未曉妃
安科瑞斷電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:當(dāng)前我國很多煤礦企業(yè)在市場環(huán)境中發(fā)展越來越困難,同時(shí)隨著煤礦企業(yè)運(yùn)作成本的不斷提高,進(jìn)一步壓縮了煤礦企業(yè)的利潤空間,使很多煤礦企業(yè)都很難在復(fù)雜的市場環(huán)境中生存與發(fā)展。鑒于此,本文主要分析煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)改造。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);煤礦井下;改造;
隨著科技進(jìn)步,以及煤礦企業(yè)的安全改造及現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入和發(fā)展,建設(shè)“五優(yōu)”礦井,創(chuàng)建數(shù)字化礦山,已在國內(nèi)煤炭行業(yè)悄然展開,為保證礦井生產(chǎn)調(diào)度的可靠性,增設(shè)礦井電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)全礦電力調(diào)度管理的規(guī)范化、科學(xué)運(yùn)作,在當(dāng)前的環(huán)境狀況下,顯得尤為重要。
1 概述
1.1、礦區(qū)電力系統(tǒng)不能全覆蓋監(jiān)控
初期電力自動化監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)時(shí),井下和地面變電所的高壓開關(guān)大部分采取了更換保護(hù)裝置或者通信裝置的方式才基本實(shí)現(xiàn)了電氣信號監(jiān)測和部分高開的遙控操作功能,在礦區(qū)內(nèi)還有很多新建變電所和改造后的變電所因?yàn)橥ㄐ挪患嫒莶荒軐?shí)現(xiàn)監(jiān)控,還有一些地面重要負(fù)荷(如瓦斯抽放站、立井風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房等)受早期資金和技術(shù)限制也不能將數(shù)據(jù)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng),還需要人員24小時(shí)值守,隨時(shí)準(zhǔn)備倒閘操作和日常運(yùn)行巡視。
1.2、裝置通信容量不足
煤礦在后續(xù)的發(fā)展過程中先后新增加了2個(gè)采區(qū)供電和2個(gè)地面變電所供電,原有的電力自動化監(jiān)控裝置預(yù)留備用的通信接口就不足支撐接入多余設(shè)備;同時(shí)原有的監(jiān)控系統(tǒng)主要采用電纜通信,在通信速率上*大為100兆/秒,加之所監(jiān)控的設(shè)備數(shù)量眾多,在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中還受到大型設(shè)備電磁干擾,頻繁出現(xiàn)通信卡頓現(xiàn)象。
1.3、監(jiān)控裝置所監(jiān)控電氣參數(shù)有限
當(dāng)井下發(fā)生開關(guān)短路跳閘故障后,調(diào)度監(jiān)控人員不能夠快速知道井下配電室高壓設(shè)備情況以及保護(hù)所報(bào)的故障信息,對技術(shù)人員排除故障,快速分析事故,以及高壓設(shè)備自我檢測等功能。
2 煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)組成分析
2.1、系統(tǒng)硬件組成
系統(tǒng)硬件主要由以下幾部分組成:電力監(jiān)控分站、高壓配電裝置、低壓組合開關(guān)、智能保護(hù)控制器、防雷器、防爆交換機(jī)、工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源、配件。
電力監(jiān)控分站的作用主要有三部分:采集數(shù)據(jù)、顯示控制、通信傳輸。具體來說就是:電力監(jiān)控分站采集高壓饋電開關(guān)內(nèi)置的綜保信息,在就地的觸摸屏上顯示出來,然后再接入煤礦網(wǎng)絡(luò),上傳到地面,接收工控機(jī)的控制信號,控制高壓饋電開關(guān)動作。
電力監(jiān)控分站主要由以下幾部分組成:變壓器、電源、備用電池、顯示屏、鍵盤、通信管理機(jī)、光端機(jī)或光電轉(zhuǎn)換模塊(至少兩光兩電)。
2.2、供電監(jiān)控系統(tǒng)
供電監(jiān)控系統(tǒng)主要用于煤礦供電系統(tǒng)和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的監(jiān)測、控制、管理和安全保護(hù)等方面,實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)和設(shè)備的在線參數(shù)監(jiān)測、遠(yuǎn)程操作控制、實(shí)時(shí)事故報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、運(yùn)行安全保護(hù)、用電計(jì)量管理等監(jiān)控管理功能;提供遙測、遙信、遙調(diào)、遙控、遙視、遙播、遙訊、遙試“八遙操控”、事故報(bào)警、保護(hù)、定位和事故快速解決的手段,具有解決供電系統(tǒng)越級跳閘、電壓波動跳閘、漏電接地選線、突發(fā)停電事故恢復(fù)、負(fù)荷控制等電力運(yùn)行難題的實(shí)用方案,系統(tǒng)的高精度計(jì)量監(jiān)測、專*圖表分析工具、錄波分析工具和智能專家系統(tǒng),是加強(qiáng)供電管理、減少事故、降低損耗、節(jié)約電能、提高運(yùn)行效率和管理水平的*新現(xiàn)代化工具,運(yùn)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作控制和智能程控技術(shù),實(shí)現(xiàn)煤礦供電系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備的*面自動化無人值守智能監(jiān)控管理。
電力監(jiān)控系統(tǒng)建立在1 000 M冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、高速專用電力監(jiān)控現(xiàn)場總線、CAN/RS485工業(yè)現(xiàn)場總線、無線通信構(gòu)成的多層分布式煤礦寬帶工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺上,配有各種電力監(jiān)控應(yīng)用軟件,是集監(jiān)控、顯示、保護(hù)、控制、采集等多種功能的監(jiān)控系統(tǒng),根據(jù)需要可在不同網(wǎng)絡(luò)層接入不同通訊接口的各種監(jiān)控裝置和各種設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),兼容各種接口設(shè)備。同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)與礦井自動化信息平臺無縫連接,為信息平臺提供供電數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)一*化的全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控和自動化、信息化系統(tǒng)。
