摘要:闡述了大友選煤公司挖金灣選煤廠(chǎng)配電室安裝1套智能電力運維系統,實(shí)現配電室內各類(lèi)傳感器、采集與通信設備,將各種數據傳送到運維服務(wù)平臺上,通過(guò)平臺系統對配電室高低壓配電柜和變壓器進(jìn)行在線(xiàn)監測。并通過(guò)大數據平臺為配電室的安全運行、故障診斷、狀態(tài)預警提供智能分析與精確指導,實(shí)現了配電室“無(wú)人值守、少人值班",讓變電室更加安全可靠。

關(guān)鍵詞:選煤廠(chǎng)；智能監測；配電室；服務(wù)平臺；設備管理

0引言

配電室作為選煤廠(chǎng)生產(chǎn)供電的設備集中地關(guān)系選煤廠(chǎng)安全、穩定生產(chǎn)。選煤廠(chǎng)配電室傳統上都是人工值班盯崗，一方面對人員技能和連續工作有很高要求，另一方面生產(chǎn)設備耗電高節能效果較差，配電室有隱患問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現，即便出現故障也不能很快發(fā)現，需要消耗大量時(shí)間逐項檢測、排查，嚴重影響正常生產(chǎn)。為進(jìn)一步解放員工勞動(dòng)力，提高選煤廣管理水平，對配電室進(jìn)行智能化改造意義重大。

1配電室智能監控的意義

智能配電室監控系統中紅外攝像頭的設立可對部分電氣事故進(jìn)行提前預判,具體可體現出電氣設備溫度異常,調度員通過(guò)智能配電室監控系統發(fā)現電氣設備溫度異常提前通知電工進(jìn)行現場(chǎng)檢查,避免因電氣設備事故的發(fā)生影響生產(chǎn)。智能配電系統可實(shí)現精準有效的遠程停送電、智能化巡檢和無(wú)人化值守,提高工作效率,降低生產(chǎn)成本,減輕了職工勞動(dòng)強度,把職工從繁瑣的崗位置換出來(lái),在提高重要設備巡維質(zhì)量的同時(shí),增加了人機安全可靠性。智能巡檢機器人的投入使用,對助力選煤廠(chǎng)提升智能化安全管理水平,改善工作環(huán)境,提效減員具有重要意義。

2智能監控系統構架

智能監測終端設備用來(lái)采集低壓配電柜內電流電壓值，溫控器采集溫度。智能管控及服務(wù)平臺深度融合云計算、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)等技術(shù)，依托專(zhuān)線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信系統，采集企業(yè)配電室設備狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)和安防狀態(tài)數據，實(shí)現配電室智能管控及服務(wù)等各項功能。智能監控系統構架如圖1所示。

系統平臺通過(guò)采集系統負荷信息數據,計算分析總功率和負荷值、有功功率和無(wú)功功率,從而判斷運行是否正常。網(wǎng)關(guān)主要用于無(wú)線(xiàn)連接采集智能低壓監測裝置,傳輸低壓線(xiàn)路三相電量采集、電能計量、負荷統計、電能質(zhì)量監測、溫度測量、線(xiàn)路故障和狀態(tài)監測數據,采用無(wú)線(xiàn)通信方式或者有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接至監控平臺或手機客戶(hù)端(圖2)。

裝置采用ARMCortex-A8構架高性能工業(yè)級處理器,主頻可達到800MHz,可以使得無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)關(guān)完成復雜的通信規約轉換完成通信管理機等任務(wù),可提供強大、快速、可靠、實(shí)用的WebSCADA功能,操作人員在互聯(lián)網(wǎng)上使用瀏覽器(包括智能手機APP,微信公眾號),實(shí)現對配電房電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量等的監測,系統以單線(xiàn)圖、GIS圖、儀表盤(pán)、表格、曲線(xiàn)、餅圖等多種方式實(shí)時(shí)監測遙測和遙信數據(圖3)。

3實(shí)現功能

巡檢機器人(圖4)具有聲音采集、煙霧有害氣體檢測、移動(dòng)視頻圖像采集、溫度探測、人機對話(huà)等功能,在運維服務(wù)平臺上可隨時(shí)精確指導。它可以對選煤廠(chǎng)用電量、負荷、報警情況、能效、電能質(zhì)量等一些重要數據進(jìn)行統計和分析,并自動(dòng)生成綜合報告,為選煤廠(chǎng)提供能源管控、節能優(yōu)化、專(zhuān)家診斷等一體化的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

3.1數據監控及統計分析

實(shí)現24h監控所有低壓柜里面的電流電壓,如有哪里出問(wèn)題可以直接且快速地發(fā)現,不需要人工逐臺檢查,而且可以在手機電腦隨時(shí)查看低壓配電柜的情況。系統監測數據的統計是按時(shí)間(日、月、季、年)對同一終端的多個(gè)監測量,對同一監測量在不同的時(shí)間,或不同終端的同一類(lèi)監測量進(jìn)行報表、曲線(xiàn)、柱形圖等顯示、打印和文件輸出。對設備電量、負荷、報警情況、能效、電能質(zhì)量等一些重要數據進(jìn)行統計和分析(圖5)。

