MEM50D智能儀表在電廠中的應(yīng)用

盧鵬 王恒壯 盛培峰 王瑞

摘要：電廠智能化系統(tǒng)是多學(xué)科相互交融的復(fù)雜系統(tǒng)工程，智能化儀器儀表在電廠中的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，對(duì)電廠智能儀表的研究與分析是電廠檢修工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。該文主要研究MEM50D儀表在發(fā)電廠中的應(yīng)用，以及相關(guān)缺陷的處理方法。

關(guān)鍵詞：MEM50D；智能儀表；缺陷；數(shù)據(jù)設(shè)置

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095—6487（2018）02—0037—03

0引言

徐州某電廠二期#3、#4機(jī)組，在其400 V廠用段及公用段的大部分開(kāi)關(guān)中，如400 V各段進(jìn)線電源開(kāi)關(guān)、各MCC電源開(kāi)關(guān)和大容量400 V電機(jī)開(kāi)關(guān)等使用的是上海通用電氣生產(chǎn)的M-PACT開(kāi)關(guān)。此開(kāi)關(guān)的主要特點(diǎn)有：體積小、重量輕、強(qiáng)大的安全性、保護(hù)功能全面以及操作簡(jiǎn)單等。但是此開(kāi)關(guān)在電能測(cè)量和管理以及電能質(zhì)量分析等方面存在功能短板。因此，與M-PACT開(kāi)關(guān)配合使用了MEM50D智能儀表后，400 V廠用段及公用段系統(tǒng)變得更加網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

1 MEM50智能儀表簡(jiǎn)介

MEM50智能儀表產(chǎn)自上海澳通（AGE）電氣有限公司，該公司引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，擁有多項(xiàng)產(chǎn)品專(zhuān)利，主要生產(chǎn)的IS（Integrated System）系列全集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)是以AGE的產(chǎn)品和技術(shù)為核心，采用先進(jìn)的控制技術(shù)、電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，集保護(hù)、測(cè)量、控制、監(jiān)控和通訊等多種功能于一體。系統(tǒng)具有開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、一體化和全集成的特點(diǎn)，為電力系統(tǒng)提供了一套完整的自動(dòng)化解決方案。

隨著電力系統(tǒng)及現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，為滿足電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站、工廠和民用電能測(cè)量和管理以及電能質(zhì)量分析的需要，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化智能開(kāi)關(guān)柜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和趨勢(shì)，AGE推出了新一代的MEM50系列智能型多功能電能管理測(cè)控儀表。

MEM50系列多功能儀表采用最現(xiàn)代的微處理器和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)而成。能夠測(cè)量三相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率和無(wú)功功率等基本電參數(shù)，并具有諧波分析、采樣錄波以及分時(shí)統(tǒng)計(jì)等功能。該儀表可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接到SCADA、PLC或DCS系統(tǒng)中去，配合智能開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)，具有開(kāi)關(guān)量和模擬量輸入輸出能力，除了可以通過(guò)上位機(jī)遙信遙測(cè)遙控外，還可以通過(guò)顯示儀表或上位機(jī)軟件對(duì)儀表進(jìn)行編程，定義開(kāi)關(guān)量連鎖輸出直接進(jìn)行控制。

2 MEM50智能儀表特點(diǎn)

2.1可編程I/O控制

MEM50是以電參數(shù)測(cè)量為主的儀表，同時(shí)它還具有豐富靈活的I/O功能，能夠處理開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)、0-20 mA/4-20 mA模擬量輸入信號(hào)和PT100溫度輸入信號(hào)，還能對(duì)I/O進(jìn)行靈活的邏輯編程控制，相當(dāng)于小型PLC功能，這使得它完全可以勝任作為分布RTU的要求，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控和計(jì)量于一體。

2.2多閥值參數(shù)報(bào)警

MEM50可對(duì)各種電參數(shù)越限和用戶自定義開(kāi)關(guān)變位實(shí)現(xiàn)報(bào)警輸出，如電流上限、電流上下限、電壓上下限、零序電流上限、有功無(wú)功功率上限、功率因數(shù)下限、頻率上下限和THD上限等電參數(shù)，閥值由用戶設(shè)定，輸出報(bào)警方式可為L(zhǎng)ED指示燈報(bào)警并顯示報(bào)警內(nèi)容。

2.3事件記錄（SOE）

MEM50可對(duì)I/O變化、電參數(shù)量和報(bào)警輸出作事件記錄，最大可記錄50條事件，時(shí)標(biāo)分辨率1 mS。

2.4靈活開(kāi)放的通信

MEM50可作為儀表單獨(dú)使用，取代傳統(tǒng)的模擬儀表，亦可作為電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）之前端元件，用以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制。支持CAN/DeviceNet、Modbus和DNP等多種開(kāi)放式總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同時(shí)提供OPC Server驅(qū)動(dòng)程序，除了直接連接國(guó)內(nèi)外各種SCADA軟件外，還可以實(shí)現(xiàn)儀表多項(xiàng)分析統(tǒng)計(jì)功能。

