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Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)

在印度50萬(wàn)噸焦化項(xiàng)目的應(yīng)用

董建鋒

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：本文主要介紹印度50萬(wàn)噸焦化廠區(qū)，采用智能電力儀表、微機(jī)保護(hù)、馬達(dá)保護(hù)對(duì)配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)的采集以及對(duì)高壓回路的控制。通過(guò)總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。Acrel-2000系統(tǒng)在印度50萬(wàn)噸焦化廠的應(yīng)用，加強(qiáng)了工廠配電系統(tǒng)的安全可靠性，也為廠區(qū)節(jié)約了大量人力成本，實(shí)現(xiàn)了工廠監(jiān)控的智能化。

關(guān)鍵詞：印度50萬(wàn)噸焦化 智能電力儀表 Acrel-2000型 電力監(jiān)控系統(tǒng)

1 項(xiàng)目概況

印度烏塔姆（Uttam）鋼公司在馬哈拉施特拉邦Wardha（Wardha地區(qū)有著豐富的煤炭和鐵礦石資源，交通便利，有公路和鐵路通過(guò)）建設(shè)年產(chǎn)量為50萬(wàn)噸的生鐵廠，配套項(xiàng)目包括一座燒結(jié)廠和一座50萬(wàn)噸焦化廠，整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)投資110億盧比（2.28億美元）。

50萬(wàn)噸焦化廠建設(shè)內(nèi)容包括備煤車(chē)間、煉焦車(chē)間、煤氣凈化車(chē)間等生產(chǎn)設(shè)施以及配套的公用輔助設(shè)施；作為其他廠區(qū)的能源供應(yīng)區(qū)，配電安全方面顯得尤其重要，要求也更高，在電力操控方面要求安全、可靠、快捷，依靠人工現(xiàn)場(chǎng)操控已經(jīng)不能滿足該項(xiàng)目的實(shí)際要求。上海安科瑞電氣股份有限公司承上海德力西公司委托，至印度焦化廠現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試智能電力系統(tǒng)；主要完成對(duì)焦化廠內(nèi)的6.6KV配電系統(tǒng)和0.4KV配電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，確保焦化廠供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2 用戶(hù)需求

上海安科瑞電氣股份有限公司變配電管理系統(tǒng)軟件的功能需滿足：具有用戶(hù)權(quán)限管理、一次主接線圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示各回路的電參量、接入裝置的一次設(shè)備的分合閘狀態(tài)、配電運(yùn)行工況報(bào)表、6.6KV斷路器的遙控功能、6.6KV微機(jī)保護(hù)的定值在線修改功能、監(jiān)視及查詢(xún)打印功能。

上海安科瑞電氣股份有限公司完成三套系統(tǒng)：一個(gè)6.6KV系統(tǒng)，對(duì)其所采用的10臺(tái)ACRM4系列微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置和1臺(tái)ACRM5系列微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行通訊完成電力監(jiān)控功能；一個(gè)0.4KV系統(tǒng)A，對(duì)其所采用的52臺(tái)電力儀表通訊完成電力監(jiān)控功能；另一個(gè)0.4KV系統(tǒng)B，對(duì)其所采用的39臺(tái)電力儀表完成電力監(jiān)控功能。

3 設(shè)計(jì)方案

上海安科瑞公司根據(jù)印度50萬(wàn)噸焦化現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況為其選用了ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1 Acrel-2000符合的標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)方案以現(xiàn)行國(guó)家及電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國(guó)標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

GA/T74-94 《中華人民共和國(guó)安全防范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

GA/T70-94 《中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.6 《射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》

GB/T17626.8 《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.11 《電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》

GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤(pán)柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T13729-92 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/J63-90 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T15145-94 《微機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T13729 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL/T630 《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/T13850 《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測(cè)量變送器》

GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GBJ63-93 《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

3.2 Acrel-2000設(shè)計(jì)方案

圖1

圖2

圖3

圖1為6.6KV配電系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖2為0.4KV系統(tǒng)A配電系統(tǒng)圖

