礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)研究

劉朝成　張思賢

摘要：在電子信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，電力工業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化、高度知識(shí)化、高度技術(shù)化工業(yè)轉(zhuǎn)變，主要包括生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理信息化。其中管理信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱MIS)，在現(xiàn)階段被普遍認(rèn)為是由人和計(jì)算機(jī)設(shè)備或其他信息處理手段組成。礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是在原有的幾個(gè)分支系統(tǒng)已安全可靠運(yùn)行并取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有的硬件、軟件及信息資源，對(duì)分支系統(tǒng)重新整合、開發(fā)而形成的，它對(duì)提高礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理水平，增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力和企業(yè)的綜合效益正在產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)電網(wǎng) 管理信息系統(tǒng) 改造

1 技術(shù)方案設(shè)計(jì)及功能介紹

改造方案選擇了以下的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

1.1 變電站和電務(wù)廠管理中心之間連接網(wǎng)絡(luò) 考慮到現(xiàn)有通訊條件、項(xiàng)目投資及信道利用率等因素，礦區(qū)電網(wǎng)各個(gè)變電站至電務(wù)廠管理中心之間沒有建立計(jì)算機(jī)專用通信網(wǎng)絡(luò)。選擇以PSTN網(wǎng)為通信基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程互連，使用的主要設(shè)備有終端服務(wù)器、調(diào)制解調(diào)器等。選擇這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)變電站主機(jī)和電務(wù)廠管理中心終端服務(wù)器、辦公局域網(wǎng)互連，是一種能達(dá)到技術(shù)要求、具有較高性價(jià)比，同時(shí)還具有一定擴(kuò)展性的方式，因而，是一種比較經(jīng)濟(jì)和合理的方式。

1.2 電務(wù)廠管理中心和電力調(diào)度室之間連接網(wǎng)絡(luò) 考慮到SCADA屬實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性要求高，而且對(duì)安全調(diào)度起著舉足輕重的作用，因此選擇光纖為傳輸介質(zhì)建立起兩地之間的網(wǎng)絡(luò)專線連接。它不會(huì)降低SCADA系統(tǒng)自身的安全性，并能滿足網(wǎng)絡(luò)有較大的帶寬、較高的通信速率和大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。兩地之間距離相對(duì)較近(1~2kM)時(shí)，采用專用通道增加的投資不大。接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備將SCADA系統(tǒng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出的串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)在網(wǎng)路上傳輸，可實(shí)現(xiàn)只允許SCADA系統(tǒng)向礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，從而保證了SCADA系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性和安全性。

1.3 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)功能，見圖1所示。

其中，各個(gè)子系統(tǒng)及模塊的主要功能如下：

1.3.1 電力線路管理子系統(tǒng) ①存儲(chǔ)礦區(qū)供電系統(tǒng)接線圖、地理分布走向圖，且線路、桿塔等可局部放大、縮小，可點(diǎn)擊查看線路、桿塔的相關(guān)資料；利用各種形象圖符標(biāo)注線路下、桿塔周圍地形地貌及影響安全運(yùn)行的各種外界因素。②存儲(chǔ)礦區(qū)供電系統(tǒng)線路、桿塔等技術(shù)資料，具有多種方法查詢、統(tǒng)計(jì)。③線路維護(hù)車間日常安全生產(chǎn)、技術(shù)管理及線路標(biāo)準(zhǔn)化等方面的資料管理。

1.3.2 微機(jī)防止誤操作子系統(tǒng) 微機(jī)防止誤操作子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①正常情況下，變電站主機(jī)接受RTU傳送的實(shí)時(shí)信息，供變電站值班人員監(jiān)視本站安全運(yùn)行情況。②有操作時(shí)，變電站主機(jī)切換為虛擬智能模擬圖板工作方式，首先接收RTU發(fā)來(lái)的遙測(cè)信息，經(jīng)值班人員校核，保證接線圖顯示狀態(tài)與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)一致；其次利用鼠標(biāo)在變電站主機(jī)上模擬操作，如果操作錯(cuò)誤，給出音響及文字警告，終止本次操作；在操作正確時(shí)，一方面打印操作票，另一方面將正確操作步驟寫入電腦鑰匙；值班人員手持電腦鑰匙，按操作票步驟逐一開鎖操作，從而可實(shí)現(xiàn)“五防”功能；增加閉鎖功能，防止運(yùn)行方式變化時(shí)因誤調(diào)度或誤操作出現(xiàn)全站失壓或電廠非周期并車；地線狀態(tài)能夠通過(guò)電腦鑰匙虛擬采集，并能在接線圖上顯示接地符號(hào)。

1.3.3 礦區(qū)電網(wǎng)事故處理決策子系統(tǒng) 根據(jù)SCADA系統(tǒng)事故跳閘信息和制定的電網(wǎng)事故救援預(yù)案，輸入一定條件系統(tǒng)就自動(dòng)給出運(yùn)行方式調(diào)整、保護(hù)和自動(dòng)裝置投退方案，提出注意事項(xiàng)，指導(dǎo)電網(wǎng)調(diào)度人員和變電站值班人員快速、正確處理事故。