2.5廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合

MEM50可應(yīng)用在變配電自動(dòng)化、智慧型開(kāi)關(guān)盤(pán)柜、工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑、能源管理系統(tǒng)和大型UPS系統(tǒng)等場(chǎng)合。

2.6接線連接方式兼容可靠

智能化儀表的智能還體現(xiàn)在接線方式上，對(duì)于各種各樣的接線連接方式都可以兼容，從而使得電廠智能化儀表安裝更加便捷可靠。MEM50支持的多種接線方式，可以涵蓋幾乎所有的三相系統(tǒng)應(yīng)用，并且它還可以在單相系統(tǒng)中使用。

2.7安全性好、可靠性高

以高可靠性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而成的MEM50采用多種隔離及抗干擾措施，能夠可靠地在高干擾電力系統(tǒng)環(huán)境中運(yùn)行，其靜電放電試驗(yàn)、脈沖干擾試驗(yàn)、快速瞬變干擾試驗(yàn)、輻射電磁場(chǎng)能承受GB及IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的試驗(yàn)要求。

3 MEM50在實(shí)際開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用

3.1 MEM50D的作用

在二期400 V開(kāi)關(guān)實(shí)際應(yīng)用中，MEM50D的作用主要傾向于遠(yuǎn)方分合閘、上傳電流和開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，未使用其負(fù)載保護(hù)功能。所有的保護(hù)功能由M-PACT開(kāi)關(guān)提供。

3.2 MEM50D實(shí)際接線情況（見(jiàn)圖1）

3.3 MEM50D的通訊

（1）MEM50D的通訊使用Rs485接口，采用Modbus-RTU通訊協(xié)議。

（2）MEM50D一般在系統(tǒng)中作為從機(jī)，上位機(jī)可以是PC機(jī)、PLC和數(shù)據(jù)集中器等設(shè)備。

（3）在開(kāi)關(guān)中，MEM50D上傳數(shù)據(jù)是通過(guò)以下方式通訊的：MEMSOD→PTU→ECS→DCS。

4實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)缺陷及處理方法

MEMSOD雖然有著較高的安全性及可靠性，但在實(shí)際應(yīng)用中仍舊出現(xiàn)了一些缺陷。

4.1缺陷舉例

缺陷舉例1：#32開(kāi)式冷卻水泵運(yùn)行中，集控室DCS系統(tǒng)中電流顯示為0，見(jiàn)圖2。

缺陷舉例2：#3機(jī)汽機(jī)MCC2電源二，集控室DCS系統(tǒng)中顯示分閘狀態(tài)（綠色），開(kāi)關(guān)實(shí)際為合閘狀態(tài)（應(yīng)為紅色），見(jiàn)圖3。

4.2缺陷出現(xiàn)原因分析

MEM50D經(jīng)常由于通訊失敗或通訊干擾等原因，造成運(yùn)行電流及分合閘狀態(tài)無(wú)法上傳。另外MEM50D損壞或數(shù)據(jù)寫(xiě)入錯(cuò)誤也會(huì)導(dǎo)致上述缺陷出現(xiàn)。

4.3缺陷消除方法

缺陷消除方法1：短時(shí)拔下MEM50D上的通訊線再恢復(fù)（MEM50D通訊復(fù)位）。

缺陷消除方法2：短時(shí)拉掉MEM50D的電源空氣開(kāi)關(guān)QF3（MEM50D全面復(fù)位）。

缺陷消除方法3：更換新MEM50D，并重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)（方法1和2無(wú)效時(shí)）。

缺陷消除方法4：同一PTU下的MEM50D通訊線逐個(gè)拔下再恢復(fù)（方法1和2和3都無(wú)效時(shí)）。

4.4缺陷消除前后對(duì)比

缺陷1消除前后對(duì)比（見(jiàn)圖4、圖5）：缺陷2消除前后對(duì)比（見(jiàn)圖6、圖7）：

5結(jié)論

MEM50D智能儀表的功能較為強(qiáng)大，但是在二期機(jī)組的實(shí)際運(yùn)用中，僅使用了測(cè)量、上傳開(kāi)關(guān)狀態(tài)等功能。對(duì)于常見(jiàn)的部分缺陷，大多是由于MEM50D儀表故障或通訊異常造成的。掌握MEM50D的常見(jiàn)缺陷情況，將有助于開(kāi)展MEM50D的消缺及維護(hù)工作，避免400 V重要M-PACT開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常跳閘等情況，從而保障了電廠用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。