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淺議零成本實現供水低壓遠程監控的方案
淺議零成本實現供水低壓遠程監控的方案
 更新時間:2012/12/7 13:40:04
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   本文僅以樂山市自來水有限責任公司(以下簡稱自來水公司)第三水廠爲例,提出一種利用現有高壓綜合自動化系統和部分低壓設備,通過功能擴展和數據通訊,實現低壓遠程監控的簡易方案。具體方案及實施情況如下:

  一、方案實施背景

  在自來水公司第三水廠電氣改造設計中,采用了電氣綜合自動化系統對10KV電氣系統進行後台監控和保護。但對380V低壓系統,考慮成本及實用性等原因,未進行遠程監控設計。由于在第三水廠取水站、送水站中,有較多的重要的低壓電機和線路,爲了更好的對這部分設備進行監控管理,需要在不花費或少花費成本的基本上,盡可能實現對重要低壓電器設備電流、電壓、功率、斷相時間等參數的遠程監控。

  二、零成本實現低壓遠程監控的方案

  (一)監控後台的選擇

  爲了實現低壓遠程監控,經自來水公司技術人員現場分析,充分考慮成本節約因素,確定以第三水廠現有的清華紫光10KV綜合自動化系統DCAP-2002系統爲監控後台。采用此系統作爲平台的原因爲:1.系統的高壓監控主要采用RS485通訊協議,這一協議也可用于多數低壓設備通訊;2.公司已初步掌握該軟件系統報文收發、圖形界面設計的大部分功能,可以方便的進行報文設計和界面更改。

  需要說明的是,如果沒有現存的後台系統,也可以通過專用報文工具或程序語言(VBPB等)實現報文收發與數據采樣系統,這樣可能會産生少量成本,但費用一般都不會很多。

  (二)前端采集設備的選擇與通訊報文編寫

  完成後台設備的選型後,在前端監控設備選型上,經現場分析,決定利用低壓設備中的智能電表、軟啓動設備做爲前端數據采集終端。爲了確保系統的使用,需要由生技科和第三水廠技術人員相互配合,用RS232-485接口連接計算機與各型設備,對現有各型智能電表進行了一對一報文測試,確定了以現有的YADA DTSD3366P電表作爲低壓櫃計量、電流、電壓監控采集端,以ABB PST300軟啓動器作爲電機電流、電壓、保護監控的信號采集端,所有數據采集均采用RS485接口完成,采用串聯方式連接(需注意不同波特率設備分開接線以確保通訊),線路圖如圖1

  圖1低壓監控系統接線圖

 (三)通訊協議的確定和報文的編寫

  在完成設備確定後,經查詢設備說明書,根據各設備的通訊規約,制成報文編號。如DTSD3366P采用DL/T645-1997通訊規約,經網上查找相關規約,確定了相關故障、電流、電壓、功率等報文格式,從而編寫相應報文(DL/T645-1997部分報文規約格式見圖2)。在這一工作中,還涉及到報文的發送。爲了不影響10KV通訊屏對高壓設備的正常通訊,在實際利用後台進行報文發送編寫前,先用RS232-485直接通訊測試無誤後,再多次與原綜保系統廠商聯系。直接由廠商將報文加入後台報文發送文件並由廠方確定報文發送間隔(第三水廠爲確保不影響原系統采樣速率,按廠商要求定爲10-30s),確保了對原系統功能不産生任何影響。

  圖2:雅達電表采用的DL/T645-1997電流電壓報文格式

(三)數據的存儲和界面編寫

  完成設備連續、報文編寫後,將相關采集變量作爲一個設備參數存于通訊屏中,根據采集的數據設定好相應變量類型後,即可在DCAP-2002系統利用數據采集和圖形編輯功能,編寫後台界面。爲確保不影響高壓系統正常操作和觀察,自來水公司生技科在第三水廠取水、送水廠界面和數據顯示上均設定在空白區域,並采用了簡化方式,最終完成的部分監控界面如圖3

   圖3:第三水廠送水廠低壓遠程監控實際界面(部分)

  (四)存在的問題和進一步擴展的方案

  由于低壓監控采用的是RS485輪巡智能電表和軟啓動器方式,存在輪巡時間較長、暫時無法遠控的問題。對故障應急處理能力主要還是依靠軟啓動等就地設備。因此,目前主要用于監控,對低壓系統的保護功能有限。目前,水公司生技科已計劃進一步利ABB PST300軟啓動的遠程設定和遠程控制方式,逐步加強對電機的遠程綜合保護能力,此工作正在進行中。

  三、使用效果

  目前此低壓監控擴展方案已應用如下:

  (一)第三水廠送水廠主要低壓線路、變壓器、變頻電機采樣。

  (二)第三水廠取水廠1-4#四台低壓取水電機采樣、變壓器等設備采樣。

  從運行2個多月情況看,監控運行正常並能利用原系統圖表功能繪制編定相關報表,部分報表已作爲第三水廠報表和分析數據的正式組成部分。取水低壓監控設備在9月成功記錄了低壓電機過載故障一起,所采集參數有效的配合了對過載原因的分析與處理。

  四、經濟與社會效益

  如果新增低壓電氣監控系統,投入將在萬元以上,本系統利用現有系統,基本以零成本的狀態實現了電氣監控系統的主要功能,不過由于采用現有設備,采樣及時率、遠程等方面,較正式系統存在一定不足,需作進一步改進。

  從使用情況看,對低壓系統的遠程監控,有利于值班人員及時發現和處理故障(如觀察電機三相電流平衡等情況),有利于故障及低壓設備運行情況的監管與分析,使低壓供電設備運行安全和維護水平得到進一步提高,爲實現最終遠程值守打下了良好的基礎。

  五、結論

  本方案充分利用現有設備實現電氣系統的遠程監控,可作爲低壓監控系統的簡化替代方案,基本做到零投資,具有較強的實用意義和經濟意義。

  六、推廣應用

  本方案采用高壓綜保系統、智能電表和軟啓設備作爲低壓電氣設備監控系統的主要組成部分。這部分設備已存在于大量電力、工業企業中,利用其功能可以以零成本或少投入的方式,擴展對其它電氣設備的監控功能,是提高生産管理水平的一種簡易方法,具有一定推廣應用價值。

 

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