圖3為0.4KV系統(tǒng)B配電系統(tǒng)圖

上圖均為安科瑞電氣股份有限公司為印度50萬(wàn)噸焦化項(xiàng)目選用的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)在該項(xiàng)目上的具體應(yīng)用拓?fù)鋱D；Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源）、通訊管理層（PCI擴(kuò)展卡）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（現(xiàn)場(chǎng)智能裝置）。

如圖所示：現(xiàn)場(chǎng)中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線。

3.2.1現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

如圖1所示為6.6KV系統(tǒng)拓?fù)鋱D，6.6KV高壓配電柜主要包含2臺(tái)進(jìn)線柜（主進(jìn)線柜、備用進(jìn)線柜）、2臺(tái)PT柜、4臺(tái)變壓器出線柜、2臺(tái)電動(dòng)機(jī)出線柜、1臺(tái)母聯(lián)備自投柜。在該系統(tǒng)中，安科瑞電氣股份有限公司為滿足用戶(hù)在高壓回路回路的要求且本著為用戶(hù)節(jié)約成本的原則，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層配置：在2路進(jìn)線柜上為其選用我公司2臺(tái)ACRM4-F綜合保護(hù)（LCD顯示、線路保護(hù)測(cè)控裝置、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、遠(yuǎn)程通訊等功能）；在2臺(tái)電動(dòng)機(jī)出線柜上為其選用我公司2臺(tái)ACRM4-M綜合保護(hù)（LCD顯示、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、遠(yuǎn)程通訊等功能）；在4臺(tái)變壓器出線柜上為其選用我公司4臺(tái)ACRM4-T綜合保護(hù)（LCD顯示、配變電保護(hù)測(cè)控裝置、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、遠(yuǎn)程通訊等功能）；在2臺(tái)PT柜上為其選用我公司2臺(tái)ACRM4-U（LCD顯示、兩段PT供電切換，PT柜的綜合保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、遠(yuǎn)程通訊等功能）；在1臺(tái)母聯(lián)備自投柜上為其選用我公司1臺(tái)ACRM5-B（LCD顯示，備自投保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、遠(yuǎn)程通訊等功能）。

如圖2所示為0.4KV系統(tǒng)A拓?fù)鋱D，主要監(jiān)測(cè)水泵房?jī)?nèi)三相電流、電壓、電度等電參量。安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)客戶(hù)的需求，給該配電所配有PZ42-E4的電力儀表，該電力儀表可以測(cè)量三相電流、三相電壓、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、電度等，嵌入式安裝方式；*了客戶(hù)的要求，且安裝方便，性?xún)r(jià)比高。

如圖3所示為0.4KV系統(tǒng)B拓?fù)鋱D，主要監(jiān)測(cè)備煤車(chē)間、煉焦車(chē)間等電動(dòng)機(jī)電力參數(shù)。用戶(hù)主要查看電動(dòng)機(jī)三相電流、電壓、電度等電參量以及查看電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及修改定值等。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)客戶(hù)的需求，同樣給該配電所配有PZ42-E4的電力儀表來(lái)采集現(xiàn)場(chǎng)電參量（在電動(dòng)機(jī)保護(hù)回路上配有其他廠家馬達(dá)保護(hù)裝置）

3.2.2通訊管理層

通訊管理層：采用中國(guó)臺(tái)灣MOXA CP134U-I通訊擴(kuò)展卡，具有超過(guò)800 Kbps 數(shù)據(jù)吞吐量，效能*，4口具備ADDC™ RS-422/485接口速率高達(dá)921.6 Kbps，4線 RS-485傳輸距離zui長(zhǎng)可達(dá)1.2 km，內(nèi)建15 KV ESD 突波保護(hù)或可選擇2 KV光電隔離保護(hù)，支持128 byte FIFO驅(qū)動(dòng)程序和內(nèi)建軟硬件流量控制，通用的PCI可兼容3.3/5V的PCI和PCI-X，支持Windows 2003/XP/2000/98/ME、Linux、UNIX驅(qū)動(dòng)，提供節(jié)省空間的low profile通訊多串口卡可供選擇。

