電力監控係統在煤礦裏的應用

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

      隨著煤礦機械化和自動化程度的不斷提高，為(wei) 保證各個(ge) 生產(chan) 環節的正常運行，對安全供電的依賴性更強。由於(yu) 煤礦井下供電設備的故障，給煤礦的安全生產(chan) 帶來更大的安全事故，因此，煤礦供配電係統運行的可靠性和合理性就顯得十分重要。盡管近年來煤礦供電管理部門在改進井下配電裝備、應用新技術成果的同時，不斷強化人員素質的管理，使煤礦井下供電係統的可靠性得到了提高，但由於(yu) 人為(wei) 因素造成的供電事故時有發生，影響了煤礦的安全生產(chan) 。另外，供電部門每天用於(yu) 值班和線路維護的工作人員較多，勞動生產(chan) 率較低。因而，對井下供電係統實施微機保護和監控以及實現變電所無人值守就顯得十分迫切。就目前的煤礦供電係統而言，雖然微機保護和監控係統也得到了應用，但主要是針對地麵供電係統，用於(yu) 井下的微機保護和監控裝置還不多，大部分是在防爆開關(guan) 中設置漏電保護、過載保護、短路保護、欠壓保護、斷相保護等保護功能,釆區內(nei) 配電設備的聯網功能較弱。

     實現井下變電所無人值守，就是要實現“遙測、遙信、遙控、遙調"四遙功能和各種保護功能以及遙視功能：能檢測釆區變電所每次出線的電流、電壓、功率、因數、開關(guan) 內(nei) 溫度等模擬量;檢測開關(guan) 的位置狀態及實驗按鈕狀態；能對開關(guan) 進行正常分、合閘操作；能在上位機對饋電開關(guan) 進行保護動作值整定。隨著井下無人值守變電所推廣麵的擴大，由於(yu) 井下供電網絡結構複雜,釆區變電所和工作麵配電點供電服務對象主要是采煤、掘進、運輸以及排水等主要生產(chan) 環節，供電負荷種類繁多、區域分布廣、負荷工作場所地質條件複雜，且存在著瓦斯、煤塵、水等有害介質，影響供電係統運行的不確定因素也較多，有可能存在安全隱患，所以裝備安全可靠、技術先進、功能更為(wei) 完善的煤礦安全供電係統是非常必要的。KJ36A型煤礦電力監控係統是針對煤礦供配電係統的特點，采用地麵電力自動化係統的*新技術、嵌入式技術、分布式網絡技術等開發的新一代煤礦電力監控係統，可對煤礦地麵和井下10kV及以下供電係統實施一*化的實時監控，實現礦井變電所的無人值守。該係統為(wei) 礦井電網的安全運行提供了現代化的管理手段。

1.KJ36A型煤礦電力監控係統結構

1.1綜合監控信息管理層

     本係統根據用戶的不同要求，在地麵建立麵向全礦的計算機監控信息管理網絡。網絡具有對圖形、語音、數據和文字等多媒體(ti) 的存儲(chu) 傳(chuan) 輸和交互作用等處理能力。係統平台基於(yu) Windows操作係統，以VC卄為(wei) 開發工具，實現以多任務調度係統管理SCADA係統平台及平台上的應用，並調整運行過程中的數據和功能。係統采用功能和數據複製型冗餘(yu) 策略，運行不同計算機或同一台計算機上的多個(ge) 進程，通過相互之間的信息交換，由多任務調度係統監視整個(ge) 係統的運行狀況。

    SCADA係統平台實現了礦井電力係統調度自動化、變電站(變電所)自動化的應用，包括實時數據采集、實時數據庫管理、曆史數據庫管理、畫麵製作及顯示、報表製作及打印、告警判別及發布、數據處理及時鍾係統等豐(feng) 富的功能。該平台還包括了諸如網絡通信係統及任務調度係統和遠程診斷及維護係統，除了關(guan) 鍵的實時數據庫和圖形技術外，還包括了一些常用的工具軟件，這些工具軟件對係統的使用很有幫助。SCADA係統平台的功能主要有：

