安科瑞无线测温系统在吉化奇峰动力厂的应用

1 引言
  吉林化纤集团有限责任公司1964年8月1日建成投产，是集化纤及纺织纱线生产、商业贸易、建筑安装为一体的全国大型化纤综合性企业，拥有两个上市公司、两个合资公司、三个域外企业和一个纺织工业园区。集团公司占地面积190公顷，现有员工万余人，总资产46.3亿元，年利税超3.5亿元。
  集团公司主要产品包括粘胶短纤维、粘胶长丝、腈纶纤维、化纤浆粕在内的四大系列200多个品种。粘胶短纤维年产量5.5万吨。
集团公司的电力来源于奇峰动力厂两台10kV发电机发电供电，发电机及供配电系统设备的安全运行至关重要。
  本次项目承接吉林化纤奇峰动力厂发变配电站的无线测温集中监视系统，包括两路发电机刀闸、开关温度监视，7个分配电室断路器温度监视，共计426个测温节点。温度采集设备安装于各个分配电房内，监控主机安装于集控室内。

2 需求分析
  为了提升设备安全保障，反映设备运行状态，降低设备事故率。需要对生产现场的高低压配电柜内母排搭接处、断路器触头、电缆接头等电气连接点的温度进行监视，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热异常，一旦被监视温度节点发生异常，能够及时响应报警，有关人员采取必要的措施，避免安全事故的发生。
本文适用于奇峰动力厂变配电所。供方产品具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件，但不仅仅于此，其技术性能应满足对变配电所温度数据监视的要求。
1.1数据采集
  系统自动采集现场所有温度节点设备的数据。
  支持多线程处理机制，提高数据采集效率，能同时对多个设备进行数据采集。
1.2数据处理
  系统对采集数据进行分析处理。如工程值的变换和修改，数据合理性检查，数据的越限处理，大、小值平均值的计算，数据的日月年统计等。
1.3数据存储
  系统将采集的数据存储并不断更新到SQL Server数据库中，数据库能够在线维护，增加、减少、修改数据项。数据库具有较高的安全性，所有存储的数据不能修改以保证数据的真实性。
1.4 实时监测
  系统人机界面友好，能够以变配电站一次系统图的形式直观显示各测温节点的温度数据。
1.5 曲线查询
  曲线查询可以按照日期显示温度节点一段时间内的温度变化趋势，方便用户比较找出有异常温度节点的用电回路并且及时进行检修。
1.6 报表查询
  报表查询可以按照日期查询当日24小时历史数据，并且可以导出Excel表格，方便用户编辑使用。
1.7 实时告警
  实时告警窗口能够对系统发生的所有故障和异常发出告警，对于温度数据越限进行告警，系统针对温度安全运行设置了高温告警，超温告警的功能。
1.8 历史告警
  历史告警窗口能够查询系统自运行以来所有的故障、异常、操作记录、越限告警等事件记录，方便用户对系统事件和告警进行历史追溯和故障分析。
1.9 权限管理
  为保障系统的安全稳定运行，系统设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控操作、数据库修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，微系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

2 系统方案
  Acrel-2000无线测温集中监视系统根据吉林化纤奇峰动力厂现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线组网后接至串口服务器，再由光纤接至集控室的监控主机，保障了变配电室温度集中监视系统传输的稳定性与实时性。系统结构如下图所示：

图1 系统结构图

现场发电机开关柜、刀闸小间及变配电所共计11只温度集中显示装置，28只温湿度控制装置。总共分为7个串口通过4条光纤接至集控室的监控主机。
2.1 站控管理层
  站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在奇峰动力厂工程中主要指置于集控室的监控主机。
2.2 网络通讯层
  通讯层主要是由串口服务器1台、以太网设备及总线网络组成。串口服务器主要功能是监视现场温度集中显示装置和温湿度控制装置；以太网设备及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。
2.3 现场设备层
  现场设备层是数据采集终端，主要由温度集中显示装置和温湿度控制装置组成，智能设备通过屏蔽双绞线RS485接口，采用Modbus-RTU通讯协议总线型连接接入串口服务器，经串口服务器到达集控室的监控主机进行组网，实现远程控制。
2.4 总线型连接示意
  现场装置以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能装置数量20只左右，不同种类的智能装置连接在不同的总线上，然后将数据上传至串口服务器，进而将数据上传至集控室监控主机。具体连接示意图如下所示：

图2 总线型连接示意图

温度集中监视装置可以显示当前变配电房所有节点温度，温湿度控制装置可以显示当前变配电室的环境温度和湿度。
  所有智能设备均能通过总线传输满足与监控主机数据交互的要求。

3 系统功能
  人机界面，显示变配电所一次系统图，主要实时监视所有回路的温度数据。在系统图中可以直观的看到每路进线和出线的温度数据，如下图所示：

图3 10/6.6kV一次系统图

图4 6.6/0.4kV一次系统图

历史告警，能完成对查询时间段内出现的告警信息事件记录以及发生时间的查询，为值班人员提供依据并且分析事故发生的原因，如下图所示：

图5 历史告警查询

趋势曲线，能够直观的查看回路的温度数据。查看实时和历史趋势曲线，点击画面相应按钮或菜单项可以完成相应功能的切换；帮助用户进行趋势分析和故障追忆，具备曲线打印功能。为分析整个系统的运行状况提供了直观而方便的软件支持。如下图所示：

图6 趋势曲线图

报表功能，可以选择时间进行查询，支持任意时间当日24小时温度数据查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了可靠的报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示，显示配电回路的节点温度，用户可以直接打印报表，也可以导出Excel表格另行编辑使用， 如下图所示：

图7 报表索引

图8 一楼配电室温度报表

通讯拓扑图，主要显示系统的组网方式，系统采用分层分布式结构，同时监视间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯中断。下图为变配电站通讯状态示意图。

图9 通讯结构示意图

4 结束语
  在当今发变配电设施的应用中，大型工厂建筑群动力厂的安全运行至关重要，本文介绍的Acrel-2000温度集中监视系统在吉林化纤奇峰动力厂的应用，可以实现对动力厂所有供配电回路的温度进行实时监视，系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示各个供配电回路的温度数据，对温度越限具有弹出报警对话框、语音提示，并能生成各种电能报表、分析曲线等，便于对一段时间内的温度进行分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为大型工厂建筑群解决发变配电的安全运行提供了真实可靠的依据。