王曉峰

摘要：煤礦電氣自動(dòng)化對(duì)于降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力以及增強(qiáng)企業(yè)的安全保障具有重要意義，對(duì)煤礦地面變電所進(jìn)行自動(dòng)化改造也符合當(dāng)前經(jīng)營(yíng)形勢(shì)對(duì)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(guān)鍵詞：煤礦 自動(dòng)化 生產(chǎn)效率 智能控制

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力負(fù)荷逐年提高，對(duì)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(jìn)行自動(dòng)化改造逐漸成為一種趨勢(shì)。

1 地面變電所自動(dòng)化改造組成及運(yùn)用

1.1 地面變電所主接線系統(tǒng)為6kV進(jìn)線2條，2組PT，母線為單母線分段接線，出線40回；承擔(dān)著六礦的主要負(fù)荷，對(duì)供電可靠性要求高。

改造升級(jí)變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)DS-2000，后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與所有保護(hù)測(cè)控裝置、微機(jī)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(shí)現(xiàn)與電力調(diào)度的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸。增加遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏一面，包含逆變電源裝置、通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。采用模型參數(shù)識(shí)別方法，跟蹤故障前后電網(wǎng)參數(shù)變化，實(shí)現(xiàn)選擇性高壓漏電保護(hù)，靈敏度高，速度快，動(dòng)作準(zhǔn)確。改造低壓柜12面；增加電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)36臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制；增加低壓智能保護(hù)模塊12臺(tái)，三相交流采集模塊36臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)的智能監(jiān)控。

DS-2000后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)所有裝置按工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用全封閉防振機(jī)箱，防塵、防潮、防有害氣體能力強(qiáng)，表現(xiàn)在以下方面：通用的硬件和軟件平臺(tái)，可靠性高，通用性強(qiáng)。采用INTEL、AD、TI、MOTORAL等主流廠商的工業(yè)級(jí)芯片，可穩(wěn)定工作在寬溫度工作范圍：-10℃～70℃。CPU集程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換和無(wú)源低通濾波，精度高。保護(hù)功能不依賴通信網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)癱瘓不影響保護(hù)正常運(yùn)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?xí)r不加抗干擾附件。裝置采用整體面板方式，高度為標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)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(jī)采用X86架構(gòu)硬件平臺(tái)，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(nèi)核小、占用系統(tǒng)資源小、啟動(dòng)速度快、系統(tǒng)具有增強(qiáng)寫保護(hù)等XP桌面版系統(tǒng)所不具備的功能。

1.2 監(jiān)控軟件應(yīng)是具有實(shí)時(shí)多任務(wù)、接口開(kāi)放、使用靈活、功能多樣、運(yùn)行可靠的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，由若干個(gè)功能模塊組成，模塊之間的通信以及模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信均通過(guò)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)和ODBC完成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是SCADA系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)機(jī)器內(nèi)各應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊程序?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)擴(kuò)展到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。電力監(jiān)控軟件的組成形式是一個(gè)集成軟件平臺(tái)，由若干程序組件構(gòu)成，由以下幾部分組成：圖形界面開(kāi)發(fā)程序：它是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)師為實(shí)施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進(jìn)行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開(kāi)發(fā)環(huán)境。圖形界面運(yùn)行程序：在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運(yùn)行載入內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能模塊：它主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、維護(hù)、訪問(wèn)以及歷史數(shù)據(jù)生成等功能，它是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)描述了電力自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控、管理數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合。網(wǎng)絡(luò)通信模塊：網(wǎng)絡(luò)通信模塊是監(jiān)控軟件系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)核，擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)，保證系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)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(shè)備或通信設(shè)備如各種保護(hù)測(cè)控裝置、通信管理器的通信任務(wù)。

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件。采用分層分布式結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，從間隔層、通信網(wǎng)絡(luò)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(dòng)化系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、獲取信息快捷、維護(hù)簡(jiǎn)便、擴(kuò)展靈活?？筛鶕?jù)需要選擇遠(yuǎn)動(dòng)的調(diào)度端對(duì)時(shí)、GPS授時(shí)裝置對(duì)時(shí)，并可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行工況來(lái)自動(dòng)識(shí)別。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)成實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)。

1.4 通信管理是基于國(guó)際領(lǐng)先的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，其進(jìn)程切換時(shí)間為微秒級(jí)，完全滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的要求，監(jiān)控軟件采用面向?qū)ο蟮目傮w設(shè)計(jì)和先進(jìn)的編程技術(shù)，確保了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。后臺(tái)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(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能判斷，確保信息的正確無(wú)誤。系統(tǒng)能在線診斷系統(tǒng)全部軟件和硬件的運(yùn)行工況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常及故障時(shí)能及時(shí)顯示和打印報(bào)警信息，并在運(yùn)行工況圖上用不同顏色區(qū)分顯示。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在方案中的應(yīng)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(dòng)化程度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 “四遙”功能，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

2 結(jié)束語(yǔ)

煤炭行業(yè)的持續(xù)發(fā)展與生產(chǎn)離不開(kāi)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新，科技的進(jìn)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(yuǎn)程操控、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)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(dòng)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(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，有望實(shí)現(xiàn)真正意義上的變電所無(wú)人值守。

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