本發(fā)明屬于鋁電解，涉及一種鋁電解在線絕緣及零點(diǎn)漂移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前槽電壓的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來自于槽控機(jī)系統(tǒng)中的工區(qū)日?qǐng)?bào)累計(jì)電壓，但由于每臺(tái)槽控機(jī)采集的數(shù)據(jù)均存在一定采樣誤差，因此對(duì)于一個(gè)區(qū)來說累計(jì)誤差相對(duì)來說比較偏大，不利于生產(chǎn)管理者全面把握每個(gè)區(qū)的電壓變化趨勢(shì)，同時(shí)也不利于對(duì)工區(qū)任務(wù)完成情況考核，另外一旦某些槽控機(jī)采樣數(shù)據(jù)偏差過大，也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有可能引起槽控機(jī)控制失效并誤導(dǎo)電解生產(chǎn)者的判斷力，影響電解槽實(shí)際控制效果。

2、所謂“零點(diǎn)漂移”，主要原因就是電解槽對(duì)地短路因此，普遍存在于鋁電解行業(yè)，鋁電解生產(chǎn)投產(chǎn)以后，由于電解槽絕緣老化或施工中遺留金屬或人為將金屬工具將設(shè)備與地搭接，造成基礎(chǔ)設(shè)施電腐蝕增加，局部電解槽對(duì)地電壓升高，生產(chǎn)中往往會(huì)出現(xiàn)電解槽打火現(xiàn)象，對(duì)電解生產(chǎn)設(shè)備與人身安全造成很大威脅，目前在正常生產(chǎn)過程中，零點(diǎn)漂移主要存在一下兩種情況對(duì)生產(chǎn)造成影響及危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種鋁電解在線絕緣及零點(diǎn)漂移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括硬件采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)語音報(bào)警系統(tǒng)；

2、設(shè)將生產(chǎn)車間劃分為整流車間與電解車間，將電解車間劃分為相互間隔的一車間和二車間，所述一車間和二車間均包括多個(gè)相互間隔設(shè)置的多個(gè)工區(qū)，相鄰兩個(gè)工區(qū)之間通過通廊相連，各通廊之間以及一車間與二車間之間均采用槽下母線連接；

3、所述硬件采集系統(tǒng)用于對(duì)電解車間的總電壓、電解車間的接地電壓、各通廊母線的電壓以及各工區(qū)首臺(tái)及中央接地電壓進(jìn)行檢測(cè)；

4、所述大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)用于對(duì)硬件采集系統(tǒng)所采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，并推斷零點(diǎn)漂移位置槽號(hào)以及計(jì)算一車間、二車間以及各通廊的損耗電壓值。

5、進(jìn)一步的，所述硬件采集系統(tǒng)包括電壓采集終端、工區(qū)接地采集終端以及通廊母線電壓采集終端；

6、所述電壓采集終端安裝于整流車間內(nèi)，用于對(duì)一車間和二車間的總電壓和接地電壓進(jìn)行分別采集，并傳送至大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中；

7、所述工區(qū)接地采集終端設(shè)有與多個(gè)工區(qū)采用一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的多組，單組工區(qū)接地采集終端設(shè)置于單個(gè)工區(qū)中，且單組工區(qū)接地采集終端設(shè)有安裝在單個(gè)工區(qū)的首臺(tái)槽和中央槽內(nèi)的兩個(gè)，用于對(duì)單個(gè)工區(qū)的首臺(tái)槽和中央槽的接地電壓進(jìn)行分別采集，并發(fā)送至大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中；

8、所述通廊母線電壓采集終端設(shè)有與多個(gè)通廊采用一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的多組，單組通廊母線電壓采集終端設(shè)置于單個(gè)通廊中，且單組通廊母線電壓采集終端設(shè)有分別安裝于單個(gè)通廊不同橫截面上的兩個(gè)，兩個(gè)通廊母線電壓采集終端分別對(duì)通廊的兩個(gè)不同的橫截面處的電壓進(jìn)行采集，以得到單個(gè)通廊的壓差，并發(fā)送至大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中。

9、進(jìn)一步的，所述硬件采集系統(tǒng)還包括就地顯示裝置，所述就地顯示裝置設(shè)有分別與各個(gè)工區(qū)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的多件，經(jīng)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析得到的零點(diǎn)漂移位置槽號(hào)、各個(gè)通廊之間的壓差值以及各工區(qū)的首臺(tái)接地電壓值和中央接地電壓值，并將零點(diǎn)漂移位置槽號(hào)、各個(gè)通廊之間的壓差值以及各工區(qū)的首臺(tái)接地電壓值和中央接地電壓值均發(fā)送至各就地顯示裝置上，各就地顯示裝置通過液晶屏顯示零點(diǎn)漂移槽號(hào)、所在工區(qū)的接地點(diǎn)電壓和/或各通廊電壓。

10、進(jìn)一步的，所述大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊和絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊；

11、所述數(shù)據(jù)處理模塊通過光纖以太網(wǎng)與硬件采集系統(tǒng)相連，以對(duì)硬件采集系統(tǒng)所采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及存儲(chǔ)；