3.2.3站控管理層

配置為EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/160G +鍵鼠+音箱等。

深圳研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC810B），完成對(duì)整個(gè)電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，在線及離線計(jì)算，運(yùn)行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報(bào)表等系統(tǒng)監(jiān)測(cè)等功能。

計(jì)算機(jī)主要配置：

CPU：PIV 3.0

內(nèi)存：1G

硬盤(pán)：監(jiān)控工作站160G

顯示器：三星19寸寬屏LCD顯示

接口：1000M以太網(wǎng)、RS232接口、LPT口、BNC視頻輸出接口、4個(gè)PCI、2個(gè)USB口，聲卡，14槽工業(yè)級(jí)底板等

DVD/VCD光驅(qū)刻錄機(jī)

4U標(biāo)準(zhǔn)上架式機(jī)箱

漫步者音箱一套（用于音響報(bào)警）

該計(jì)算機(jī)為工業(yè)計(jì)算機(jī)，大風(fēng)量風(fēng)扇設(shè)計(jì)，開(kāi)門(mén)抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、特殊的抗震措施，保證機(jī)器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；

UPS電源為C1KS/1KVA  待機(jī)30分鐘 塔式

監(jiān)控主機(jī)采用正版簡(jiǎn)體中文WindowsXP操作系統(tǒng)軟件，電力監(jiān)控軟件采用安科瑞Acrel-2000型電力監(jiān)控組態(tài)軟件

4 施工難點(diǎn)

4.1 現(xiàn)場(chǎng)施工溝通問(wèn)題

在印度Wardha地區(qū)，由于焦化廠現(xiàn)場(chǎng)施工比較復(fù)雜，且施工方面均是包給印方工人，我們提供現(xiàn)場(chǎng)和負(fù)責(zé)軟件調(diào)試，所以和現(xiàn)場(chǎng)印方工程師以及當(dāng)?shù)毓と私佑|比較多，當(dāng)?shù)厝怂v的英文很不標(biāo)準(zhǔn)，起初在語(yǔ)言交流方面比較困難，需要當(dāng)?shù)胤g才能流利溝通，后來(lái)漸漸熟悉了，通過(guò)手勢(shì)配合基本的英語(yǔ)也能交流。當(dāng)?shù)赜《热撕軜銓?shí)，對(duì)我們中國(guó)人也很友善，盡管他們生活很落后，但是很樂(lè)觀。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)施工天氣問(wèn)題

當(dāng)?shù)?月份的天氣就比較炎熱，中午平均氣溫可達(dá)46度左右，即使穿著防熱抗紫外線的外裝，高溫對(duì)我們技術(shù)工程師也是一種考驗(yàn)，為了避免中暑，zui的方法就是喝水，基本上一天要喝8、9升的水，否則就容易中暑，嚴(yán)重影響工作。

4.3 施工中技術(shù)問(wèn)題

調(diào)試高壓綜合保護(hù)時(shí)，數(shù)據(jù)可以正常上傳，但是不能控制分合閘狀態(tài)。

到達(dá)印方現(xiàn)場(chǎng)，zui緊急的任務(wù)就是要調(diào)試高壓綜合保護(hù)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)需要上電，以供部分設(shè)備調(diào)試所用。在本地遙控回路的分合閘工作正常，但是不能控制遠(yuǎn)程，即使重新刷新了綜保內(nèi)的邏輯程序，依然不起作用，請(qǐng)印方當(dāng)?shù)仉姎夤こ處焻f(xié)助解決，雖然有當(dāng)?shù)胤g，有些術(shù)語(yǔ)還是很難溝通，經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，才檢查出來(lái)，原來(lái)是綜合保護(hù)的遠(yuǎn)程控制繼電器供電端沒(méi)有通電，以致在后臺(tái)輸出分合命令時(shí)，綜合保護(hù)內(nèi)部繼電器不動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)用到其他公司的馬達(dá)保護(hù)器，在印方提供的說(shuō)明書(shū)上顯示是標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS-RTU通訊協(xié)議，但是馬達(dá)保護(hù)器對(duì)下發(fā)的命令一直沒(méi)有響應(yīng)，后來(lái)通過(guò)印方和中方工程師協(xié)調(diào)，要來(lái)廠家報(bào)文格式，原來(lái)是非標(biāo)的協(xié)議，根據(jù)廠家的報(bào)文格式，重新編寫(xiě)了數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序，才完成了正常通訊。

