多回路精细化管理系统在海上某平台的首次应用

刘清峰

（中海石油（中国）公司天津分公司，天津 300459）

0.引言

海上平台AC230V、AC115V的单相负载回路数较多，对各个单项负载的用电量统计及考量一直是困扰海上平台电气专业人员的问题，如何采用经济适用的方案进行监视和管理成为迫切需要解决的问题，多回路精细化管理系统针对海上平台AC230V、AC115V的单相负载回路进行采集、统计及对比的专用精细化管理系统，其最大的优点是无需采用二次开发的方式进行系统集成，可以根据不同的海上平台AC230V、AC115V的单相负载回路数进行简单的配置即可实现系统集成，系统提供了简洁的数据库配置界面及良好的用户显示画面，使得现场电气专业人员只需要将多回路精细化管理系统里预配置的各种功能块进行的调用和配置，便可以实现AC230V、AC115V的单相负载回路数的精细化管理系统的各项功能，从而大大缩短了海上平台电气专业人员的系统配置的时间，同时省去了系统集成商上平台进行现场服务的人工费率，节省了平台费用[1]。

1.系统简述

多回路精细化管理系统系统采用分布式架构，数据处理以数据库为中心，分采集、显示、算法、对比、报表、报警等模块，其主要技术指标如下：

（1）10寸人机界面触摸屏：实时监视各AC230V、AC115 V的单相负载回路的电压、电流、功率、电量、3至31次谐波、趋势曲线、预警报警等。（2）多负载回路信号采集模块：单个模块最多可采集48个单相回路数量，模块可随现场回路数量进行扩展。多负载回路信号采集模块能采集常用的电气参数，如三相/单相电流、三相/单相电压，有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等。（3）霍尔电流互感器：1A/50mA、2A/50mA、5A/50mA、8A/50mA、10A/50mA、20A/50mA、30A/50mA等。

多回路精细化管理系统系统主要功能：

总进线：三相/单相电压、三相/单相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、3-31次谐波。各支路：单相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、3-31次谐波。通讯接口：RS485接口、标准Modbus RTU通讯协议。

2.系统架构

多回路精细化管理系统的系统架构图如图1所示，主要设备包含：高精度霍尔传感器即现场设备层、RS485通讯网络即网络层、多负载回路信号采集模块和10寸人机界面触摸屏即监控层，即传统的三层架构。

图1 系统架构图

系统采用分层、分布式架构，按区域进行划分、模块化设计。整个系统分为3层，即现场设备层、网络层、监控层。

2.1 现场设备层

现场设备层将现场的海上平台AC230V、AC115V的各单相负载回路的运行电气参数进行采集和测量，并将采集和测量的各种电量数据通过RS485网络层传输给监控层。其主要设备为高精度霍尔传感器，高精度霍尔传感器采用开口式，无需停电即可安装，省去了停电、拆电缆、套电流互感器、装电缆等繁琐安装工程，装设在AC230V、AC115V的各单相负载回路的出线电缆上，各高精度霍尔传感器相互独立，可根据AC230V、AC115V的各单相负载回路的出线电缆的大小定制，具备RS485标准通讯接口，其传输距离最高可达1200m，再通过RS485总线将高精度霍尔传感器检测到的各项电量参数实时传输至多负载回路信号采集模块和10寸人机界面触摸屏[2]。

2.2 中间层

中间层位于现场设备层与监控层之间，采用屏蔽RS485通讯电缆，高精度霍尔传感器采集的数据经过屏蔽RS485通讯电缆联接、将采集的电气数据传输给主控层，中间层是现场设备层与主控层之间的通讯桥梁。

2.3 监控层

监控层布置于AC230V、AC115V的单相负载回路的总进线开关柜的前柜门，采用嵌入式安装，配置高性能、高可靠性工业级芯片。多回路精细化管理系统系统安装在10寸人机界面触摸屏上，通过多回路精细化管理系统系统软件的人机界面和各种管理功能实现对整个平台的AC230V、AC115V的单相负载回路的实时监控和报表管理。

系统采典型的客户端—服务器架构，数据处理以数据库为中心，分分采集、显示、算法、对比、报表、报警等模块，系统依据海上平台的实际的多个AC230V、AC115V的单相负载回路进线配置，实现了一次电气主单线图的实时显示、单个负载回路的电采集及越限预警、顺序事件记录SOE、故障预警及报警、管理员及操作员的操作记录、日报表月报表年报表的查询、负荷趋势及历史曲线、用户权限管理等主要功能[3]。

3.结语

该海上平台通过配置多回路精细化管理系统进行集中显示和监控，极大的方便平台电气专业维护人员及时发现用电环节的运行情况及节能状况，按日、按月、按季、按年统计AC230V、AC115V的单相负载回路的用电及耗电量数据，还可以通过标准的Modbus TCP/IP通讯协议将关键用电数据传输给中控系统或第三方系统、亦可通过网络将关键用电数据传输给陆地远程操控中心，便于陆地办公室做整体调度。多回路精细化管理系统使得实现海上平台的配电环节的无人化管理系统成为现实，多回路精细化管理系统对AC230V、AC115V的单相负载回路的实时及历史运行数据和状态进行管理分析，便于海上平台电气专业人员及电工明确单相负载回路的运行状况，制定详细的、针对性的负载回路的设备维护计划，减少了人力投入，提高工作效率，从而降低整个海上平台的运营成本。