1. 可實現地麵變電所的監控及井下中*變電所、采區變電所及各配電點的電力監控；

2. 視頻圖象網上壓縮傳(chuan) 輸，在各個(ge) 工作站既能看到所有數據信息，又能同時觀察到每個(ge) 攝像點的信號；

3. 對外接口豐(feng) 富，與(yu) 其它係統匯接方便，除主流的OPC_Server方式夕卜，同時還保留了DDE、ODBC等方式；

4. 實現“遙測、遙信、遙控、遙調"四遙功能和各種保護功能以及遙視功能；

5. 所有信息在工作站上都可用瀏覽器瀏覽，並實現遠程信息的傳(chuan) 輸和故障診斷功能。

1.2信息處理與(yu) 監控層

信息處理與(yu) 監控層以監測和控製中產(chan) 生的信息為(wei) 來源，通過網絡直接參與(yu) 對各開關(guan) 的操作及相關(guan) 環節之間的調度協調。

（1）主幹網絡結構形式

（2）網絡控製層

（3）網絡產(chan) 品的選型

（4）網絡冗餘(yu) 方式

（5）光纖傳(chuan) 輸

1.2數據釆集設備

（1）電力監控主站

KJF88和KJF99電力監控主站作為(wei) 井下電力監控係統的關(guan) 鍵設備，具有數據處理、遠程控製、圖象顯示及網絡遠程通信等功能。電力監控主站以嵌入式工控機為(wei) 核心部件，基於(yu) WinCE操作係統，具有紅外人機對話接口，可同時釆集32路開關(guan) 信息，有數據釆集處理能力和豐(feng) 富的圖形操作工具，具有較高的可靠性和穩定性；配有接入2路視頻的嵌入式視頻服務器，將釆集的圖形以MPEG4格式通過以太網上傳(chuan) ，配合數據監控係統可實現變電所的無人職守。電力監控站的主要功能有：嵌入式計算機、液晶觸摸屏，紅外遙控；友好的人機界麵，全漢化分層菜單式操作；以太網絡、CAN總線、485總線等各種接口；內(nei) 置交換機，獨立連成光纖以太網；數據、視頻和語音傳(chuan) 輸；®故障錄波，統一對時；內(nei) 置後備電源，為(wei) 設備提供不小於(yu) 4h的供電能力；監測控製保護功能獨立，不依賴於(yu) 通信網；友好靈活的組態平台。KJA9安全隔離器采用光電隔離技術，隔爆開關(guan) 智能綜合保護單元的通信信號通過安全隔離器接入電力監控主站，實現監控設備非本安RS485信號轉為(wei) 遠距離傳(chuan) 輸本安RS485信號，以確保電氣性能的安全。

1.3現場控製層

現場控製層主要包括直接針對供電設備的高、低壓開關(guan) 的智能綜合保護器、電力參數變送器、監測裝置等。

（1）智能綜合保護器

CZB1係列智能綜合保護器適用於(yu) 煤礦井下電網中性點不接地供電係統或中性點經消弧線圈接地係統，可對高爆開關(guan) 進行監控和保護，及時將設備的電氣參數信息、設備工況以及故障信息及故障錄波數據通過電力監控主站發送到地麵調度中心，同時也能夠接收地麵調度主站發出的遙控、定值設定和信號複歸等命令，實現遠程操作功能。智能綜合保護器的特點：集保護、遙測、遙信、遙控及電量的積分累計功能於(yu) 一體(ti) ；以工業(ye) 級DSP為(wei) 主體(ti) ，性能穩定、可靠。釆用表貼芯片、多重光電隔離、軟、硬件濾波、看門狗電路等技術，從(cong) 硬件到軟件的設計都充分考慮了保護器的抗幹擾能力；每周波24點釆樣，采用快速傅裏葉算法，具有很高的保護和測量精度；大容量的高速存儲(chu) 器用於(yu) 保存保護定值和保護器動作事件,存儲(chu) 故障錄波數據；大屏幕液晶顯示信息，紅外遙控，菜單操作、調試方便；後備電源能夠可靠運行2h以上，實現故障數據實時上傳(chuan) 和就地顯示功能；實時時鍾顯示功能，能就地修改和遠方自動校時；RS485或CAN總線網絡，可直接與(yu) 微機監控或保護管理機聯網通信；故障事件追憶、長期記憶保護動作跳閘原因、故障動作時刻、故障動作值。多用途、高智能化的電力參數變送器.在一些煤礦井下變電所及各配電點可能還有許多老開關(guan) 無電信號輸出。以高性能單片機為(wei) 核心的KGD4B型電力參數變送器具有體(ti) 積小、安裝方便等特點，可以直接安裝在開關(guan) 內(nei) ，有遙測、遙信和遙控等多種功能，可以直接釆集及顯示各類電參數，並具有事件順序記錄和實現時鍾同步功能，特別適合井下采區變電所等場合老開關(guan) 的改造使用。同時還可以直接與(yu) 中心站主機通信，將電力參數變送器送來的信息經安全隔離器隔離後，送到地麵主機。

