煤礦供電系統自動化控制設計

摘要：煤礦供電系統實現自動化控制有著突出的優勢。實踐證

實：實現供電系統的自動化控制不但能夠降低各類系統事故的發生

率、降低停電范圍，避免大面積的停電事故，同時還能夠防止在供電系統出現事故的情況又合并產生通信阻塞的問題，提高對相關事故的處理質量與效率。為此，本文以煤礦供電系統自動化控制設計為研究對象，就供電系統自動化控制的實現功能、基本結構、以及硬軟件設計這幾個方面的問題展開了深入研究探討，望能夠為實踐工作提供一定指導。

關鍵詞：煤礦企業 供電系統 自動化控制 設計

在城市化建設規模持續擴大，全球經濟一體化建設進程不斷發展的背景之下，煤炭行業在整個國民經濟建設發展體系中所占據的地位不斷凸顯。而在煤礦企業展開開采等相關工作的過程當中，供電系統可為各項作業的開展提供必要的電力支持與保障，因而極為關鍵。同時，實踐研究結果同時證實：通過實現煤礦企業供電系統自動化控制的方式，能夠極大的提高整個供電系統作業的可靠性，并且最大限度的防止越級跳閘、或者是大面積停電事故的發生。更加關鍵的一點是：煤礦供電系統的自動化控制能夠充分與煤礦企業變電所的無人值守工作模式相適應，對于提升電網運行管理水平而言同樣有深遠意義。為此，本文重點研究了在煤礦供電系統自動化控制設計中的主要問題，以期為實踐工作提供指導。

1 煤礦供電系統自動化控制功能

通過設計的方式，需要使煤礦供電系統自動化控制具備如下幾個方面的功能：

①在系統配置狀態下，能夠對整個煤礦供電系統所涉及到的相關設備的運行狀態有全面且直觀的認識。

②能夠在一次接線圖狀態下，對煤礦供電系統變電站系統接線方案下，各相關控制對象的實時運行狀態進行跟蹤記錄并評估。

③能夠在數據采集與數據處理狀態下，對煤礦供電系統運行過程中所涉及到的開關量信息、外部數據訊號數據等進行全面的采集，并在網絡平臺作用下，將這部分信息傳遞至監督控制系統當中進行數據處理。處理后的數據需要輸入數據庫當中進行更新，同時顯示在人機交互操作界面當中，將其作為供電系統其它相關功能實現的基本依據。

④在運行監視狀態下，能夠將系統運行所必須的各項安全監控信息通過圖像、文字、以及表格等多種方式呈現出來，從而實現對系統整體運行狀態的合理判定。

⑤在報警狀態下，系統支持在出現異常運行的情況下（包括異常跳閘、斷路器錯位、繼電保護模擬量高出整定數值、變壓器保護動作失效等問題在內），自動切換保護動作，并通過人機交互界面發送相應的報警信號。

⑥在事件記錄狀態下，能夠針對供電系統運行狀態下所涉及到的全部動作事件，以自動打印并存盤的方式得到有效管理與儲存。

⑦在操作閉鎖狀態下，供電系統支持對系統所涉及到全部相關操作對象閉鎖功能的設定。通過此種方式，可最大限度的避免在供電系統運行中，出現操作人員操作失誤的問題。

2 煤礦供電系統自動化控制結構

在當前技術條件支持下，整個煤礦供電自動化系統主要是由以下四個部分所構成的：

①地面集控中心部分。

②工業以太網部分。

③自動化監控分站部分。

④現場智能測控單元部分。其他相關分站的下屬網絡結構均建立在RS 485信號并聯網絡的基礎之上實現綜合自動化控制與運行。

具體而言，可以做如下分析：

①在地面集控中心部分當中，將其直接設置于煤礦生產指揮控制中心當中，在系統主站支持下，實現對煤礦生產作業現場相關高壓饋電設備的集中性監視與控制。從結構組織的角度上來說，此部分主要配置了兩臺獨立運行的工控機、監督控制軟件以及UPS電源裝置。

②在工業以太網部分當中，其主要實現的是煤礦供電系統自動化控制系統主站與監控分站之間的連接、完成對相關信息的傳遞。在自動化控制系統的設計過程當中，主要應用到的技術為網絡冗余技術。該項技術的應用可顯著提高供電系統網絡通信的可靠性。同時，基于對煤礦井下工作環境防爆性的特殊要求，以及傳輸的遠距離實現，采用光纖作為了網絡系統的傳輸介質。從組織結構的角度上來說，此部分主要配置了光纖線路、光電轉換器設備。以及以太網網關。

③在自動化監控分站當中，主要實現的是現場監控單元與循環地之間的數據傳遞。所獲取的相關信息需要在經過自動化監控分站處理的基礎之上，傳遞給系統主站。同時，自動化監控分站還需要對主站所發出的控制指令加以接受，將其傳遞給相對應的現場監控單元，以此種方式實現操作的遠程性。從組織結構的角度上來說，此部分主要配置了嵌入式計算機設備、通信協議轉化器設備、以及相關的外圍設備與裝置。

④在現場測控單元當中，主要實現的是針對供電系統下屬相關設備以及線路運行狀態的監督、控制、與保護。同時，監測設備的運行工況還可以通過數據的方式，自現場測控單元傳遞至自動化分站當中，并接收遙控指令，保障對各項控制操作動作能夠得到有效的執行。

3 煤礦供電系統自動化控制設計方案

供電系統自動化控制設計需要解決的最主要問題在于監控分站的設計方式。當中，從硬件設計的角度上來說，監控分站主要由光電轉換器設備、嵌入式計算機設備、通信協議轉化器設備以及相關的外圍設備與裝置所組成。監控分站需要對現場監控單元中的相關數據與信息進行循環性的采集與處理，并將這部分數據轉化成為OPC服務器可識別的數據格式。進而，在OPC服務器作用之下，完成相對于主站信息的傳遞與接收。

在監控分站的軟件設計方面，供電自動化控制系統中，監控分站所選取的操作系統為穩定性較好的Windows XP操作系統。同時對于開發軟件的選取，是建立在VC++6.0工具基礎之上，聯合OPC同臺鏈接庫以及Active X通信控件所實現的。在實際應用過程當中，以COM口為載體，能夠實現分站監控程序與現場測控單元循環地在數據信息方面的傳遞。同時，COM口還可支持對系統主站的數據傳遞。在此基礎之上，現場測控單元與分站之間的數據通信是監理在Active X串行通信控件技術之上所完成的。最后，在引入OPC Server軟件庫的條件下，可通過對應用程序接口標準化的轉換，達到簡化數據轉換與集成的目的。

4 結束語

伴隨著現代科學技術的持續發展與經濟社會現代化建設進程的日益完善，社會大眾的物質生活水平以及精神生活水平均得到了顯著的發展與提升。各行業領域對于煤炭能源的需求也在不斷的提升。對于從事煤炭能源開采開發工作的煤礦企業而言，除關注對煤礦開采質量的提升工作以外，還需要特別重視在煤礦生產作業全過程中安全性以及經濟性方面的保障。而供電系統的自動化控制也正是實現上述發展目標的關鍵問題之一。總而言之，本文針對有關煤礦供電系統自動化控制設計過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為后續研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助，望能夠引起各方特別關注與重視。

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年會論文匯編.2007.

作者簡介：

周俊（1984-），男，安徽肥東人，2008年6月畢業于安徽理工大學電氣工程及其自動化專業，現工作于淮北岱河礦業有限責任公司機電科，從事煤礦機電技術管理工作。