警

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：

4.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.4.8用戶權限管理

為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，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授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

4.4.9網絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構?？稍诰€診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。

4.5 Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控選型配置表

5無人值守熱力站配電室實時監(jiān)測的意義

無人值守熱力站配電室實時監(jiān)測意義有：①降低工作人員的工作強度，可以對配電室內的設備進行遠程分合閘，減少熱力站巡查人員的工作量，節(jié)約生產運行成本。②實時監(jiān)測配電系統(tǒng)運行情況，能夠快速判斷出配電室設備異常，并對異常情況及時進行有針對性的處理。③借助于監(jiān)測系統(tǒng)的判斷，調度可以及時派出專業(yè)性維修人員，不再*依賴熱力站巡查人員口述，耽誤判斷具體問題。④一旦站內設備或站內環(huán)境出現(xiàn)險情，可以實現(xiàn)遠程自動斷電，將熱力站損失降低。⑤通過設計此監(jiān)測系統(tǒng)，可以對配電室內設備參數(shù)進行實時監(jiān)測、事故異常報警、統(tǒng)計報表的整理和打印，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行，為整個熱力站的安全、穩(wěn)定運行提供了保障。

參考文獻

• 李善化.集中供熱設計手冊［M］.北京：中國電力出版社，1996.
• 聶夏洪.無人值守熱力站配電監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案.
• 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng).2020.04月版
• 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06月版.