石化配电网及电气设备运行状态监测系统探

石化配电网及电气设备运行状态监测系统探

张奎茂

天津联维乙烯工程有限公司 天津 300271

摘要：　目前,对电气设备运行温度的检测方法主要是依赖人的感觉,测量的准确度不高,从而影响判断的正确性,特别是高压电气设备,运行人员巡视检查时必须保持一定的安全距离,再加上缺乏合适的检测仪器,不能及时发现故障隐患。因此,我们研制电气设备运行状态监测及智能诊断系统,采用红外测温技术对现场温度进行非接触测量,保证了对高电压、高温、高速部件测量的安全性。

1配电系统电气设备的技术现状

大型石油化工企业，炼化装置众多。公司下属的生产运行保障中心(以下简称“运保中心”)负责生产装置的供配电系统的运行、维修工作，运保中心下辖6个电气作业部。众多变(配)电所分布在各炼化装置内，呈现“电源相对集中，用电负荷相对集中和电动机数量众多”的特点。配电系统电气设备总体表现出技术装备落后、自动化程度低、缺乏在线监测手段等问题。为保证燕山石化的持续稳定生产，满足专业化管理的需要，迫切需要。提升配电调度自动化程度和管理水平，推广电气设备运行状态监测技术的应用。

2配电调度自动化系统规划及探讨

2.1系统方案

根据燕山石化运保中心配电系统的特点，运保中心配电系统调度自动化系统可以采用集控站自动化系统。包括：运保中心调度、各作业部调度、集控站、无人(或少人)值班变电所、0.4kV配电室多级结构。公司总调通过网关接入运保中心调度。

集控站自动化系统是电网调度自动化系统的中间层次，处于调度中心和无人值班变配电站之间，具有承上启下的作用；同时，集控站是变压运行和管理的区域中心，实现对所辖变配电站系统运行参数、各种电气设备状态的信息采集、监视及对设备的操作和控制等。作为若干6kV变电所和0.38kV配电室的信息汇集点，需要将调度关心的部分信息送到调度中心，同时它接受并执行调度中心的控制和操作命令。集控站自动化系统中各个部分的功能和职责非常明确，集控站处理所辖区域电网运行参数和相关变电站全部信息，能够监视绝大部分现阶段需有人值班变电所所能反映的信息，从而为无人值班或少人值守改造创造技术基础条件。

集控站按照集中监控、下级站无人值班(或少人值守作为过渡)模式建设，一个集控站管辖多个6kV变电所和0.38kV配电室，集控站设操作班。方案采用分层分布式结构，应用直采直送和分层转发相结合的数据传输方式、开放式的组态工具、操作告警视频联动、遥控闭锁等技术手段，以及双电源、双主机冗余配置的嵌入式通信管理机、跨平台监控软件、配置灵活的大容量测控装置等高性能设备，使得系统具有良好的实时性、可靠性、操作安全性和可维护性。运保中心调度配置一套调度自动化主站系统，负责对运保中心配电系统进行监视、分析、调度和管理。作业部调度配置调度/集控自动化系统，负责对作业部配电系统进行监视、分析、调度和管理。

集控站所辖的变配电所配置变电所综合自动化系统和远动通信管理机，负责本变电所和所辖低压配电室设备监视、控制、管理和数据的远传。系统采用直采直送和分层转发相结合的方式，变电所远动通信管理机直接向各集控站传送数据。

2.2系统功能组成

系统功能包括集控自动化系统(调度、监控)功能、防误功能、遥视功能。

(1)集控自动化系统和防误系统之间：自动化系统向防误系统传送遥信遥测实时数据，自动化系统遥控前需要向防误系统申请遥控设备的解锁操作，符合防误逻辑，遥控命令才可以执行。

(2)自动化系统和遥视系统之间：当自动化系统进行遥控操作时，可以同时向遥视系统发出视频联动指令，让遥视系统前端摄像头切换到指定的监视区域。遥视系统可以向自动化系统传送前端视频信息，作为自动化系统遥控前后的场景信息参考。(3)防误系统和遥视系统之间：防误系统进行模拟操作时可以向遥视系统发出视频联动指令，让遥视系统前端摄像头切换到指定的监视区域。遥视系统可以向防误系统传送前端视频信息，作为防误系统模拟操作的场景信息参考。2.3集控站设置原则综合考虑变配电设备的地理分布、优化运行操作班组布点以及电气设备台数、调度监控信息量等因素，各作业部设置集控站的原则为：(1)分区监控、集中监控；(2)下级站无人值班，可设置少人值班作为过渡方案；(3)每个集控站监控一般不超过10个6kV及以上配电室；(4)集控站设操作班，操作班负责生产装置的巡检。据此，电气一部设立7个集控站，电气二部设立5个集控站，电仪三部设立2个集控站，电仪四部、电仪五部、电仪六部设1个集控站。电气一部、电气二部、电仪三部设作业部调度。调度自动化系统分为3级，即：作业部调度、集控站、石化装置变配电所。电仪四部、电仪五部、电气六部作业部调度站即是集控站，调度自动化系统分为2级，所辖各变电所由该作业部调度直接管辖。

