浅谈利用移动网络技术实现能源仪表用电保护

任国明 刘文杰

河钢集团唐钢公司 河北 唐山 063000

随着工业技术的发展，越来越多的能源计量仪表在工业企业生产中发挥着巨大的作用，各种能源计量仪表随处可见。然而仪表突然的损坏就可能导致大面积的生产中断，同时也可能带来安全生产事故。如果比较一下因仪表损坏造成的损失和开发仪表智能用电保护的费用，技术开发应用的经济价值就显而易见了。因而，人们也越来越关心仪表智能用电保护和问题，因此自动用电保护装置，正逐步广泛地应用于各种仪表的保护当中为减少安全事故的发生。设计所涉及内容包括仪表运行状态监测、供电电源状态监测、仪表所在环境监测（温度、湿度、异常环境）等。选择设计场地为能源结算仪表安装中最具代表性的仪表井来进行设计实施。

1 设计分析

①现场情况分析：钢铁企业中，由于能源仪表种类繁多，包括风、水、电、气等各介质数据采集仪表；仪表安装的地点分散，分布在各个厂区的多个生产区域，并且，很多仪表安装在地下坑井中，仪表人员日常巡检时无法直观且便捷地进行巡查；仪表坑井因雨季容易产生积水，当水位过高，仪表受潮或浸泡，但仪表供电并未中断，容易发生电路故障，在烧毁仪表的同时，还存在用电危险。②仪表情况分析：现场安装仪表由于运行时间过长而导致防水功能失效，现场所测量能源介质为易燃易爆气体，仪表损坏后，极易产生明火，发生火灾或爆炸。③人为情况分析：因坑井积水现象无法提前预测，且造成积水原因很多，如下雨、人工绿化渗水等，在产生积水时维护人员无法及时断电，可能造成人员伤害事故[1]。

2 设计思路

（1）技术特点、关键技术和关键工艺。①技术特点：对现场能源介质仪表设备及安装环境进行有效的实时监测，现场无人看守，能够及时预警。②关键技术：能源仪表井坑内湿度监测技术、井坑内积水时水位监测技术、异常时有效断电保护技术、移动通信报警技术等。③关键工艺：湿度检测、水位检测、断电保护、移动提醒、远程供电。

（2）实施的具体内容和技术路线。第一，详细分析造成能源介质仪表井积水的原因，制定断电保护装置的安装路径及方法。第二，实地测量能源介质仪表安全运行环境警戒值，如最高允许水位、最大允许湿度、安全用电电压、电流等因素，实现超越警戒值时报警。第三，实地勘测现场，进行移动通讯模块安装地点选取。第四，分析和细化报警提醒信息内容、报警频率、报警方式等相关技术参数。第五，分析与实现远程供电的必备条件与解决方法。第六，实现远程控制与现场设备控制，并且能够同步运行，控制模块能够响应迅速，达到用户预期需求目标。

（3）系统原理。如图1所示，在井坑内安装湿度监测装置和水位监测设备；当能源仪表所在坑井内出现积水，且水位高于最高允许值时，或者空气湿度大于最大允许湿度时，控制模块会直接切断仪表供电电源；当能源仪表所在坑井内空气湿度大于最大允许湿度时，控制模块会直接切断仪表供电电源；切断电源后，系统移动报警模块启动，将断电仪表的相关报警信息发送至指定接收人；当井坑内积水水位与空气湿度值回归正常允许值时，控制模块和移动报警模块再次启动，将环境恢复正常的相关报警信息发送到指定接收人，提示可以给仪表送电。

图1

3 系统实现目标

①实时监测能源仪表运行状态；发现能源仪表运行异常时，在线发送报警信息至仪表维修人员；②实时监测能源仪表井积水水位值，当能源仪表井坑积水水位达到警戒线时，自动切断仪表供电电源，并通过移动通信网络发送相关报警信息至仪表维修人员手中；③实时监测能源仪表井内湿度值，当仪表井坑内湿度值达到警戒线时，自动切断仪表供电电源，并通过移动通信网络发送报警信息至仪表维修人员手中；④实时监测能源仪表井内湿度值，断电状态下，当仪表井坑内积水位或湿度值恢复到正常值时，发送提示信息；

4 应用效果

当这项设计真正被运用到实地时，坑井中的能源仪表设备和供电系统可以得到有效的保护，能够提高能源介质仪表的检维修效率；能够保护仪表维护人员的人身安全，提高安全指数；同时，通过利用设备的周边环境检测，实现对设备的保护，为企业节约维护成本。此种设备保护方式还具有很好的推广价值，可以推广到其他的领域。