摘要：主要介紹集中供熱系統中無人值守熱力站低壓配電室自動監測系統的設計。隨著集中供熱系統的發展，集中供熱熱力站自動化程度越來越高，但是無人值守熱力站的高低壓配電室的安全卻容易被忽略。低壓配電室的監測系統關系到無人值守熱力站各個生產現場配電設備和自動化設備能否正常運轉。就集中供熱系統中無人值守熱力站低壓配電室動力柜、變頻器、自控柜的自動監測設計進行介紹。

關鍵詞：配電室；監測系統；無人值守熱力站；自動化設備

集中供熱發展到今天，整個熱網的自動化監測程度越來越高。熱力站無人值守已經在很多城市的集中供熱系統中得以實現，山西省太原市熱力公司東山分公司的無人值守熱力站現運行*依靠電力作為動力來源，為此，配電系統的安全、穩定運行就顯得尤為重要。

但是，目公司的無人值守熱力站配電室環境較差，配電系統自動化程度低、監測系統不完備、對設備運行情況掌握不及時等缺點尤為突出。以下就山西省太原市熱力公司東山分公司無人值守熱力站配電室監測系統的設計進行闡述。

1無人值守熱力站低壓配電室基本情況

對山西省太原市熱力公司東山分公司而言，每個熱力站都設計有單獨的配電室，配電室內的重要設備如下：①低壓動力配電柜。配電柜內設有照明空氣開關、控制補水泵的空氣開關及熱繼電器、自動軟水器空氣開關、循環泵變頻器空氣開關、自控柜空氣開關等各個用電設備的空氣開關。②循環泵及補水泵變頻柜，內有控制補水泵及循環泵的變頻器。③自控柜，內有熱力站可編程觸摸屏控制器、UPS、視頻監控用的硬盤錄像機以及通訊設備等。自控柜內的設備負責無人值守熱力站所有一二次網溫度、壓力、流量、循環泵運行頻率的采集，以及電動調節閥和補水泵的控制。

由上可知，配電室內的設備是保證整個無人值守熱力站運行、數據傳輸以及整個熱網平衡調節的重要中樞，因此，配電室的設備監測是非常重要的。

2無人值守熱力站低壓配電室運行情況

山西省太原市熱力公司東山分公司負責集中供熱的面積隨著城市建筑物的增多而增大，熱力站的數量也出現井噴式增長，熱力站由剛開始的50余座增加至將近200座。2016年年底，除新建站外，所有的熱力站進行了無人值守改造。在供暖季期進行運行準備時，電工需要逐站手動為各個設備上電，由于站點數量多，工作人員并沒有增加，造成工作效率低下。運行過程中容易出現以下2個問題：①配電室設備在無人值守的情況下出現異常，例如變頻器溫度過高、電流偏大時，不能及時發現處理，極易對設備安全運行造成不良影響；②當設備出現故障而停機時，無人值守熱力站內沒有工作人員，無法及時判斷故障，造成維修人員準備不充分，需要反復往駐地去拿工具零件，延誤搶修時機。

3無人值守熱力站配電監測系統的設計

對于上述問題，可以通過建立配電室在線監測數據平臺的方法解決。通過建立配電室內各個電氣設備的監測平臺，并加裝一些設備，將主要數據同無人值守站內數據一同發送到中控室，讓調度人員對站內設備進行實時監控。由于整個熱網無人值守系統已經在站內擁有PLC（可編程邏輯控制器），在中控上位擁有組態軟件，因此我們只需在原有站內基礎上加裝模塊和傳感器，在中控室上位系統上通過改變畫面增加點位，就可以實現遠程監控，具體如下。

3.1在原有的自控柜內加裝PLC模塊

在各個無人值守熱力站內原有的自控柜內加裝PLC模塊，這樣不僅可以節省開支，還可以將需要監測的數據一起傳輸回中控室，便于統一檢測，減少工程量。主要的數據采集和控制方法如下：①數據采集。需要采集的數據包括變壓器溫度、電機后軸溫度、母線相電壓、母線電流、熱繼電器通斷狀態、接觸器通斷狀態、開關狀態、變頻器頻率、變頻器電流、變頻器運行狀態、斷路器開關狀態。②控制方法。通過PLC控制軟件預設設備正常、報警參數，并與實際采集參數進行比對，如遇異常，立即報警、降頻、斷電、停機。

