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安科瑞王丹丹acrel2021
【摘要】：隨著水廠水質管理技術和管理水平的提升，達到了在線監測係統通過監測數據的反饋，及時發現問題，快速處理事故，優(you) 化了水資源的利用率，提高了供水係統的穩定性和安全性，從(cong) 而有效地提高供水安全，為(wei) 水廠工藝調整提供保障。
【關(guan) 鍵詞】：在線監測設備；水質管理平台；研究
1.水廠在線水質自動監測係統的管理模式
現通過舉(ju) 例烏(wu) 魯木齊市紅雁池水廠中在線水質自動監測係統的應用，來說明在線水質自動監測係統在水質管理中的作用。烏(wu) 魯木齊市紅雁池水廠是烏(wu) 魯木齊烏(wu) 拉泊水庫供水，將水送到水廠，水處理合格後，再輸送給用戶。該水廠分為(wei) 東(dong) 廠區和西廠區，目前供水量為(wei) 17萬(wan) 立方，可供51萬(wan) 戶居民日常用水。
本水廠中在線水質監測是由在線監測設備（濁度計、PH計、餘(yu) 氯分析儀(yi) 、氨氮在線監測儀(yi) 、電導率儀(yi) 、溶解氧測定儀(yi) 、出水顆粒儀(yi) 等監測設備）為(wei) 主，通過相關(guan) 的專(zhuan) 用分析軟件、網絡，將水樣采集、水樣預處理、水樣測量、數據處理的過程動態監測，形成數據後發送至水質管理平台，為(wei) 有效保障水廠生產(chan) 、工藝調節提供可靠保障。
2.水廠水質管理中在線水質監測係統的應用
2.1在線水質監測係統的構成
在線水質監測係統主要是由在線監測設備、遠程監測控製器、數據傳(chuan) 輸、水質管理平台組成。在線監測係統分為(wei) 采樣模塊、配水模塊、分析模塊和控製模塊四大模塊，係統的主要功能就是自動完成樣品的采集、分析以及數據的采集和傳(chuan) 輸任務。整個(ge) 係統啟動後，就會(hui) 按係統設定的程序自動開始采集水樣、分析水樣，然後監測數據由數據采集傳(chuan) 輸傳(chuan) 到水質管理平台的服務器並保存在係統數據庫。
2.2在線監測係統的管理
紅雁池水廠在線檢測係統中在線設備數量較多，在原水、澄清池、濾後水、出水等主要環節均安裝有在線監測設備，並將監測數據實時傳(chuan) 送至水質管理平台，水質監測中心管理本水廠水質管理工程平台，通過實驗室數據檢測與(yu) 在線設備監測數據比對，確定在線監測設備的穩定性。該廠在線監測設備為(wei) 安科瑞生產(chan) 的網絡電力儀(yi) 表APM520、智能操控裝置ASD500、0.4kV電流互感器AKH-0.66、智能網關(guan) Anet係列等。
2.2.1遠程監測控製器
本水廠中，采用安科瑞Anet係列遠程在線監測傳(chuan) 輸終端設備，該設備支持接收上級主站係統下達的命令，並轉發給目標區域內(nei) 的智能係列單元，完成對廠站內(nei) 各開關(guan) 設備的分合閘遠程控製或裝置的參數整定，實現遙控和遙調功能，以達到遠動輸出調度命令的目標。
2.2.2網絡電力儀(yi) 表
水體(ti) 的濁度主要來源於(yu) 上遊水源中的原水，水在流動過程中帶動水底泥沙會(hui) 增加水體(ti) 的濁度。在本水廠中，在線監測係統的且全部為(wei) 安科瑞製造，APM5係列網絡電力儀(yi) 表（以下簡稱儀(yi) 表）按IEC國際標準設計，具有全電量測量、電能統計、電能質量分析（包括諧波、間諧波、閃變）、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、衝(chong) 擊電流等記錄)、事件記錄功能及網絡通訊等功能，主要用於(yu) 電網供電質量的綜合監控。該係列儀(yi) 表配有功能豐(feng) 富的DI/DO模塊、AO模塊、無線通訊模塊、漏電測溫模塊，可以靈活實現電氣回路全電量測量及開關(guan) 狀態監控。
2.2.3智能操控裝置
本水廠具有每天產(chan) 出17萬(wan) 方水的供水能力，水廠運用在線設備對水廠水質中ＰＨ指標進行控製。在本水廠中共計５台，且全部為(wei) 安科瑞製造，ASD係列開關(guan) 櫃綜合測控裝置用於(yu) 3~35kV戶內(nei) 開關(guan) 櫃，適用於(yu) 中置櫃、手車櫃、固定櫃、環網櫃等多種開關(guan) 櫃。具有一次回路模擬圖及開關(guan) 狀態指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控製，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節點無線測溫，人體(ti) 感應自動照明，語音提示，電參數測量及RS485通訊接口等眾(zhong) 多功能，集操作、顯示於(yu) 一體(ti) ，這些功能的具備保障了ＰＨ計的使用簡單、便捷，使傳(chuan) 送到水質管理平台的數據真實、可靠，達到及時調整工藝的目的。
