張士全  徐海艷

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定，201801

摘 要：介紹了石化行業(yè)火災危險環(huán)境的特點(diǎn)，闡明了消防設備電源監控系統以及電氣火災監控系統在石化行業(yè)供配電系統中的必要性及功能實(shí)現。

關(guān)鍵詞：火災危險環(huán)境；電氣安全；電氣火災監控系統；消防設備電源監控

    不*統計全在冊的石油化工企業(yè)已有數萬(wàn)家，經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活質(zhì)量的提升以及建設的進(jìn)步都離不開(kāi)石化行業(yè)所做的貢獻。然而就其本身而言也存在著(zhù)眾多的安全隱患，石化行業(yè)生產(chǎn)工藝復雜，其挖掘、加工、處理及運儲過(guò)程中不可避免的會(huì )存在火災危險物質(zhì)，而其工藝設備及生產(chǎn)管線(xiàn)也會(huì )因靜電而產(chǎn)生火花，容易引發(fā)爆炸的空氣混合物以及危險物質(zhì)遇到高溫、靜電火花，都有可能引發(fā)火災及爆炸事故?；谝陨檄h(huán)境條件，石化行業(yè)屬于易引發(fā)電氣火災的環(huán)境，在電氣安全方面相較于其他行業(yè)有著(zhù)更高的要求。

    對于特殊供電要求的負荷的詮釋為：正常工作電源因故障自行中斷或者被人為的切斷時(shí)，為保證企業(yè)的安全可靠運行而停產(chǎn)，以防現場(chǎng)引發(fā)電氣爆炸或火災進(jìn)一步蔓延，人員中毒及人員的傷亡等事故，防止事故擴大，為搶救及撤離人員，而保證正常供電的負荷。石化企業(yè)特殊供電的負荷為：通信系統、現場(chǎng)火災報警設備、必要的事故照明、消防系統中的用電負荷。

    我司就化工企業(yè)電氣防火技術(shù)措施提出兩方面解決方案：①設置電氣火災監控系統；②加強對消防電源負荷的監控。

1、設置電氣火災監控系統

    Acrel-6000電氣火災監控系統是我司自主研發(fā)，符合標準（《電氣火災監控系統 1部分：電氣火災監控設備》）的產(chǎn)品，其主要組成部分是ARCM電氣火災監控探測器、間隔層、計算機監控系統三個(gè)部分。系統主要作用是實(shí)時(shí)探測被保護線(xiàn)路中剩余電流、溫度等易引發(fā)火災的危險參數的變化情況,當保護線(xiàn)路中的被探測參數超過(guò)預設報警值時(shí)，系統能發(fā)出報警信號、控制信號并指示線(xiàn)路報警部位，使管理者有效的控制引發(fā)電氣火災的因素。

   1.1 系統結構

    系統整體架構采用分層分布式結構，主要由站控管理層、間隔層和現場(chǎng)設備層組成。

     •ARCM100-監控探測器

    ARCM系列監控探測器可測量三相電流、電壓、功率、功率因數；計量四象限電能、基波電能、視在電能；單回路剩余電流的測量和溫度的監測；具有多路繼電器輸出，支持消防聯(lián)動(dòng)的功能，采用RS485通訊接口。適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

    1.2 系統功能

    Acrel-6000監控系統主要有以下六個(gè)功能：監控報警、故障報警、控制輸出、自檢、報警記錄及操作分級。上位機軟件Acrel-6000電氣火災系統主要有以下功能特點(diǎn)：友好的人機界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現場(chǎng)設備的剩余電流數據和溫度，并有報警提示聲光報警等功能?？筛鶕?shí)際需要對報警溫度值、漏電流值進(jìn)行設置，報警故障解除時(shí)，可遠方進(jìn)行復位。統可對報警事件、日期、報警值、越線(xiàn)值進(jìn)行記錄，并生成報表并可打印。系統提供了多級管理權措施，對不同級別的用戶(hù)賦以不同權限，從而保證系統在運行過(guò)程中的安全性和可靠性。

    1）現場(chǎng)數據采集和報警

    現場(chǎng)ARCM系列監控探測器將現場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數據通過(guò)監控系統上傳到如圖所示的系統界面。當探測器監測到對應回路的剩余電流值大于預設報警值，界面中的對應報警單元狀態(tài)顏色發(fā)生變化，有助于提醒現場(chǎng)人員對報警信息進(jìn)行處理判斷。

