煤礦井下變電所自動化建設

趙衛平

摘 要：煤礦的綜合自動化可以對生產的所有過程進行全天候和各個方位的實時監測與保護，其可以在一定程度上有效預防和控制災害的發生，完成集中控制，實現有效利用資源和改進作業環境、保護工作人員安全的目標。煤礦井下變電所實施自動化建設是煤礦綜合自動化的核心部分。因此，對煤礦井下的變電所自動化建設進行研究分析有著深遠意義。井下變電所作為煤礦的中心部分，關系著煤礦企業的正常發展。當前，國內變電所的自動化技術已經取得一定成果，并逐漸接近世界先進水平。該文主要對煤礦井下的變電所自動化建設進行了分析和研究。

關鍵詞：煤礦井下 變電所 自動化

中圖分類號： TM76 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2014）10（b）-0092-01

1 煤礦井下變電所的主要功能

煤礦井下變電所自動化技術通常是以微機保護與監控及有關數據收集等多種科學裝置作為基礎，完成煤礦井下變電所有關信息的自動化處理，例如相關數據的實時采集自動化和監控電氣裝置運行的自動化以及保護監測的自動化等多個方面，因此將自動化作為基礎的煤礦井下變電所一定要擁有協調變電所全部環節的控制保護和防護的一體化處理功能[1]。煤礦井下變電所自動化創建一定要包含下述幾種基本功能：

（1）監控控制中心可以監視變電所中分閘、合閘狀況和變電所在高壓運行過程中三相電流及電壓等有關參數發生的有關變化。

（2）系統故障可以準時自動保護同時上傳。

（3）現場工作人員可以進行監視工作，同時顯示出有關操作記錄。

（4）依據模擬歷史完成數據相關保存工作。

2 煤礦井下變電所自動化建設的關鍵性

在以往的煤礦井下系統中，電力裝置相對老舊、落后，直接影響煤礦的安全生產，難以滿足現今煤礦企業進一步發展的要求，并且常常出現重大安全事故，在供電方面也難以確保供電的連續性。另外，通常情況下無法滿足調度中心所傳輸的有關實時數據要求，在很大程度上制約著電力調度管理。以往的煤礦井下變電所裝置在可靠性方面也相對較差，一般是進行人工操作，每天的任務量十分繁重，且送電周期比較長。在長時間之內難以提高電力運行管理水平與自動化水平。而煤礦進行的變電所自動化可以有效解決上述問題，其主要由多臺計算機與規模相對較大的集成電路構成，取代測量、監視儀表及信號系統等，利用微機保護取代繼電保護，有效的解決了繼電保護單元難以和外界進行通信的問題。此系統能夠采集相對完整的數據與信息，運用計算機所具備的高速計算能力與邏輯判斷功能，便于監視與控制煤礦井下變電所有關裝置的運行及操作。在許多煤礦逐漸向深部進行開采、產量大幅度提高及供電線路的進一步延伸形勢下，井下變電所供電的安全與可靠性成為煤礦生產的關鍵因素之一。相對健全的井下變電所自動化系統，擁有比較準確的信息檢測，相關數據采集和處理等優勢，能夠確保生產裝置可以正常運行[2]。對此，創建煤礦井下的變電所自動化系統實現電氣事故的預防，將對停電事故，提高供電的安全性與可靠性有陣深遠意義。

3 煤礦井下變電所自動化建設

3.1 變電所自動化系統的構成

系統主要由測控保護設備和智能通訊管理機及后臺監控構成。首先是測控保護設備。其主要利用硬件設計，也就是相同的硬件系統上要配置不同的軟件實現線路和變壓器以及發電機等多種裝置的保護控制，從而有利于批量生產與用戶的掌握及維護，在很大程度上減低設計工作任務量，減小施工的難度。利用軟件中編輯菜單，能夠有效查詢采集的所有電氣量。而保護與測控擁有相對獨立的采樣回路，不僅確保了測量的精度，還能夠確保保護的抗飽和功能。而測控保護設備通常由電源模件CPU模件及操作板模件等構成，利用RS-485形式進行通信。其次是智能通訊的管理機，其利用以工控機作為主體的硬件裝置，再配以通訊模板完成系統的所有通訊管理工作。系統的通訊管理主要完成各個和其相連接的測控保護設備信息的收集工作。還要負責煤礦井下溫度和瓦斯及一氧化碳等方面的信息采集工作。將這些信息利用RS-485或是TCP/IP的方式傳送至后臺監控系統。利用通訊管理機中的觸摸屏能夠完成對智能檢測保護設備的遙控操作與定值修改及信號的復歸等有關功能。該通訊管理機可以集規約轉化和許多智能裝置通訊功能于一身，完成調度、直流屏、電度表和微機保護設備等有關設備的數據交換工作。最后是后臺監控，其是煤礦井下變電所自動化系統的主要控制與管理中心，一般是要實現變電站系統所有實時數據、裝置信息和電量信息等多種信息的共享共。煤礦井下變電所的自動化系統中后臺監控軟件利用的是開放式結構，硬件具有較強的兼容性，而軟件具備良好的移植性，運用的功能十分豐富[3]。此系統擁有相對強大的處理能力，而且響應的時間非常小。通常情況下后臺監控能夠實現雙機備份，并且兩臺機器要處在工作狀態，一臺當作主機，另外一臺當作特備用主機。如果主機出現故障，這時備用主機能夠完成主機的工作，從而確保持續供電。

3.2 變電所自動化系統實現的功能

第一，實時顯示功能，能夠實時顯示所有裝置的運行狀態，例如開關的分合等，并且能夠實時顯示模擬量。例如電壓和電流及無功等相關實時數據。能夠形成曲線和棒圖及餅圖等相對形象、直觀的圖形。第二，裝置故障和模擬量的越限報警，如果裝置出現故障或是模擬量超出限定值時，能夠同步顯示出現故障的裝置名稱和發生故障的原因、時間，同時能夠完成語音報警等工作。這時服務器會把故障信息輸入故障信息庫，便于后續查詢和統計分析。第三，通信功能，可以和地面計算機、模擬屏等多種智能裝置完成通信，還能夠把該系統的有關數據傳輸給相關監控系統及遠方調度等。第四，歷史數據查詢，煤礦井下電力裝置監測數據能夠在各種時間間隔存儲在歷史數據庫中，能夠完成歷史的回顯和趨勢的分析等工作。另外，測量獲取的開關量和模擬量等能夠利用計算公式計算出數據，進而形成歷史報表。

4 結語

綜上所述，煤礦井下變電所綜合自動化建設能夠確保煤礦的安全與可靠運行，在一定程度上減小煤礦企業的人力與成本的投入。因此，加強煤礦井下變電所綜合自動化建設可以推動煤礦企業的進一步發展，促進煤礦企業科學、安全體系的創建。

參考文獻

[1] 閆貴勤.綜合自動化在無人值班室變電站的應用[J].電力系統自動化，1996（11）.

[2] 楊新民.電力系統微機保護控制教材[J].北京：中國電力出版社，2012（26）.

[3] 柳春生.實用供配電技術問答（第二版）[J].北京：機械工業出版社，2010（18）.endprint