2.2.4電流互感器
根據本水廠的生產(chan) 狀況，選用安科瑞互感器配套網絡電力儀(yi) 表，產(chan) 品翻蓋式設計，外形美觀，接線方便。翻蓋材料選用透明聚碳酸酯，能清楚看到二次引線接線情況。立式方孔型，可穿越1-3根匯流排，不但具有Ⅰ、Ⅱ型的特點，而且可作供電係統計量電能用，以及可與(yu) 電流繼電器配套作保護用。
2.2.5水質管理平台
水質監測中心作為(wei) 製水廠水質數據管理部門，管理該水質管理工程平台，通過實驗室數據檢測與(yu) 在線設備監測數據比對，確定在線監測設備的穩定性。水質管理平台是在線監測係統的數據集中反饋、集合的中心層麵，在線水質監測係統中水質管理平台是由２台監控電腦、數據控製軟件、數據庫服務器、現場控製單元ＥＣＵ、ＰＬＣ控製站等組成，通過多連接途徑的傳(chuan) 輸係統，對供水生產(chan) 工藝，水質變化情況進行控製。水質管理平台具有調節液位、壓力、流量、流速等參數，故障判斷、報警等功能。水質管理平台通過計算機網絡技術能夠得到有效可靠的數據，實現了在線實時監測、監控和網絡化管理。
3.AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平台
3.1平台概述
安科瑞電氣具備從(cong) 終端感知、邊緣計算到能效管理平台的產(chan) 品生態體(ti) 係，AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平台通過在汙水廠源、網、荷、儲(chu) 、充的各個(ge) 關(guan) 鍵節點安裝保護、監測、分析、治理裝置，用於(yu) 監測汙水廠能耗總量和能耗強度，監測主要用能設備能效，保護汙水廠運行安全可靠，提高汙水廠能效，為(wei) 汙水處理的能效管理提供科學、精細的解決(jue) 方案。
3.2平台組成
AcrelEMS智慧水務綜合能效管理係統由變電站綜合自動化係統、電力監控及能效管理係統組成，涵蓋了水務中壓變配電係統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控製、設備運維等，貫穿水務能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平台、一個(ge) APP實時了解水務配電係統運行狀況，並且根據權限可以適用於(yu) 水務後勤部門管理需要。
3.3平台拓撲圖
3.4平台子係統
3.4.1變電站綜合自動化係統及電力監控
對水務配電係統中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現遙測、遙信、遙控、遙調等功能，對異常情況及時預警。
監測變壓器、水泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。
3.4.2電能質量監測與(yu) 治理
水務中大量的大功率電機、水泵變頻啟動導致配電係統中存在大量諧波，通過監測其配電係統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析其電能質量，並配置對應的電能質量治理措施提高供電電能質量。
3.4.3電動機管理
馬達監控實現水務中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監測和報警。準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點、及相關(guan) 信息，對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持與(yu) PLC、軟啟、變頻器等配合，實現電動機自動或遠程控製，監視、控製各個(ge) 工藝設備,保障正常生產(chan) 。
3.4.4能耗管理
為(wei) 水務搭建計量體(ti) 係，顯示水務的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。
將所有有關(guan) 能源的參數集中在一個(ge) 看板中，從(cong) 多個(ge) 維度對比分析，實現各個(ge) 工藝環節的能耗對比，幫助領導掌控整個(ge) 工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。