2.4集控站系统主要功能

集控站系统主要功能如下：

(1)监视功能。对所辖6kV及以上变电所的各线路的电压、电流、有功、无功、功率因数、谐波进行监视；对开关、小车、地刀等位置信息进行监视；对UPS、直流电源、变频器、软起动等设备运行情况能够进行监视；对变压器、电动机温度进行监视。

(2)控制功能。对6kV及以上变电所除电动机回路之外的开关进行遥控，低压配电室控制进线和分段开关。(3)报警功能。位置信号变化报警；保护装置预告及事故告警；遥测越限告警监视。

(3)报警功能。位置信号变化报警；保护装置预告及事故告警；遥测越限告警监视。

(4)校时功能。通过GPS对子站设备进行校时。

(5)管理功能。报表、事件检索、设备参数等管理功能。

2.5中心调度系统主要功能

中心调度系统主要功能如下：

(1)监视、控制、报警、对时、管理功能等，同集控站相应功能设置。

(2)除具有集控站功能外，增加多个分析功能的应用系统，例如能源管理系统(EMS)、电能量计量系统(Electricenergymeteringsystem)、配电管理系统(DMS)等。每个系统中可以包括多个应用，例如EMS包括SCADA、网络分析和调度员培训(DTS)等应用，DMS包括馈线自动化(FA)、地理信息系统(GIS)和负荷监控与管理(LCM)、静态安全分析等。

2.6防误系统

运保中心调度的监控系统不对站端设备直接进行控制，所以该层不配置防误系统。根据规范和文件要求，各作业部集控站及无人值班的6kV配电室配置集控防误系统，满足对整个石化供配电系统就地和远方的安全操作要求，实现对各个变电站的防误操作闭锁功能。集控站防误系统由调度子站的防误工作站、操作票系统、集控模拟屏、电脑钥匙及安装在现场的各种防误锁具组成。

防误闭锁的主要对象是：6kV及以上电压等级的进线开关、分段开关、馈线开关.变压器开关、电容器开关等。

2.7遥视系统

在运保中心调度、作业部调度/集控站、集控站及6kV配电室/低压配电室安装遥视系统，实现对整个运保中心供配电系统的视频监控功能，满足对生产安全监视的要求。

集控站遥视系统的组成：集控站的视频工作站、视频服务器、摄像机、变电站/低压配电室的各种摄像机以及网络传输设备等。

集控站可对各受控站断路器的遥控操作进行视频监视，还可实时监视操作前后现场设备情况。在发生事故时，遥视自动启停录像设备，实现事故时图像的自动记忆，捕捉现场发生事故过程的相关记录，以获得分析事故所需的宝贵资料。遥视子系统可以同防火保安等设备相联系，并设有报警联动功能，真正实现变电站的无人值班。

2.8变电所改造方案

对于已拥有比较完整的综保自动化系统的6kV配电室(具备数据远传功能)，只需配置配电室到集控站的光纤通信设备即可。

对于有综保装置(综保装置具备联网功能)，但未安装站端的远动通信装置的6kV配电室，需要配置1台或多台通信远动装置。配置数量可以按1台通信机8~24个RS-485口，每个RS-485接入8台综保装置来计算。对于有综保装置，但综保装置不具备通信功能的6kV配电室，采用更新综保继电器方案。对于开关柜仍使用传统保护继电器的6kV配电室，必须分阶段进行开关柜整体更新。

结束语：

采用配电调度自动化系统和电气设备运行状态监测等技术手段，提高配电系统的自动化程度和管理水平，及时发现设备的异常征兆、对故障进行诊断分析，并采取相应措施，把故障损失降低到最低水平，进而将目前实行的设备定期检修制过渡到更为合理的状态检修制，以实现整个配电系统的安全、稳定、经济运行，具有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 李勇. 石化配电网及电气设备运行状态监测系统[J]. 自动化应用,2010(1):52-55.