    2）故障顯示

    動(dòng)態(tài)模擬主接線(xiàn)圖顯示各回路的漏電狀態(tài)及分合狀態(tài)?，F場(chǎng)或控制室實(shí)現聲光報警，界面自動(dòng)跳出漏電報警的提示信息窗口，指示漏電報警的具體位置或回路。

    3）故障及報警記錄

   監控軟件自動(dòng)生成事件記錄（包含時(shí)間、地址、報警類(lèi)型等）存儲于監控主機的硬盤(pán)中，方便運行人員查詢(xún)。

2、加強對消防電源負荷監控

    消防安全很大程度取決于消防設備的好壞，二消防設備是否正常工作又取決于供電設備的供電電源的工作狀態(tài)，若沒(méi)有可靠的消防設備電源，關(guān)鍵時(shí)刻，消防設備形同虛設，因此確保消防設備的正常工作，能在火災情況下為人員疏散和營(yíng)救起到積極作用。

    AFPM系列消防設備電源監控系統依據標準《消防設備電源監控系統》，消防設備電源監控系統監控主機安裝在消防控制室，能夠對消防設備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控，通過(guò)檢測消防設備電源的電壓、電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設備電源信息，從而判斷電源設備是否有斷路、短路、過(guò)電壓、欠電壓、缺相、錯相以及過(guò)流（過(guò)載）等故障信息并報警、記錄的監控系統。此系統具有可靠性、實(shí)時(shí)性、數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化和連續監控的特性。實(shí)時(shí)反映出被監控設備電源的狀況，并集中顯示。石化企業(yè)內的消防用電設備包括：消防水泵、應急照明燈和疏散指示燈、火災報警系統及聯(lián)動(dòng)控制系統、消防用電動(dòng)閥等消防設備。

    系統由AFPM100監控探測器、中繼器、AFPM系列電源監控模塊和傳輸線(xiàn)纜組成。

    監控主機采用集中式、模塊化設計，配接監控模塊，對所監測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數進(jìn)行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶(hù)進(jìn)行管理和監控；通過(guò)人機交互界面，將消防設備電源的數據匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等多項功能。網(wǎng)絡(luò )大通信距離一般不超過(guò)500m。

   2.1 AFPM100監控探測器

    采用24小時(shí)工作制，Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線(xiàn)方式，傳輸距離1km（可通過(guò)中繼器延長(cháng)通信傳輸距離）。并且為增強電源可靠性，在主電源（AC220V 50Hz（允許85%~110%范圍內變化））低電壓或停電時(shí)，增設備用電源可維持監控設備工作時(shí)間≥8h。探測器可同時(shí)為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源。

   其特點(diǎn)如下：

*  監控容量：≤128點(diǎn)

*  顯示方式：320*240點(diǎn)陣液晶

*  輸入輸出模塊：內置遠程I/O模塊

*  聲光報警模塊：內置喇叭，蜂鳴器，LED指示燈

  2.2  電源監控模塊

    監控模塊用于在現場(chǎng)對各種消防設備的電源及設備運行狀態(tài)實(shí)時(shí)監測并進(jìn)行信息采集，具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流（具有電流檢測產(chǎn)品）、缺相（三相模塊）、錯相（三相模塊）報警，并具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時(shí)間、類(lèi)型、參數，根據報警記錄可以分析現場(chǎng)情況，為故障提供依據；通過(guò)RS485接口，標準Modbus協(xié)議可以與各種標準系統相連，具有集成度高、網(wǎng)絡(luò )化、智能化程度高、動(dòng)作特性合理等點(diǎn)。實(shí)際應用中可根據現場(chǎng)實(shí)際應用需求選擇功能不同的監控模塊。

    監控模塊分為三大類(lèi)：

    AFPM1表示單相電源監控模塊，可監測電源的交/直流電壓、電流；

    AFPM3表示三相電源監控模塊，用于監測電源的交/直流電壓、電流；

    AFPM5為開(kāi)入開(kāi)出監控模塊，可監測開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并可以連接報警控制回路。

    模塊采用標準模塊化設計，導軌安裝，方便現場(chǎng)使用。采用高性能單片機嵌入數據采集和通信程序，實(shí)現可靠的數據采集和傳輸。在各區域根據消防設備的性質(zhì)和用途設置傳感監控模塊，負責監視相應區域消防設備的電源信息。監控模塊之間采用RS485通信網(wǎng)絡(luò )連接。