12、所述絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊對(duì)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以推斷零點(diǎn)漂移位置槽號(hào)以及計(jì)算各電解車間接地電壓值和各通廊的損耗電壓值；

13、通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊動(dòng)態(tài)獲取的各個(gè)車間的母線電壓、各個(gè)車間的接地電壓、通廊母線損耗電壓、工區(qū)首臺(tái)接地電壓以及工區(qū)中央接地電壓，通過槽控互聯(lián)模塊動(dòng)態(tài)獲取各個(gè)工區(qū)實(shí)時(shí)總電壓、各個(gè)電解槽的實(shí)時(shí)電壓、母線電流。

14、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對(duì)硬件采集系統(tǒng)所采集得到的數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和篩選，得到清洗后的數(shù)據(jù)。

15、進(jìn)一步的，所述大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括槽控互聯(lián)模塊和app互聯(lián)模塊；

16、所述絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊通過槽控互聯(lián)模塊與第三方系統(tǒng)的實(shí)時(shí)槽控采集系統(tǒng)相連，以將第三方系統(tǒng)的實(shí)時(shí)槽控?cái)?shù)據(jù)傳送至絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊中；

17、所述絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊還通過app系統(tǒng)互聯(lián)模塊與第三方app系統(tǒng)相連，以便于操作人員能夠從第三方app上實(shí)時(shí)了解經(jīng)絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊得到的零點(diǎn)漂移槽號(hào)、所在工區(qū)的接地點(diǎn)電壓和各通廊損耗電壓。

18、進(jìn)一步的，所述大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括報(bào)表生成模塊，所述報(bào)表生成模塊與絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊相連，并根據(jù)絕緣及零點(diǎn)漂移分析模塊最終得到的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)表生成。

19、本發(fā)明還提供了一種鋁電解在線絕緣及零點(diǎn)漂移監(jiān)測(cè)的方法，應(yīng)用如上述所述的鋁電解在線絕緣及零點(diǎn)漂移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行鋁電解在線絕緣及零點(diǎn)漂移監(jiān)測(cè)，其包括以下步驟：

20、步驟一、數(shù)據(jù)采集；

21、s1.1、將電解車間劃分為相互間隔的一車間和二車間，所述一車間和二車間均包括多個(gè)相互間隔設(shè)置的多個(gè)工區(qū)，相鄰兩個(gè)工區(qū)之間通過通廊相連，各通廊之間以及一車間與二車間之間均采用槽下母線連接；并將一車間靠近整流車間的一端設(shè)置為一車間的前區(qū)、一車間遠(yuǎn)離整流車間的一端設(shè)置為一車間的后區(qū)、二車間遠(yuǎn)離整流車間的一端設(shè)置為二車間的前區(qū)以及二車間靠近整流車間的一端設(shè)置為二車間的后區(qū)；

22、通過電壓采集終端分別獲得一車間和二車間的接地電壓和槽下母線電壓；

23、s1.2、通過通廊母線電壓采集終端獲取各個(gè)通廊損耗電壓值；

24、s1.3、通過tcp協(xié)議接口實(shí)時(shí)獲取外界電解槽槽控機(jī)槽電壓vx以及分別設(shè)置于各工區(qū)內(nèi)的電解槽的平均電流electric；

25、s1.4、通過分區(qū)接地電壓采集終端獲取各工區(qū)的首臺(tái)接地電壓以及中間槽接地電壓；

26、步驟二、計(jì)算零點(diǎn)漂移位置；

27、步驟三、將得到的零點(diǎn)漂移槽號(hào)發(fā)送給就地顯示裝置上進(jìn)行液晶顯示，同時(shí)將接地槽號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給槽控互聯(lián)模塊和/或app互聯(lián)模塊，在槽控互聯(lián)模塊和/或app互聯(lián)模塊上可以進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并且能夠通過語音進(jìn)行實(shí)時(shí)播報(bào)；

28、步驟四、將各個(gè)工區(qū)通廊損耗電壓以及接地電壓進(jìn)行采集，通過獲取的電流，計(jì)算24小時(shí)內(nèi)的系列生產(chǎn)損耗功耗，并形成報(bào)表發(fā)送至槽控互聯(lián)模塊和/或app互聯(lián)模塊進(jìn)行展示。

29、進(jìn)一步的，所述步驟二中計(jì)算零點(diǎn)漂移位置的具體過程如下：

30、s2.1、判斷一車間和二車間是否存在接地情況；

31、設(shè)電解車間包括一車間和二車間，一車間和二車間均設(shè)有多個(gè)工區(qū)，每個(gè)工區(qū)內(nèi)包含多臺(tái)電解槽，對(duì)一車間和二車間的電解槽的平均電壓v進(jìn)行分別計(jì)算；

32、一車間總電壓減一車間接地電壓的絕對(duì)值小于1伏并且二車間總電壓減二車間接電壓的絕對(duì)值小于1伏，則判定一車間和二車間均不存在接地情況，即一車間和二車間均輸出無零點(diǎn)漂移；否則，則判定一車間和/或二車間存在接地情況，即一車間和/或二車間輸出有零點(diǎn)漂移；