（2）係統主要功能與(yu) 特點

可監測電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電量、開關(guan) 合/分閘狀態等電力參數。具有過載、短路、斷相、漏電、絕緣監視等綜合保護功能。可在地麵主機上對井下智能隔爆開關(guan) 進行分/合閘控製、定值整定、故障診斷等。實時數據顯示報警事件記錄，具有不同的告警權限和告警方式。電網運行設備發生故障時，自動記錄繼電保護、控製裝置和斷路器動作的時間和狀態,實現圖表、曲線、事故追憶的數據釆樣和保存功能。豐(feng) 富的圖形編輯及顯示功能，在畫麵上可以根據設備的具體(ti) 情況直接控製設備，對保護設備進行查詢、調整和複歸操作等。具有報表製作、顯示、打印功能，可統計和計算數據。提供GPRS時鍾或計算機時鍾對時，包括對監控站、微機保護裝置等的統一對時，便於(yu) 判斷電網開關(guan) 越級跳閘等故障,並具有故障錄波分析功能。使用網絡瀏覽器，通過局域網或撥號網絡完成係統數據保存功能，包括畫麵、報表、係統運行信息的査看。係統接口、協議豐(feng) 富，易於(yu) 異構係統的互聯互通集成，實現與(yu) 全礦井綜合自動化係統的無縫連接。係統擴展性好，本係統以變電所為(wei) 單位，變電所的增加隻需將數據通道接入主傳(chuan) 輸通道。通過網絡實現係統遠程診斷、複製更改用戶係統的配置文件和係統數據等功能。

2.安科瑞Acrel-2000Z電力監控係統解決(jue) 方案

2.1概述

針對用戶變電站（一般為(wei) 35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關(guan) 櫃綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監控係統，實現了變電、配電、用電的安全運行和全麵管理。監控範圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監控係統是开云体育手机下载教程根據電力係統自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發出的一套分層分布式變電站監控管理係統。該係統是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳(chuan) 輸技術，集保護、監測、控製、通信等功能於(yu) 一體(ti) 的開放式、網絡化、單元化、組態化的係統，適用於(yu) 35kV及以下電壓等級的城網、農(nong) 網變電站和用戶變電站，可實現對變電站全*位的控製和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為(wei) 變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

2.2應用場所

適用於(yu) 軌道交通，工業(ye) ，建築，學校，商業(ye) 綜合體(ti) 等35kV及以下用戶端供配電自動化係統工程設計、施工和運行維護。

2.3係統架構

Acrel-2000Z電力監控係統采用分層分布式設計，可分為(wei) 三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為(wei) 標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設分布和占地麵積等多方麵的信息綜合考慮組網方式。

2.4係統功能

（1）實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關(guan) 故障、告警等信號。

（2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

（3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

（4）運行報表：查詢各回路或設備時間的運行參數。

（5）實時告警：具有實時告警功能，係統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。

（6）曆史事件查詢：對事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析。

（7）電能統計報表：係統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自係統正常運行以來任意時間段內(nei) 各配電節點的用電情況。

（8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

（9）網絡拓撲圖：支持實時監視並診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構。

（10）電能質量監測：可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。

（11）遙控功能：可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。

（12）故障錄波：可在係統發生故障時，自動準確地記錄故障前、後過程的各種電氣量的變化情況。

（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前後一段時間的所有實時穩態信息。

（14）Web訪問：展示頁麵顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。

（15）APP訪問：設備數據頁麵顯示各設備的電參量數據以及曲線。

2.5係統硬件配置

作者介紹

簡婷，开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 微電網能效管理和環保安全用電。