3.2智能報警

具有遙測越限、遙信變位等分類(lèi)、分級、設備聚合、警鈴閃爍、報警音響、報警信息播報、報警窗口顯示等報警功能,系統還可以根據需要以短信、微信公眾號報警。

3.3精細化管理

配電室的進(jìn)線(xiàn)、主要出線(xiàn)安裝電力能效監測終端,同時(shí)加裝環(huán)境監測終端(溫濕度、水浸、煙感),數據通過(guò)4G/5G無(wú)線(xiàn)(或專(zhuān)線(xiàn))傳送至平臺系統(圖6)。

3.4設備管理

設備監測從設備管理的層級關(guān)系上查詢(xún)智能儀表、探頭等終端設備的實(shí)時(shí)和歷史的遙測、遙信數據,系統為遙測數據的查詢(xún)、比較、統計等提供豐富、實(shí)用的分析手段(圖7)。

3.5電力運維

運維中心24h遠程監測,保證用電可靠性。通過(guò)對用電分析,對用電設備進(jìn)行節能改造,更換節能照明設施,增加補償設備,變頻改造,老舊配電設備更新。

3.6日常報表

每個(gè)月對設備進(jìn)行安全運行、電能分析報告,及時(shí)了解設備運行情況,電能電耗情況(表1)。

4應用效果

挖金灣選煤廠(chǎng)配電室智能監測系統投入運行后,取得了良好效果,有隱患可以快速發(fā)現,使處理問(wèn)題更加及時(shí)有效,降低了事故發(fā)生頻率,對一些溫度高、電流高的設備能夠提前檢測到,使之在沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題之前得到及時(shí)處理,降低了檢修難度,節省了部分人力,使電工可以更好地把精力放在安全生產(chǎn)保障。

5存在的問(wèn)題及推廣應用前景

巡檢機器人巡檢定位后易產(chǎn)生偏差。巡檢機器人在準備運行的時(shí)候,未對機器人進(jìn)行定位重復核查,定位容易產(chǎn)生偏差,使運行變的卡滯。需要對巡檢機器人進(jìn)行多次重復的定位,重新定位精度±2mm,可保障運行平順無(wú)卡滯,目前在國內市場(chǎng)上基本都存在機器人定位容易產(chǎn)生偏差等問(wèn)題,而本次研制的設備在多次對機器人進(jìn)行重復定位后,精度可以達到±2mm,保障了巡檢機器人在運行過(guò)程中平順無(wú)卡滯。

6安科瑞配電室環(huán)境監控系統

6.1概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環(huán)境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風(fēng)機、水泵）、門(mén)禁監控子系統（讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

6.2應用場(chǎng)所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統工程設計、施工和運行維護。

6.3系統結構

6.4系統功能

6.4.1實(shí)時(shí)監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

6.4.2數據查詢(xún)

在人機界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設備的運行數據。

6.4.3曲線(xiàn)查詢(xún)

可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

6.4.4運行報表

查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表。

6.4.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

6.4.6歷史事件查詢(xún)

能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。

6.4.7用戶(hù)權限管理

設置了用戶(hù)權限管理功能，可以定義不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限。

6.4.8網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

支持實(shí)時(shí)監視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構。

6.4.9遙控功能

可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。

6.5系統硬件配置

名稱(chēng)

型號

圖片

功能

系統

ACREL-2000E

Acrel-2000E配電室綜合監控系統，可實(shí)現開(kāi)關(guān)柜運行監控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、母線(xiàn)及電纜測溫監測、環(huán)境溫濕度監測、有害氣體監測、安防監控，可對燈光、風(fēng)機、除濕機、空調控制等設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)現動(dòng)力環(huán)境各數據的檢測與設備控制，優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境，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(cháng)設備使用壽命，實(shí)現配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠程管理。

智能通信管理機

Anet-2E4SM

通用網(wǎng)關(guān)，2路網(wǎng)口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。

主機

Acrel-2000E/A

數據采集、狀態(tài)監測、設備控制、報警事件記錄查詢(xún)，可以根據采集到的設備數據或狀態(tài)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機、聲光報警器、空調、水泵等設備。

Acrel-2000E/B

參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢(xún)、報警圖片和視頻查詢(xún)功能。

Acrel-2000E/M

參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢(xún)、報警圖片和視頻查詢(xún)功能。立柜式安裝。

Acrel-2000E/G

參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢(xún)、報警圖片和視頻查詢(xún)功能。立柜式安裝

環(huán)境監測硬件

RS-WS-NO1-8

用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0%RH～99%RH

BRJ-307

光電式煙霧傳感;電源正極（DC12V）：+12V，繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)

RS-SJ-N01R01-2

接觸式水浸傳感器，監測變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：-20℃~+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應時(shí)間：1s繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)

環(huán)境監測硬件

T35-II-5.6

風(fēng)量4800，帶溫控器，帶消聲段，電機變頻

AT8002

常開(kāi)型；感應距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出

DS-2DC6120BY-A

視頻監控

ARTU-KJ8

8路開(kāi)關(guān)量輸入,8路繼電器輸出

7結語(yǔ)

智能化建設正在改變洗選的管理、運行模式。目前,智能監測終端設備的推行應用,可以代替人工現場(chǎng)操作、降低職工勞動(dòng)強度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,是未來(lái)建設智能化配電室的一部分。