能耗數據統計采集水務中汙水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。
能效分析按三級計量架構，分別進行能效分析，契合能源管理體(ti) 係要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比、環比、對標等。通過汙水處理產(chan) 量以及係統采集的能耗數據，在汙水單耗中生成汙水單耗趨勢圖，並進行同比和環比分析，同時將汙水的單耗與(yu) 行業(ye) /國家指標對標，以便企業(ye) 能夠根據產(chan) 品單耗情況來調整生產(chan) 工藝，從(cong) 而降低能耗。
3.4.6電氣安全
監測配電係統回路的漏電電流和線纜溫度，實現對汙水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預警。
根據預先設置的應急預案快速啟動疏散方案引導人員疏散。係統接入消防應急照明指示係統數據，通過平麵圖顯示疏散指示燈具工作狀態和異常情況。
監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。
防火門監控係統集中控製其各終端設備即防火門監控模塊、電動閉門器、電磁釋放器的工作狀態，實時監測疏散通道防火門的開啟、關(guan) 閉及故障狀態，顯示終端設備開路、短路等故障信號。係統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接起來，當終端設備發生短路、斷路等故障時，防火門監控器能發出報警信號，能指示報警部位並保存報警信息，保障了電氣安全的可靠性。
3.4.7環境監測
汙水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體(ti) 濃度展示和預警，保障汙水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當可燃氣體(ti) 或有害氣體(ti) 濃度超標可自動啟動排風風機或新風係統，排除隱患，保持良好的水處理環境。
3.4.8分布式光伏監測
實時監測低壓並網櫃每路的電流、電壓、功率等電氣參數及斷路器開關(guan) 狀態，逆變器運行監視，對逆變器直流側(ce) 每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發電功率、累計發電量進行監測，以曲線方式繪製上述監測的各個(ge) 參量的曆史數據。
平台結合廠區實際分布情況，通過3D或2.5D平麵圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況，顯示匯流箱、並網點位置，各個(ge) 屋頂的裝機容量。
平台通過2D、3D方式實時監視粗格柵、汙水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、汙泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備運行狀態。在格柵清渣機、汙水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動機控製櫃或低壓饋電櫃安裝電動機保護，進行短路、過流、過載、起動超時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機，與(yu) PLC、軟啟、變頻器等配合，實現電動機自動或遠程控製，監視、控製各個(ge) 工藝設備,保障正常生產(chan) 。
5.結語
針對水源水水質的特點，烏(wu) 魯木齊紅雁池水廠選擇了39台在線水質監測設備，建立了完整的在線水質監測係統。通過在線水質監測係統的應用，在線水質監測設備均能夠及時準確地反映水質實際變化情況，監測數據準確可靠，係統運行穩定，將現代化技術和信息化手段融為(wei) 一體(ti) ，大大優(you) 化了水質變化情況的控製率，同時對水廠生產(chan) 及工藝調整過程中水質變化進行了實時監控，從(cong) 而提高了供水的可靠性、安全性。通過本水廠在線監測係統對水質管理工程中的應用的研究發現，水廠要按照水廠水質的實際情況，選擇合適的在線水質監測係統，為(wei) 水廠工藝調整和供水安全提供有利保障。
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