1.3.4 操作票和工作票子系統(tǒng) ①實(shí)現(xiàn)工作票快速生成，且符合規(guī)程要求的簽發(fā)、審批、傳遞程度。②操作票具備三種開票方式：人工錄入開票，調(diào)用典型或歷史操作票，模擬預(yù)演開票。③具有工作票、操作票存儲(chǔ)、打印、統(tǒng)計(jì)、編號(hào)、查詢等功能。④操作票的培訓(xùn)功能：隨機(jī)開票練習(xí)功能；指定開票練習(xí)功能。

1.3.5 變電站運(yùn)行信息管理子系統(tǒng) ①檢修計(jì)劃管理：生產(chǎn)任務(wù)流程化管理，在年度生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，自動(dòng)生成季度及月度計(jì)劃；零星檢修工作錄入后，形成月度生產(chǎn)任務(wù)完成報(bào)表，并根據(jù)設(shè)備檢修性質(zhì)自動(dòng)記入檢修記錄。②安全生產(chǎn)管理：安全活動(dòng)及培訓(xùn)、安全設(shè)施管理、隱患排查處理及統(tǒng)計(jì)分析等管理。③運(yùn)行記錄管理：無(wú)筆化運(yùn)行日志，專項(xiàng)記錄管理，各種報(bào)表管理等。④變電站設(shè)備管理：建立設(shè)備臺(tái)帳并具有多種查詢功能，設(shè)備巡視檢查的記錄、規(guī)定及缺陷閉合管理，設(shè)備評(píng)定級(jí)工作等。

1.3.6 設(shè)備管理子系統(tǒng) ①變配電設(shè)備綜合管理：設(shè)備臺(tái)帳及技術(shù)參數(shù)存儲(chǔ)、修改，查詢方式多樣化，自動(dòng)修改變電站設(shè)備臺(tái)帳，設(shè)備購(gòu)置、驗(yàn)收、安裝、投運(yùn)、報(bào)廢管理等。②設(shè)備檢修管理：檢修周期管理(到期提前預(yù)警)，檢修、試驗(yàn)記錄及報(bào)表管理，設(shè)備重大缺陷統(tǒng)計(jì)分析管理。

1.3.7 輔助管理子系統(tǒng)功能 ①職工培訓(xùn)：健全各工種題庫(kù)，根據(jù)不同級(jí)別從題庫(kù)中隨機(jī)抽取試題生成試卷，充分利用多媒體功能，寓教于樂；建立職工培訓(xùn)及獎(jiǎng)懲檔案。②變電站輔助資料管理和發(fā)布。

1.3.8 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊 將來(lái)自SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范轉(zhuǎn)換，并將已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)信息轉(zhuǎn)換模塊可供電務(wù)廠管理中心各部門查看電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息。

1.3.9 信息轉(zhuǎn)換模塊 實(shí)現(xiàn)OA系統(tǒng)和礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)的互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換，同時(shí)提供多種信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的接口：已連入OA系統(tǒng)的電務(wù)廠管理中心各部門可通過(guò)信息轉(zhuǎn)換模塊隨時(shí)查閱各變電站的有關(guān)信息。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 該系統(tǒng)充分利用了OA系統(tǒng)的硬件資源和SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息資源，在兩個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)礦區(qū)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，形成一個(gè)統(tǒng)一的一體化平臺(tái)，系統(tǒng)集成度高，可達(dá)到多種信息共享和交換，資源得以有效利用。

2.2 微機(jī)防止誤操作子系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用能夠杜絕變電站人為誤操作事故，提高了電力調(diào)度和變電站操作的安全性。

2.3 礦區(qū)電網(wǎng)事故處理決策子系統(tǒng)有利于快速、正確處理供電系統(tǒng)出現(xiàn)的重大事故，使礦區(qū)電網(wǎng)事故救援預(yù)案更好地發(fā)揮效用。

2.4 提高了輸配電線路及輸變電設(shè)備的資料管理利運(yùn)行管理水平，更有利于監(jiān)督考核，量化管理。

2.5 提高了變電站管理水平。通過(guò)對(duì)變電站達(dá)標(biāo)資料、日常運(yùn)行維護(hù)記錄、技術(shù)檔案、系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視等計(jì)算機(jī)管理，減少了重復(fù)勞動(dòng)；保證了數(shù)據(jù)的一致性和完善性；實(shí)現(xiàn)了無(wú)筆化和規(guī)范化作業(yè)。

2.6 通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各單位職工培訓(xùn)的網(wǎng)絡(luò)化。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)礦區(qū)電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)，提高了生產(chǎn)效率和供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)水平，提高了礦區(qū)電網(wǎng)安全可靠性，使得礦區(qū)電網(wǎng)的整體管理水平、安全水平邁上了一個(gè)新臺(tái)階。