系統(tǒng)將供電系統(tǒng)監(jiān)控、變電所環(huán)境監(jiān)控及電話、IP廣播、視頻等多源異質(zhì)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控、視頻、語音、廣播聯(lián)動,建立了一套綜合性多媒體數(shù)字化電力監(jiān)控管理系統(tǒng),監(jiān)控的內(nèi)容和范圍更寬、更*面,使管理和操控人員在*面的多媒體信息化環(huán)境中身臨其境般的實(shí)現(xiàn)更加可靠的遠(yuǎn)程管理和操控。
3 煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)改造
3.1、電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主站升級
在礦井調(diào)度室電力監(jiān)控中*更換安裝了6臺工業(yè)級監(jiān)控服務(wù)器,4臺工業(yè)級電力監(jiān)控上位機(jī),為了防止在今后使用過程中減少電腦病*入侵的可能性,保障監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)上的運(yùn)行安全可靠,采用了linux中文版操作系統(tǒng),同時(shí)升級安裝了6臺千兆網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器、6臺光纖網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器,1套獨(dú)立無間斷電源系統(tǒng)、1套綜合信息發(fā)布系統(tǒng)。
3.2、電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控分站優(yōu)化
在井下和地面的各個(gè)變電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)分站的改造上,在每個(gè)變電所數(shù)據(jù)傳輸分站裝置內(nèi)都新配備了了防爆型千兆光纖交換服務(wù)器,對于新建的變電所,直接將保護(hù)接入光纖交換機(jī)進(jìn)行通信,將原來監(jiān)控系統(tǒng)的百兆通信傳輸升級為千兆傳輸,源頭上避免的傳輸卡頓、信號丟包、數(shù)據(jù)延遲等情況,并且在各分站之間實(shí)現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)。在保障監(jiān)控分站供電電源上使用了KDW0.3/660A型雙回路無間斷電源裝置,確保在全礦井失電等*端情況下的監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。
3.3、自動化控制系統(tǒng)的內(nèi)部功能設(shè)計(jì)
3.4、電力監(jiān)控系統(tǒng)單元節(jié)點(diǎn)改造
每一個(gè)高爆開關(guān)都增加了DMP-5102B型智能終端,智能終端能夠就地采集開關(guān)的位置信息、電氣信號量以及溫度信息,同時(shí)還能夠與綜保裝置進(jìn)行通信將綜保的保護(hù)動作事件信息打包以光纖傳輸?shù)姆绞絺髦帘O(jiān)控分站。
3.5、遠(yuǎn)程遙控、遙測和視頻聯(lián)動應(yīng)用
新增加的智能終端能夠就地采集電氣數(shù)據(jù)的同時(shí),把各個(gè)開關(guān)斷路器的控制回路也接入各個(gè)智能終端,這樣操作人員就能夠在調(diào)度室遠(yuǎn)程控制各個(gè)變電所開關(guān)的斷路器分合閘,同時(shí)在各個(gè)變電所的安裝了海康威視的自動跟蹤球型攝像頭,在遠(yuǎn)程操作時(shí)將攝像頭對準(zhǔn)開關(guān),觀察遠(yuǎn)程操作時(shí)開關(guān)的變位情況和運(yùn)行情況,同時(shí)還能對人員現(xiàn)場操作時(shí)的情況進(jìn)行監(jiān)督和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)。
4 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
4.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實(shí)現(xiàn)對變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
4.2應(yīng)用場所
辦公建筑(商務(wù)辦公、辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等)
旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)
科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)*衛(wèi)生、體育建筑)
通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中*等)
交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場、車站、碼頭建筑等)
廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo) 準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
4.4設(shè)備選型
總之,此次煤礦電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造實(shí)現(xiàn)了井下變電所的無人值守,做到了減人提效,*大的提升了礦井供電網(wǎng)的自動化水平,對煤礦供電系統(tǒng)的集中化、安全化提供了平臺支撐。
參考文獻(xiàn)
[1]周耀.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)改造研究.
[2]趙大磊.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].
[3]安科瑞電力監(jiān)控與保護(hù)類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊,2022.05.
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