5 系統(tǒng)功能

5.1 用戶(hù)權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)，設(shè)置不同的權(quán)限，防止因人為誤操作給生產(chǎn)、生活帶來(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

用戶(hù)權(quán)限管理在本項(xiàng)目中顯得尤其重要，因?yàn)樵?.6KV系統(tǒng)中要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有綜合保護(hù)實(shí)行控制，高權(quán)限的設(shè)定保障了現(xiàn)場(chǎng)操作的規(guī)范性合格性，同時(shí)具有操作票設(shè)置，規(guī)范了對(duì)高壓柜遠(yuǎn)程操控的順序。

5.2 系統(tǒng)6.6KV主界面

    系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全英文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。

在6.6KV系統(tǒng)一次圖上，通過(guò)畫(huà)面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)、灰色表示手車(chē)分離狀態(tài)）可以看到現(xiàn)場(chǎng)斷路器運(yùn)行狀態(tài)、手車(chē)位置、接地刀閘狀態(tài)、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)等。

登錄普通權(quán)限用戶(hù)，通過(guò)主界面的操作，可以查看6.6KV各回路運(yùn)行的電參量（電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、電度、）；登錄zui高權(quán)限用戶(hù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)斷路器實(shí)現(xiàn)分合閘控制，查看綜保定值，在線修改定值等功能。

5.3  0.4KV系統(tǒng)A和0.4KV系統(tǒng)B操作界面

Acrel-2000具有友好的人機(jī)界面，在0.4KV系統(tǒng)A和0.4KV系統(tǒng)B主界面，登錄普通權(quán)限用戶(hù)，可以查看現(xiàn)場(chǎng)水泵房以及2臺(tái)運(yùn)行變壓器工作的電參量，方便客戶(hù)查看回路各類(lèi)電參量，主要包括：電流、電壓、電度等。

5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶(hù)及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱(chēng)，以便用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。

5.5 趨勢(shì)曲線分析

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線的分析界面，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

5.6 報(bào)表統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱(chēng)的不同，自動(dòng)生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢(xún)與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。

6 運(yùn)行效果

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為大型工廠必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在印度50噸焦化項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)6.6KV高壓柜的遙控功能，實(shí)現(xiàn)了遙控智能化，也為印方節(jié)約了大量人力成本和減少了因斷電引起的巨大損失，遠(yuǎn)程遙測(cè)功能能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)電參量，方便值班人員查看；給用戶(hù)設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

在Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個(gè)工廠的用電基本上靠人工來(lái)操作，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也不能及時(shí)被值班人員掌控，增加了工廠設(shè)備運(yùn)行時(shí)的隱患。Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；通過(guò)報(bào)警窗口的應(yīng)用，了電氣故障，遠(yuǎn)程的遙控操作，使值班人員更加安全，整套工作的實(shí)施也更加人性化。

印度作為我國(guó)南亞地區(qū)zui大的貿(mào)易伙伴，是我國(guó)商品的重要出口國(guó)，更是我國(guó)原材料和軟件等重要產(chǎn)品的進(jìn)口國(guó)。印度在冶金領(lǐng)域通過(guò)焦化廠項(xiàng)目對(duì)我司電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，推進(jìn)了我司在國(guó)外冶金工程方面電力系統(tǒng)的發(fā)展，為公司在工程方面積累更多經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

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