供配电综合自动化监控系统在马头洗选厂的应用

张绍先

（冀中能源峰峰集团有限公司马头洗选厂，河北 邯郸056045）

1 问题的提出

在现代企业中，供电质量的好坏不仅影响着一个企业的安全生产、减员提效、科技含量和管理水平，更影响企业的成本支出和经济效益，它决定着企业发展规模和前景。实际上，随着信息化时代的到来，马头洗选厂的生产及其集中控制系统也给供电提出了更高的要求，低压配电网络的不稳定会导致开关跳闸而影响生产，不仅危及洗选厂的重要设备，还会导致洗煤工艺环节中的精煤跑、冒，造成极大的浪费。突然发生的事故停电会造成联锁停车，这就要求我们越来越多地运用不间断供电的设备、计算机。近年来，马头洗选厂依靠科技进步，建设数字马选，应用信息技术，提高设备自动化水平，大力推进“两化融合”，进一步提高了企业核心竞争力。但作为一个有着50年历史的老国有企业，马头洗选厂供配电系统老化、陈旧，自动化水平较低，如何实现企业供电系统的自动化监控，最大限度地提高企业供用电质量，满足企业生产需要，彰显信息化的重要作用，是摆在企业生存、发展面前的一个重要课题。

2 系统主要功能

供配电综合自动化监控系统的主要功能包括变压器、受入盘、相关供配电元器件电气参数／状态采集及保护、工业低压电动机智能化保护、电能质量监测与管理、电气火灾监控、电能有功计量／自动抄表统计等。

3 系统构成

根据现场各终端地址分布和项目要求，系统设置1个监控主站、2个分站、9个终端，均接入局域网使其以浏览器的形式打开，这样厂区内所有接入局域网的电脑经身份验证后均可浏览监控数据。9个终端和监控主站距离较远，各终端分布比较分散且信号种类较多、数据量较大，因此监控主站和各个终端采用光纤连接。

现场层系统主要采集全厂14台变压器温度、瓦斯报警信号、二次侧电压／电流信号，并数据显示状态，设定上下限，实现过流、过压、欠压、过负荷、电压及电流突变、三相电压和三相电流平衡度异常等提示报警，并保留故障记录；采集全厂20个配电室受入盘电压、电流、分合状态信号，包括功率显示，并实现实时显示，设定上下限，实现过电流、过负荷等异常提示报警，并保留故障记录；实现集中远程分合闸；采集全厂18个受入盘电量及2台6kV高压泵电量、2台6kV合介泵电量，实现抄表、统计、记录自动化，并与办公网络平台、全面预算管理系统建立通讯，实现数据共享，充分发挥管控软件和组态软件的数字化优势；采集在线主要设备的电压／电流信号、三相平衡度，设定上下限，实现过电流、过负荷、三相平衡度、短路、堵转、断相等异常报警，并保留故障记录；采集14个电容器自动补偿系统信号数据，实现系统状态／补偿电流的监测、功率因数的显示及系统异常报警，并保留监控数据。在用配电室、变压器及6楼集控室安装火灾报警系统，检测探头配电室74个、变压器室28个、集控室配电点3个，共计105个，探测异常变化，给出报警信号，实时监控室内状况，使电工值班人员能及时了解现场情况，及时采取正确处理措施，防止发生火灾，保证配电设施安全；在11#、12# 配电室及0#－1、0#－2变压器室内安装测温系统，测量室温，实现温度显示、超温报警及开关量输出；在22处配电室安装视频监控，配置硬盘录像机及监视器，将视频信号引到监控站，监控配电室内运行状态有无异常；在监控管理主站（电工值班室附近）设置1台数字矩阵主机、2台26寸液晶显示器、1台流媒体服务器进行管理。通过将以上电气综合参数输送到监控主机系统，自动监查各设备的相应电气数据、报警信息及输出，报警方式为现场及控制室实现声光报警，监视器实现语音报警及画面闪烁报警，并记录和显示变压器、配电室受入盘及主要设备的电压、电流、功率、电量运行实时曲线，实现对被监控电气设备工作状态、报警及事故记录、数据存储等的监测功能，直观显示电气设备的各种参数和状态，电气设备得到实时自动监控。流媒体服务器对以上数据及配电室监控系统进行管理、转发，支持监控网络远传及与厂局域网、岗位视频监控系统有机整合方案的实现，以便其他岗位领导浏览并具备可扩展功能。另外在电工点检小组室、电工房2处各安装1台26寸液晶显示器，监视以上数据（电气设备数据保留30天），使电工能够提前采取处置措施，从而提升电气系统的安全运行等级。

4 技术研究

终端电力参数和控制受入盘的PLC通过RS485总线和Modbus协议方式经协议转化器接入双向网络光端机。网络摄像机直接接入双向网络光端机。火灾探头单独走线，报警主机安放于主站控制室，通过主机网络接口与主站主机服务器共享数据。

系统底层采集电参数，控制环节采用RS485总线和工业标准Modbus协议，底层协议统一有利于系统后期扩展。由于底层设备分散、距离较远，为避免因传输距离长造成信号衰减及增强抗干扰能力将网线转光纤，使用TCP／IP协议。每条链路都留一根备用光纤，以便将来扩展和故障时使用。

监控主站主机使用工业版网络组态软件，可稳定实现：通过网络链路采集系统各设备运行电气参数，其中包括电压、功率、电流、电量、温度、仓位等，实时监控系统状态；能单独定期存储电量数据，实现自动抄表功能；能打印各种数据报表；用户登陆后可通过参数设置画面直接输入各参数的上下限值；可实现数据远传、任何其他局域网内计算机均可通过浏览器查看系统状态，操作简便。监控主站可设定其他客户端的浏览权限；故障出现时触发提前录入的语音片段，并可查询报警记录；网络摄像头及火灾报警系统与主站主机使用网线连接；组态软件经二次开发后可实现在同一软件上同时共享视频、电气参数信息；如发生火灾，报警系统弹出画面上可同时显示火灾信息、现场画面和现场各设备参数信息。

5 取得的效益

该系统在马头洗选厂应用后，经济效益和社会效益均十分显著。变压器、配电室和电动机得到了实时保护，避免了烧毁变压器、电动机及相关电气元件的事故发生，电气事故造成的停车时间大幅缩减。通过软件组态整合智能化能源管理系统，做到了主要设备、电动机的智能化、实时化保护，优化了配电工艺系统，实现了科学调配、稳定生产开停车，并大幅度节约了用电，增加了洗精煤产量，使吨煤电耗指标能够单机考核，实质性下降。设备使用实现全时效安全，大幅度节省了备件费。企业供配电系统实现自动化实时监控以后，实现四遥，不仅减轻了电气人员的劳动强度，还可大幅缩减人员，节约人力资源成本，每年可为企业在材料费、电费、人力成本等方面合计节约创效数百万元。同时，还明显提高了企业的科技水平、信息自动化水平和管理水平，为企业取得各项成绩奠定了坚实基础，取得了良好的社会效益。

［1］曾沛颖.高炉供配电综合自动化系统设计与应用［D］.中南大学，2011

［2］丁杨.钢铁厂供配电的特点和综合自动化系统的设计与实现［D］.安徽大学，2012

［3］曾强.韶冶供配电微机保护及监控系统的研制与实现［D］.湖南大学，2014