供配電綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在馬頭洗選廠的應(yīng)用

張紹先

（冀中能源峰峰集團有限公司馬頭洗選廠，河北 邯鄲056045）

1 問題的提出

在現(xiàn)代企業(yè)中，供電質(zhì)量的好壞不僅影響著一個企業(yè)的安全生產(chǎn)、減員提效、科技含量和管理水平，更影響企業(yè)的成本支出和經(jīng)濟效益，它決定著企業(yè)發(fā)展規(guī)模和前景。實際上，隨著信息化時代的到來，馬頭洗選廠的生產(chǎn)及其集中控制系統(tǒng)也給供電提出了更高的要求，低壓配電網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定會導(dǎo)致開關(guān)跳閘而影響生產(chǎn)，不僅危及洗選廠的重要設(shè)備，還會導(dǎo)致洗煤工藝環(huán)節(jié)中的精煤跑、冒，造成極大的浪費。突然發(fā)生的事故停電會造成聯(lián)鎖停車，這就要求我們越來越多地運用不間斷供電的設(shè)備、計算機。近年來，馬頭洗選廠依靠科技進步，建設(shè)數(shù)字馬選，應(yīng)用信息技術(shù)，提高設(shè)備自動化水平，大力推進“兩化融合”，進一步提高了企業(yè)核心競爭力。但作為一個有著50年歷史的老國有企業(yè)，馬頭洗選廠供配電系統(tǒng)老化、陳舊，自動化水平較低，如何實現(xiàn)企業(yè)供電系統(tǒng)的自動化監(jiān)控，最大限度地提高企業(yè)供用電質(zhì)量，滿足企業(yè)生產(chǎn)需要，彰顯信息化的重要作用，是擺在企業(yè)生存、發(fā)展面前的一個重要課題。

2 系統(tǒng)主要功能

供配電綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括變壓器、受入盤、相關(guān)供配電元器件電氣參數(shù)／狀態(tài)采集及保護、工業(yè)低壓電動機智能化保護、電能質(zhì)量監(jiān)測與管理、電氣火災(zāi)監(jiān)控、電能有功計量／自動抄表統(tǒng)計等。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)現(xiàn)場各終端地址分布和項目要求，系統(tǒng)設(shè)置1個監(jiān)控主站、2個分站、9個終端，均接入局域網(wǎng)使其以瀏覽器的形式打開，這樣廠區(qū)內(nèi)所有接入局域網(wǎng)的電腦經(jīng)身份驗證后均可瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。9個終端和監(jiān)控主站距離較遠，各終端分布比較分散且信號種類較多、數(shù)據(jù)量較大，因此監(jiān)控主站和各個終端采用光纖連接。

現(xiàn)場層系統(tǒng)主要采集全廠14臺變壓器溫度、瓦斯報警信號、二次側(cè)電壓／電流信號，并數(shù)據(jù)顯示狀態(tài)，設(shè)定上下限，實現(xiàn)過流、過壓、欠壓、過負荷、電壓及電流突變、三相電壓和三相電流平衡度異常等提示報警，并保留故障記錄；采集全廠20個配電室受入盤電壓、電流、分合狀態(tài)信號，包括功率顯示，并實現(xiàn)實時顯示，設(shè)定上下限，實現(xiàn)過電流、過負荷等異常提示報警，并保留故障記錄；實現(xiàn)集中遠程分合閘；采集全廠18個受入盤電量及2臺6kV高壓泵電量、2臺6kV合介泵電量，實現(xiàn)抄表、統(tǒng)計、記錄自動化，并與辦公網(wǎng)絡(luò)平臺、全面預(yù)算管理系統(tǒng)建立通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮管控軟件和組態(tài)軟件的數(shù)字化優(yōu)勢；采集在線主要設(shè)備的電壓／電流信號、三相平衡度，設(shè)定上下限，實現(xiàn)過電流、過負荷、三相平衡度、短路、堵轉(zhuǎn)、斷相等異常報警，并保留故障記錄；采集14個電容器自動補償系統(tǒng)信號數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)／補償電流的監(jiān)測、功率因數(shù)的顯示及系統(tǒng)異常報警，并保留監(jiān)控數(shù)據(jù)。在用配電室、變壓器及6樓集控室安裝火災(zāi)報警系統(tǒng)，檢測探頭配電室74個、變壓器室28個、集控室配電點3個，共計105個，探測異常變化，給出報警信號，實時監(jiān)控室內(nèi)狀況，使電工值班人員能及時了解現(xiàn)場情況，及時采取正確處理措施，防止發(fā)生火災(zāi)，保證配電設(shè)施安全；在11#、12# 配電室及0#－1、0#－2變壓器室內(nèi)安裝測溫系統(tǒng)，測量室溫，實現(xiàn)溫度顯示、超溫報警及開關(guān)量輸出；在22處配電室安裝視頻監(jiān)控，配置硬盤錄像機及監(jiān)視器，將視頻信號引到監(jiān)控站，監(jiān)控配電室內(nèi)運行狀態(tài)有無異常；在監(jiān)控管理主站（電工值班室附近）設(shè)置1臺數(shù)字矩陣主機、2臺26寸液晶顯示器、1臺流媒體服務(wù)器進行管理。通過將以上電氣綜合參數(shù)輸送到監(jiān)控主機系統(tǒng)，自動監(jiān)查各設(shè)備的相應(yīng)電氣數(shù)據(jù)、報警信息及輸出，報警方式為現(xiàn)場及控制室實現(xiàn)聲光報警，監(jiān)視器實現(xiàn)語音報警及畫面閃爍報警，并記錄和顯示變壓器、配電室受入盤及主要設(shè)備的電壓、電流、功率、電量運行實時曲線，實現(xiàn)對被監(jiān)控電氣設(shè)備工作狀態(tài)、報警及事故記錄、數(shù)據(jù)存儲等的監(jiān)測功能，直觀顯示電氣設(shè)備的各種參數(shù)和狀態(tài)，電氣設(shè)備得到實時自動監(jiān)控。流媒體服務(wù)器對以上數(shù)據(jù)及配電室監(jiān)控系統(tǒng)進行管理、轉(zhuǎn)發(fā)，支持監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)遠傳及與廠局域網(wǎng)、崗位視頻監(jiān)控系統(tǒng)有機整合方案的實現(xiàn)，以便其他崗位領(lǐng)導(dǎo)瀏覽并具備可擴展功能。另外在電工點檢小組室、電工房2處各安裝1臺26寸液晶顯示器，監(jiān)視以上數(shù)據(jù)（電氣設(shè)備數(shù)據(jù)保留30天），使電工能夠提前采取處置措施，從而提升電氣系統(tǒng)的安全運行等級。

