无人值守热力站配电监测系统的设计方案

聂夏洪

（山西省太原市热力公司东山分公司，山西太原030013）

无人值守热力站配电监测系统的设计方案

聂夏洪

（山西省太原市热力公司东山分公司，山西太原030013）

主要介绍集中供热系统中无人值守热力站低压配电室自动监测系统的设计。随着集中供热系统的发展，集中供热热力站自动化程度越来越高，但是无人值守热力站的高低压配电室的安全却容易被忽略。低压配电室的监测系统关系到无人值守热力站各个生产现场配电设备和自动化设备能否正常运转。就集中供热系统中无人值守热力站低压配电室动力柜、变频器、自控柜的自动监测设计进行介绍。

配电室；监测系统；无人值守热力站；自动化设备

集中供热发展到今天，整个热网的自动化监测程度越来越高。热力站无人值守已经在很多城市的集中供热系统中得以实现，笔者公司的无人值守热力站现运行完全依靠电力作为动力来源，为此，配电系统的安全、稳定运行就显得尤为重要。

但是，目前公司的无人值守热力站配电室环境较差，配电系统自动化程度低、监测系统不完备、对设备运行情况掌握不及时等缺点尤为突出。以下就笔者公司无人值守热力站配电室监测系统的设计进行阐述。

1 无人值守热力站低压配电室基本情况

就笔者公司而言，每个热力站都设计有单独的配电室，配电室内的重要设备如下：①低压动力配电柜。配电柜内设有照明空气开关、控制补水泵的空气开关及热继电器、自动软水器空气开关、循环泵变频器空气开关、自控柜空气开关等各个用电设备的空气开关。②循环泵及补水泵变频柜，内有控制补水泵及循环泵的变频器。③自控柜，内有热力站可编程触摸屏控制器、UPS、视频监控用的硬盘录像机以及通讯设备等。自控柜内的设备负责无人值守热力站所有一二次网温度、压力、流量、循环泵运行频率的采集，以及电动调节阀和补水泵的控制。

由上可知，配电室内的设备是保证整个无人值守热力站运行、数据传输以及整个热网平衡调节的重要中枢，因此，配电室的设备监测是非常重要的。

2 无人值守热力站低压配电室运行情况

笔者公司负责集中供热的面积随着城市建筑物的增多而增大，热力站的数量也出现井喷式增长，热力站由刚开始的50余座增加至将近200座。2016年年底，除新建站外，所有的热力站进行了无人值守改造。在供暖季前期进行运行准备时，电工需要逐站手动为各个设备上电，由于站点数量多，工作人员并没有增加，造成工作效率低下。运行过程中容易出现以下2个问题：①配电室设备在无人值守的情况下出现异常，例如变频器温度过高、电流偏大时，不能及时发现处理，极易对设备安全运行造成不良影响；②当设备出现故障而停机时，无人值守热力站内没有工作人员，无法及时判断故障，造成维修人员准备不充分，需要反复前往驻地去拿工具零件，延误抢修时机。

3 无人值守热力站配电监测系统的设计

对于上述问题，可以通过建立配电室在线监测数据平台的方法解决。通过建立配电室内各个电气设备的监测平台，并加装一些设备，将主要数据同无人值守站内数据一同发送到中控室，让调度人员对站内设备进行实时监控。由于整个热网无人值守系统已经在站内拥有PLC（可编程逻辑控制器），在中控上位拥有组态软件，因此我们只需在原有站内基础上加装模块和传感器，在中控室上位系统上通过改变画面增加点位，就可以实现远程监控，具体如下。

3.1 在原有的自控柜内加装PLC模块

在各个无人值守热力站内原有的自控柜内加装PLC模块，这样不仅可以节省开支，还可以将需要监测的数据一起传输回中控室，便于统一检测，减少工程量。主要的数据采集和控制方法如下：①数据采集。需要采集的数据包括变压器温度、电机前后轴温度、母线相电压、母线电流、热继电器通断状态、接触器通断状态、开关状态、变频器频率、变频器电流、变频器运行状态、断路器开关状态。②控制方法。通过PLC控制软件预设设备正常、报警参数，并与实际采集参数进行比对，如遇异常，立即报警、降频、断电、停机。

3.2 对各个监测设备加装传感器

在配电室内对各个监测设备加装传感器，以满足监测的需求。比如在变频器上加装温度传感器，以监测其运行的温度是否正常；将柜内普通断路器改装成智能型万能断路器，可以实现远程可控开关、线路故障自诊断、安全自动断电等。

3.3 加装湿度和温度传感器

在配电室内加装湿度和温度传感器，用来监测配电室内的环境，以保证室内设备的正常运行。一旦出现异常，则可以在远程监测中心实现报警。

3.4 对相关设备进行数据采集、启停控制等

对各个配电室内的高低压配电柜、变频器、自控柜、万能断路器等设备进行数据采集、启停控制、异常报警，PLC可以将采集到的数据实时传输回中控室。同时，要在中控室监测系统内对画面进行修改，增加热力站内配电室实时画面监测，实现数据采集、故障报警远程操作，这样整个无人值守系统就更加完善。数据根据信号类型的不同，由PLC选用相应的输入模块采集，而后由输出模块实时控制。各站点PLC联网组成上位机监控系统，形成对全网设备的综合管理。无人值守热力站配电监测系统结构如图1所示。

图1 无人值守热力站配电监测系统结构

4 无人值守热力站配电室实时监测的意义

无人值守热力站配电室实时监测意义有：①降低工作人员的工作强度，可以对配电室内的设备进行远程分合闸，减少热力站巡视人员的工作量，节约生产运行成本。②实时监测配电系统运行情况，能够快速判断出配电室设备异常，并对异常情况及时进行有针对性的处理。③借助于监测系统的判断，调度可以及时派出专业性维修人员，不再完全依赖热力站巡视人员口述，耽误判断具体问题。④一旦站内设备或站内环境出现险情，可以实现远程自动断电，将热力站损失降到最低。⑤通过设计此监测系统，可以对配电室内设备参数进行实时监测、事故异常报警、统计报表的整理和打印，便于分析故障。采用配电室监控系统，可以保障配电室的正常运行，为整个热力站的安全、稳定运行提供了保障。

［1］李善化.集中供热设计手册［M］.北京：中国电力出版社，1996.

［2］江亿.集中供热网控制调节策略探讨［J］.区域供热，1997（2）：15-18.

〔编辑：刘晓芳〕

TU995

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.160

2095－6835（2017）18－0160－02

聂夏洪（1980—），男，工程师，研究方向为自动化。