自動化系統(tǒng)在煤礦地面變電所的應用

王曉峰

摘要：煤礦電氣自動化對于降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提升企業(yè)核心競爭力以及增強企業(yè)的安全保障具有重要意義，對煤礦地面變電所進行自動化改造也符合當前經(jīng)營形勢對企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高煤礦生產(chǎn)效率，保障井上下安全供電的要求。

關鍵詞：煤礦 自動化 生產(chǎn)效率 智能控制

0 引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電力負荷逐年提高，對供電的安全性和可靠性也提出了更高的要求，煤礦變電所進行自動化改造逐漸成為一種趨勢。

1 地面變電所自動化改造組成及運用

1.1 地面變電所主接線系統(tǒng)為6kV進線2條，2組PT，母線為單母線分段接線，出線40回；承擔著六礦的主要負荷，對供電可靠性要求高。

改造升級變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)DS-2000，后臺系統(tǒng)實現(xiàn)與所有保護測控裝置、微機五防系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、其他智能裝置正常通訊和監(jiān)控，實現(xiàn)與電力調度的遠動信號傳輸。增加遠動通訊屏一面，包含逆變電源裝置、通訊管理機、網(wǎng)絡交換機。采用模型參數(shù)識別方法，跟蹤故障前后電網(wǎng)參數(shù)變化，實現(xiàn)選擇性高壓漏電保護，靈敏度高，速度快，動作準確。改造低壓柜12面；增加電動操作機構36臺，實現(xiàn)遠動控制；增加低壓智能保護模塊12臺，三相交流采集模塊36臺，實現(xiàn)電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)的智能監(jiān)控。

DS-2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)所有裝置按工業(yè)級標準設計，采用全封閉防振機箱，防塵、防潮、防有害氣體能力強，表現(xiàn)在以下方面：通用的硬件和軟件平臺，可靠性高，通用性強。采用INTEL、AD、TI、MOTORAL等主流廠商的工業(yè)級芯片，可穩(wěn)定工作在寬溫度工作范圍：-10℃～70℃。CPU集程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、網(wǎng)絡接口、高速輸入輸出口于一體，總線不出芯片。采用16位A/D轉換和無源低通濾波，精度高。保護功能不依賴通信網(wǎng)，網(wǎng)絡癱瘓不影響保護正常運行。采用多種屏蔽、隔離、接地、濾波和軟件抗干擾措施，通訊管理單元具有良好的電磁兼容性，組屏時不加抗干擾附件。裝置采用整體面板方式，高度為標準2U機箱，內部插件為固定式，安裝方式為嵌入式，接線為后接線方式。

通訊管理機采用X86架構硬件平臺，基于WINDOWS XP EMbedded的操作系統(tǒng)，擁有WINDOWS XP專業(yè)版的所有屬性和功能。系統(tǒng)內核小、占用系統(tǒng)資源小、啟動速度快、系統(tǒng)具有增強寫保護等XP桌面版系統(tǒng)所不具備的功能。

1.2 監(jiān)控軟件應是具有實時多任務、接口開放、使用靈活、功能多樣、運行可靠的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，由若干個功能模塊組成，模塊之間的通信以及模塊與數(shù)據(jù)庫之間的通信均通過共享內存數(shù)據(jù)庫和ODBC完成。實時數(shù)據(jù)庫是SCADA系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)機器內各應用程序的實時數(shù)據(jù)交換，通過網(wǎng)絡通訊程序將實時數(shù)據(jù)擴展到整個網(wǎng)絡。電力監(jiān)控軟件的組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件構成，由以下幾部分組成：圖形界面開發(fā)程序：它是自動化工程設計師為實施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。圖形界面運行程序：在系統(tǒng)運行環(huán)境下，圖形目標應用系統(tǒng)被圖形界面運行載入內存并投入實時運行。實時數(shù)據(jù)庫功能模塊：它主要完成實時數(shù)據(jù)庫的建立、維護、訪問以及歷史數(shù)據(jù)生成等功能，它是整個系統(tǒng)的基礎和核心。實時數(shù)據(jù)庫描述了電力自動化系統(tǒng)監(jiān)控、管理數(shù)據(jù)點的集合。網(wǎng)絡通信模塊：網(wǎng)絡通信模塊是監(jiān)控軟件系統(tǒng)中的實時網(wǎng)絡通信內核，擔負網(wǎng)絡系統(tǒng)計算機之間實時數(shù)據(jù)的傳輸任務，保證系統(tǒng)各節(jié)點實時數(shù)據(jù)的一致性。前置通信模塊：前置通信模塊完成與終端采集設備或通信設備如各種保護測控裝置、通信管理器的通信任務。

1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件。采用分層分布式結構和面向對象的設計思想，從間隔層、通信網(wǎng)絡到監(jiān)控系統(tǒng)等方面綜合考慮，提供了完整的變電站自動化系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)結構清晰、獲取信息快捷、維護簡便、擴展靈活?？筛鶕?jù)需要選擇遠動的調度端對時、GPS授時裝置對時，并可根據(jù)實際的運行工況來自動識別。系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術構成實時控制網(wǎng)絡。

1.4 通信管理是基于國際領先的實時多任務操作系統(tǒng)開發(fā)，其進程切換時間為微秒級，完全滿足工業(yè)現(xiàn)場控制的要求，監(jiān)控軟件采用面向對象的總體設計和先進的編程技術，確保了整個系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。后臺監(jiān)控可配置智能五防閉鎖軟件，有效防止人為的誤操作。

1.5 監(jiān)控對收到的數(shù)據(jù)進行智能判斷，確保信息的正確無誤。系統(tǒng)能在線診斷系統(tǒng)全部軟件和硬件的運行工況，當發(fā)現(xiàn)異常及故障時能及時顯示和打印報警信息，并在運行工況圖上用不同顏色區(qū)分顯示。計算機信息技術和現(xiàn)場總線技術在方案中的應用，不僅節(jié)省了大量電纜和二次控制線，而且提高了配電與控制系統(tǒng)的自動化程度，同時實現(xiàn)了 “四遙”功能，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

2 結束語

煤炭行業(yè)的持續(xù)發(fā)展與生產(chǎn)離不開機電自動化技術的創(chuàng)新，科技的進步和發(fā)展，為煤炭行業(yè)提供了廣袤的發(fā)展空間，也為節(jié)約生產(chǎn)成本的降低提供了新的思路，遠程操控、無線網(wǎng)絡技術的應用都能夠有效的節(jié)約生產(chǎn)成本，提高效率，地面變電所的自動化改造為我們以后的工作提供了便利，有效的提高了電氣設備運行的可靠性和安全性，有望實現(xiàn)真正意義上的變電所無人值守。

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