4 技術(shù)研究

終端電力參數(shù)和控制受入盤的PLC通過RS485總線和Modbus協(xié)議方式經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)化器接入雙向網(wǎng)絡(luò)光端機。網(wǎng)絡(luò)攝像機直接接入雙向網(wǎng)絡(luò)光端機。火災(zāi)探頭單獨走線，報警主機安放于主站控制室，通過主機網(wǎng)絡(luò)接口與主站主機服務(wù)器共享數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)底層采集電參數(shù)，控制環(huán)節(jié)采用RS485總線和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議，底層協(xié)議統(tǒng)一有利于系統(tǒng)后期擴展。由于底層設(shè)備分散、距離較遠，為避免因傳輸距離長造成信號衰減及增強抗干擾能力將網(wǎng)線轉(zhuǎn)光纖，使用TCP／IP協(xié)議。每條鏈路都留一根備用光纖，以便將來擴展和故障時使用。

監(jiān)控主站主機使用工業(yè)版網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件，可穩(wěn)定實現(xiàn)：通過網(wǎng)絡(luò)鏈路采集系統(tǒng)各設(shè)備運行電氣參數(shù)，其中包括電壓、功率、電流、電量、溫度、倉位等，實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)；能單獨定期存儲電量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動抄表功能；能打印各種數(shù)據(jù)報表；用戶登陸后可通過參數(shù)設(shè)置畫面直接輸入各參數(shù)的上下限值；可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳、任何其他局域網(wǎng)內(nèi)計算機均可通過瀏覽器查看系統(tǒng)狀態(tài)，操作簡便。監(jiān)控主站可設(shè)定其他客戶端的瀏覽權(quán)限；故障出現(xiàn)時觸發(fā)提前錄入的語音片段，并可查詢報警記錄；網(wǎng)絡(luò)攝像頭及火災(zāi)報警系統(tǒng)與主站主機使用網(wǎng)線連接；組態(tài)軟件經(jīng)二次開發(fā)后可實現(xiàn)在同一軟件上同時共享視頻、電氣參數(shù)信息；如發(fā)生火災(zāi)，報警系統(tǒng)彈出畫面上可同時顯示火災(zāi)信息、現(xiàn)場畫面和現(xiàn)場各設(shè)備參數(shù)信息。

5 取得的效益

該系統(tǒng)在馬頭洗選廠應(yīng)用后，經(jīng)濟效益和社會效益均十分顯著。變壓器、配電室和電動機得到了實時保護，避免了燒毀變壓器、電動機及相關(guān)電氣元件的事故發(fā)生，電氣事故造成的停車時間大幅縮減。通過軟件組態(tài)整合智能化能源管理系統(tǒng)，做到了主要設(shè)備、電動機的智能化、實時化保護，優(yōu)化了配電工藝系統(tǒng)，實現(xiàn)了科學(xué)調(diào)配、穩(wěn)定生產(chǎn)開停車，并大幅度節(jié)約了用電，增加了洗精煤產(chǎn)量，使噸煤電耗指標(biāo)能夠單機考核，實質(zhì)性下降。設(shè)備使用實現(xiàn)全時效安全，大幅度節(jié)省了備件費。企業(yè)供配電系統(tǒng)實現(xiàn)自動化實時監(jiān)控以后，實現(xiàn)四遙，不僅減輕了電氣人員的勞動強度，還可大幅縮減人員，節(jié)約人力資源成本，每年可為企業(yè)在材料費、電費、人力成本等方面合計節(jié)約創(chuàng)效數(shù)百萬元。同時，還明顯提高了企業(yè)的科技水平、信息自動化水平和管理水平，為企業(yè)取得各項成績奠定了堅實基礎(chǔ)，取得了良好的社會效益。

［1］曾沛穎.高爐供配電綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用［D］.中南大學(xué)，2011

［2］丁楊.鋼鐵廠供配電的特點和綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.安徽大學(xué)，2012

［3］曾強.韶冶供配電微機保護及監(jiān)控系統(tǒng)的研制與實現(xiàn)［D］.湖南大學(xué)，2014