順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘要：本文介紹順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項目，采用安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)探測器，就地組網(wǎng)方式，通過現(xiàn)場總線通訊遠傳至后臺，從而實現(xiàn)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，完成對現(xiàn)場配電回路的實時漏電流的監(jiān)測。

關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B。

      安科瑞承接其順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，通過對其分布的5只ARCM200L型火災(zāi)探測器數(shù)據(jù)采集，完成在Acrel-6000/B主機的漏電數(shù)據(jù)的實時顯示、報警。

       Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報警、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場、酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理。

       Acrel-6000/B型電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備是Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設(shè)備通過RS485總線與多臺電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器相連，構(gòu)成集散式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài)。

       監(jiān)控設(shè)備能實時接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當出現(xiàn)剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備能發(fā)出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類型、故障位置等信息，具有數(shù)據(jù)存儲、查詢、報警、控制輸出等功能，并支持對探測器的遠程復位控制功能。

本設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、體積小，可靠性高、功能強，維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面友好直觀、易學易用。

  本設(shè)備符合國家標準

       GB14287.1-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》

       GB25506-2010   《消防控制室通用技術(shù)要求》

       GB50116-2013   《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

       剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通過阻燃屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機。

系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

       站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運情況。

       監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設(shè)備的正常運行。

       后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控中心。

       通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用阻燃屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊。

       現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200L型剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。ARCM200L型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災(zāi)的發(fā)生。產(chǎn)品采用微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合國家標準GB14287.1-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》的標準要求。

       現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災(zāi)事故發(fā)生。

4)項目組網(wǎng)情況

       本項目分布5只ARCM200L型火災(zāi)探測器，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，本項目共計鋪設(shè)通訊線纜2條，每條通訊線纜接入數(shù)量在10~20不等，通訊距離小于300米。

       監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

       當被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設(shè)備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

       通訊故障報警：當監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

       電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

       檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

       當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

       當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。

       通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進行遠程復位控制。

       為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

       額定工作電壓AC220V（85% ～ 110%）。

       備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時。

       24小時工作制。

       RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離。

       監(jiān)控設(shè)備最高可監(jiān)控512個監(jiān)控單元（探測器）；

       可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。

       剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）；

       溫度報警（超溫）：故障單元屬性（部位、類型）；

       電流故障（過流）：故障單元屬性（部位、類型）；

       監(jiān)控報警響應(yīng)時間： ≤10s；

       監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m；

       監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應(yīng)保持，直至手動復位；

       監(jiān)控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動。

       監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路；

       探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路；

       監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電；

       給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路；

       故障報警響應(yīng)時間：≤100s；

       監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m；

       監(jiān)控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應(yīng)保持至故障排除；

       故障報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；

       故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。

        報警控制輸出：1組常開無源觸點；容量：AC250V 3A或DC30V 3A.

        指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈；

        顯示屏檢查；

        音響器件檢查；

        自檢耗時 ≤60s 

       記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條；

       記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。

       日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢；

       監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設(shè)備自檢；

       系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、

       監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。

      工作場所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上；

      工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃；

      工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH；

      海拔高度：≤2500m。

      主控單元：工業(yè)級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統(tǒng)；

      輸入輸出：內(nèi)置公司開發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；

      聲光報警器：內(nèi)置喇叭、LED指示燈；

      備用電源： 2節(jié)12V/7.2Ah的免維護蓄電池. 

       Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備面板布置如圖1所示：

 圖1  監(jiān)控設(shè)備面板示意圖

      報警指示燈（紅色）：設(shè)備接收到探測器發(fā)出的報警信號時，報警指示燈常亮；

      故障指示燈（黃色）：當本系統(tǒng)發(fā)生故障時（如通訊故障、電源故障等），故障指示燈常亮；

      運行指示燈（綠色）：設(shè)備正常運行時，指示燈常亮；

      消音指示燈（綠色）：軟件消音時，指示燈常亮；

      復位按鈕（紅色）：對系統(tǒng)進行復位操作；

      微型打印機：用于打印實時報警、故障、事件信息。

       該系統(tǒng)自投運以來，運行良好，在預防電氣火災(zāi)方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶對產(chǎn)品和公司的認可與信賴。

      [1].任致程周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4