    2.3 中繼器。

    中繼器適用于監控主機和現場(chǎng)監控模塊距離較遠的系統，當傳輸距離超過(guò)500m時(shí)，采用中繼器擴展，每個(gè)中繼器可管理32個(gè)監控模塊。中繼器不但可以增加系統的通信距離，而且可以為連接的現場(chǎng)監控模塊供電，解決由于距離遠而產(chǎn)生的通信信號和電源輸出的衰減。中繼器通過(guò)通信總線(xiàn)將連接的現場(chǎng)監控模塊及中繼器的電源信息傳送到監控主機。

    本文針對石油化工行業(yè)電氣安全的特殊需求，介紹了安科瑞電氣股份有限公司憑借其的研發(fā)實(shí)力、的售前售后服務(wù)為石化企業(yè)提供配電系統的消防設備電源監控、電氣火災監控產(chǎn)品和解決方案，以滿(mǎn)足建筑物電氣防火和早期報警的要求，達到遏制電氣火災的目的，為石化企業(yè)的電氣安全保駕護航。

3、 公司簡(jiǎn)介

    安科瑞電氣股份有限公司[股票代碼:300286.S]是一家為智能電網(wǎng)用戶(hù)端提供智能電力監控、電能管理、電氣安全等系統性解決方案的少數幾家企業(yè)。

    公司自2003年6月成立以來(lái)，專(zhuān)注于用戶(hù)端智能電力儀表的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，產(chǎn)品線(xiàn)涵蓋了智能電網(wǎng)用戶(hù)端的低壓電力信號采集、測量、計量、監控、保護及系統集成，主要有網(wǎng)絡(luò )電力儀表、智能馬達控制器、導軌式安裝電能表、電量傳感器、光伏匯流箱、有源濾波器、醫療潔凈電源柜等產(chǎn)品以及智能電力監控與電能管理、建筑能耗分析管理、電氣火災監控、數據中心用電監控、光伏電站監控、igBee（物聯(lián)網(wǎng)）無(wú)線(xiàn)電能管理等系統方案。

    公司擁有嘉定區級技術(shù)中心，是企業(yè)和軟件企業(yè)。先后參與GB/T22264-2008《安裝式數字電測量?jì)x表》、JB/T10736-2007《低壓電動(dòng)機保護器》、GB/T15576-2008《低壓成套無(wú)功補償裝置》、GB/T22387-2008《剩余電流動(dòng)作繼電器》等多項電力儀表標和行標的起草或編制。截止到2011年12月，公司擁有100余項和70余項計算機軟件著(zhù)作權；ACR網(wǎng)絡(luò )電力儀表列為新產(chǎn)品，公司被上海經(jīng)信委列為智能電網(wǎng)企業(yè)。

    2007年，公司在江蘇江陰的生產(chǎn)基地建成投產(chǎn)，一期工廠(chǎng)廠(chǎng)房面積10000平方米，是智能電力儀表行業(yè)中采用無(wú)鉛化SMT生產(chǎn)工藝的企業(yè)，為公司產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規?；瘜?shí)施提供了保障。2010年3月，公司技改，將車(chē)間進(jìn)行防靜電改造，使生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)一步提升，同時(shí)，在生產(chǎn)上引進(jìn)MES管理系統，每道工序都進(jìn)行條形碼掃描，使整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)度和過(guò)程都得到了控制?；緦?shí)現了無(wú)紙化管理，節約了生產(chǎn)成本，提高了管理效率。

    安科瑞商標和產(chǎn)品先后被評為上海市商標和產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應用于上海世博工程、廣州亞運會(huì )工程、援哥斯達黎加體育場(chǎng)工程、京津高鐵電力監控、敦煌10MW光伏示范電站、銀行浦東數據中心、印度50萬(wàn)噸焦化等外重大項目中，贏(yíng)得了較好的市場(chǎng)聲譽(yù)。

參考文獻：

【1】HG/T20664-1999《化工企業(yè)供電設計技術(shù)規定》.

【2】安科瑞電氣股份有限公司系統解決方案.2013.1版.

【3】淺析電氣火災監控系統的設計及注意事項  崔玉軍，徐玉山，裴善勇

文章來(lái)源：《電氣技術(shù)》 2014年 1期