3.2對各個監測設備加裝傳感器

在配電室內對各個監測設備加裝傳感器，以滿足監測的需求。比如在變頻器上加裝溫度傳感器，以監測其運行的溫度是否正常；將柜內普通斷路器改裝成智能型萬能斷路器，可以實現遠程可控開關、線路故障自診斷、安全自動斷電等。

3.3加裝濕度和溫度傳感器

在配電室內加裝濕度和溫度傳感器，用來監測配電室內的環境，以保證室內設備的正常運行。一旦出現異常，則可以在遠程監測中心實現報警。

3.4對相關設備進行數據采集、啟停控制等

對各個配電室內的高低壓配電柜、變頻器、自控柜、萬能斷路器等設備進行數據采集、啟停控制、異常報警，PLC可以將采集到的數據實時傳輸回中控室。同時，要在中控室監測系統內對畫面進行修改，增加熱力站內配電室實時畫面監測，實現數據采集、故障報警遠程操作，這樣整個無人值守系統就加完善。數據根據信號類型的不同，由PLC選用相應的輸入模塊采集，而后由輸出模塊實時控制。各站點PLC聯網組成上位機監控系統，形成對全網設備的綜合管理。無人值守熱力站配電監測系統結構如圖1所示。

圖1無人值守熱力站配電監測系統結構

4安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監控系統介紹及選型

4.1產品簡介

配電室綜合監控是整個電能管理系統中的一個重要環節。目，配電室一般都采取無人值守，定時巡查制度，這樣既浪費人力物力也無法做到對配電室的環境和安全實時監控。而配電室的環境穩定可靠對變壓器等設備的正常運行至關重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發了安科瑞配電室綜合監控系統，實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，實現動力環境化，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。

4.2應用場所

變電所、配電室、機房、箱變。

4.3系統模塊

配電室綜合監控系統以智能控制為核心，通過物聯網技術的集成應用，實現配電室內環境的全天候狀態監視和智能控制。以網絡通信為核心，完成站端視頻、環境數據以及安全防范等數據的采集和監控。

系統把環境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監控等所有監控量在系統主界面上進行一體化顯示和控制，避免各系統孤立顯示和控制。系統監控可提供視頻監控和圖表監控兩種監控模式。

4.4系統功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。

4.4.2實時監測

安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.4.3數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數據。

4.4.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.4.5運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.4.6實時告警

安科瑞智能配電室綜合監控系統具有實時告警功能，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出告警。告警如右圖所示：

4.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

4.4.8用戶權限管理

為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

4.4.9網絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

4.5 Acrel-2000E/B配電室綜合監控選型配置表

5無人值守熱力站配電室實時監測的意義

無人值守熱力站配電室實時監測意義有：①降低工作人員的工作強度，可以對配電室內的設備進行遠程分合閘，減少熱力站巡查人員的工作量，節約生產運行成本。②實時監測配電系統運行情況，能夠快速判斷出配電室設備異常，并對異常情況及時進行有針對性的處理。③借助于監測系統的判斷，調度可以及時派出專業性維修人員，不再*依賴熱力站巡查人員口述，耽誤判斷具體問題。④一旦站內設備或站內環境出現險情，可以實現遠程自動斷電，將熱力站損失降低。⑤通過設計此監測系統，可以對配電室內設備參數進行實時監測、事故異常報警、統計報表的整理和打印，便于分析故障。采用配電室監控系統，可以保障配電室的正常運行，為整個熱力站的安全、穩定運行提供了保障。

參考文獻

• 李善化.集中供熱設計手冊［M］.北京：中國電力出版社，1996.
• 聶夏洪.無人值守熱力站配電監測系統的設計方案.
• 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統.2020.04月版
• 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06月版.