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營形勢對企業(yè)降低生產成本，提高煤礦生產效率，保障井上下安全供電的要求。

關鍵詞：煤礦 自動化 生產效率 智能控制

0 引言

近年來，隨著國民經濟的迅猛發(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、網絡交換機。采用模型參數識別方法，跟蹤故障前后電網參數變化，實現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，實現電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數的智能監(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、數據存儲器、網絡接口、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，網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據庫之間的通信均通過共享內存數據庫和ODBC完成。實時數據庫是SCADA系統(tǒng)的核心，實現機器內各應用程序的實時數據交換，通過網絡通訊程序將實時數據擴展到整個網絡。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。實時數據庫功能模塊：它主要完成實時數據庫的建立、維護、訪問以及歷史數據生成等功能，它是整個系統(tǒng)的基礎和核心。實時數據庫描述了電力自動化系統(tǒng)監(jiān)控、管理數據點的集合。網絡通信模塊：網絡通信模塊是監(jiān)控軟件系統(tǒng)中的實時網絡通信內核，擔負網絡系統(tǒng)計算機之間實時數據的傳輸任務，保證系統(tǒng)各節(jié)點實時數據的一致性。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 數據庫管理系統(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。可根據需要選擇遠動的調度端對時、GPS授時裝置對時，并可根據實際的運行工況來自動識別。系統(tǒng)采用現場總線、工業(yè)以太網等技術構成實時控制網絡。

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)控對收到的數據進行智能判斷，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)約生產成本的降低提供了新的思路，遠程操控、無線網絡技術的應用都能夠有效的節(jié)約生產成本，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，有望實現真正意義上的變電所無人值守。

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