33、s2.2、當(dāng)一車間和/或二車間存在接地情況時(shí)，判斷其是否為單點(diǎn)接地；

34、設(shè)其為單點(diǎn)接地，通過比較一車間和二車間的接地電壓與車間總電壓，判斷一車間或二車間是否存在單點(diǎn)零點(diǎn)漂移；

35、當(dāng)一車間總電壓減一車間接地電壓大于車間單槽平均電壓v1，并且二車間總電壓小于二車間接地電壓，并且一車間接地電壓與二車間接地電壓之和減去一車間總電壓二車間總電壓之和的絕對(duì)值小于1伏，則判斷為一車間存在單點(diǎn)接地；

36、當(dāng)一車間不存在單點(diǎn)接地，并且二車間總電壓減二車間接地電壓大于車間單槽平均電壓v2，并且一車間總電壓小于一車間接地電壓，并且一車間接地電壓與二車間接地電壓之和減去一車間總電壓二車間總電壓之和的絕對(duì)值小于1伏，則判斷二車間存在單點(diǎn)接地；

37、s2.3、當(dāng)一車間或二車間可能存在單點(diǎn)零點(diǎn)漂移時(shí)，對(duì)其漂移電壓進(jìn)行計(jì)算；

38、漂移電壓等于車間母線電壓減車間接地電壓；

39、s2.4、計(jì)算單點(diǎn)接地的漂移槽號(hào)；

40、采用從一車間的一四工區(qū)向一一工區(qū)的方向和/或從二車間的二一工區(qū)向二四工區(qū)的方向?qū)υO(shè)置于各工區(qū)內(nèi)的多個(gè)電解槽實(shí)時(shí)電壓進(jìn)行依次累加，如果任意兩個(gè)電解槽之間跨越了通廊，則對(duì)通廊電壓也進(jìn)行累加，當(dāng)累加值大于等于漂移電壓值，則獲得接地槽號(hào)，即漂移槽號(hào)；

41、s2.5、對(duì)漂移槽號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證；

42、通過漂移槽號(hào)所在分區(qū)首臺(tái)接地電壓和所在分區(qū)中央接地電壓，驗(yàn)證漂移槽號(hào)是否正確，獲取漂移槽號(hào)所在工區(qū)的總電壓，當(dāng)工區(qū)總電壓小于工區(qū)首臺(tái)接地電壓，返回到步驟2.1，等待下輪計(jì)算周期重新計(jì)算。

43、進(jìn)一步的，在計(jì)算零點(diǎn)漂移位置時(shí)，當(dāng)工區(qū)所有電解槽的總電壓小于該工區(qū)首臺(tái)接地電壓時(shí)，則判斷其為多點(diǎn)接地；

44、當(dāng)一車間和二車間為多點(diǎn)接地時(shí)，采用以下過程計(jì)算其接地槽號(hào)：

45、將一車間和/或二車間的各個(gè)工區(qū)總電壓與該工區(qū)首臺(tái)接地電壓進(jìn)行相減，得到電壓差值；若電壓差值大于該工區(qū)的單槽平均電壓，則判斷該工區(qū)存在接地情況；否則，判斷該工區(qū)不存在接地情況；

46、當(dāng)該工區(qū)存在接地，且該工區(qū)的中央接地電壓等于0伏，則判斷該工區(qū)的前區(qū)或后區(qū)存在接地；

47、從該工區(qū)的首臺(tái)接地電壓開始累加該工區(qū)的槽實(shí)時(shí)電壓，當(dāng)累加得到的槽電壓大于等于該工區(qū)的首臺(tái)接地電壓時(shí)，得到該工區(qū)接地槽號(hào)；

48、如果該工區(qū)的中央接地電壓大于0伏，則判斷該工區(qū)的后區(qū)存在接地，從該工區(qū)的中央槽開始累加該工區(qū)的槽實(shí)時(shí)電壓，當(dāng)累加得到的槽電壓大于等于該工區(qū)的中央接地電壓時(shí)，得到該工區(qū)接地槽號(hào)；

49、如果得到多點(diǎn)接地槽號(hào)分布在同一個(gè)車間內(nèi)，當(dāng)該車間總電壓減該車間接地電壓大于車間槽平均電壓，則輸出多個(gè)零點(diǎn)漂移槽號(hào)，否則等待下一輪重新計(jì)算零點(diǎn)漂移；

50、如果得到的多點(diǎn)接地槽號(hào)分布在不同車間內(nèi)，則直接輸出多點(diǎn)零點(diǎn)漂移槽號(hào)。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

52、本發(fā)明通過設(shè)置硬件采集系統(tǒng)需要對(duì)動(dòng)力車間的電壓進(jìn)行分區(qū)檢測(cè)，并通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將硬件采集系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，以推斷零點(diǎn)漂移位置槽號(hào)以及計(jì)算整流車間和各工區(qū)的黑電壓值；再通過網(wǎng)絡(luò)語音報(bào)警系統(tǒng)用于根據(jù)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)所推斷得到的零點(diǎn)漂移位置進(jìn)行相應(yīng)的語音報(bào)警，以提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的操作。

53、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。