煤礦井下變電所自動(dòng)化建設(shè)

趙衛(wèi)平

摘 要：煤礦的綜合自動(dòng)化可以對(duì)生產(chǎn)的所有過(guò)程進(jìn)行全天候和各個(gè)方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與保護(hù)，其可以在一定程度上有效預(yù)防和控制災(zāi)害的發(fā)生，完成集中控制，實(shí)現(xiàn)有效利用資源和改進(jìn)作業(yè)環(huán)境、保護(hù)工作人員安全的目標(biāo)。煤礦井下變電所實(shí)施自動(dòng)化建設(shè)是煤礦綜合自動(dòng)化的核心部分。因此，對(duì)煤礦井下的變電所自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行研究分析有著深遠(yuǎn)意義。井下變電所作為煤礦的中心部分，關(guān)系著煤礦企業(yè)的正常發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)變電所的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得一定成果，并逐漸接近世界先進(jìn)水平。該文主要對(duì)煤礦井下的變電所自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：煤礦井下 變電所 自動(dòng)化

中圖分類號(hào)： TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)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(dòng)化技術(shù)通常是以微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控及有關(guān)數(shù)據(jù)收集等多種科學(xué)裝置作為基礎(chǔ)，完成煤礦井下變電所有關(guān)信息的自動(dòng)化處理，例如相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集自動(dòng)化和監(jiān)控電氣裝置運(yùn)行的自動(dòng)化以及保護(hù)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化等多個(gè)方面，因此將自動(dòng)化作為基礎(chǔ)的煤礦井下變電所一定要擁有協(xié)調(diào)變電所全部環(huán)節(jié)的控制保護(hù)和防護(hù)的一體化處理功能[1]。煤礦井下變電所自動(dòng)化創(chuàng)建一定要包含下述幾種基本功能：

（1）監(jiān)控控制中心可以監(jiān)視變電所中分閘、合閘狀況和變電所在高壓運(yùn)行過(guò)程中三相電流及電壓等有關(guān)參數(shù)發(fā)生的有關(guān)變化。

（2）系統(tǒng)故障可以準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)保護(hù)同時(shí)上傳。

（3）現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以進(jìn)行監(jiān)視工作，同時(shí)顯示出有關(guān)操作記錄。

（4）依據(jù)模擬歷史完成數(shù)據(jù)相關(guān)保存工作。

2 煤礦井下變電所自動(dòng)化建設(shè)的關(guān)鍵性

在以往的煤礦井下系統(tǒng)中，電力裝置相對(duì)老舊、落后，直接影響煤礦的安全生產(chǎn)，難以滿足現(xiàn)今煤礦企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的要求，并且常常出現(xiàn)重大安全事故，在供電方面也難以確保供電的連續(xù)性。另外，通常情況下無(wú)法滿足調(diào)度中心所傳輸?shù)挠嘘P(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)要求，在很大程度上制約著電力調(diào)度管理。以往的煤礦井下變電所裝置在可靠性方面也相對(duì)較差，一般是進(jìn)行人工操作，每天的任務(wù)量十分繁重，且送電周期比較長(zhǎng)。在長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)難以提高電力運(yùn)行管理水平與自動(dòng)化水平。而煤礦進(jìn)行的變電所自動(dòng)化可以有效解決上述問(wèn)題，其主要由多臺(tái)計(jì)算機(jī)與規(guī)模相對(duì)較大的集成電路構(gòu)成，取代測(cè)量、監(jiān)視儀表及信號(hào)系統(tǒng)等，利用微機(jī)保護(hù)取代繼電保護(hù)，有效的解決了繼電保護(hù)單元難以和外界進(jìn)行通信的問(wèn)題。此系統(tǒng)能夠采集相對(duì)完整的數(shù)據(jù)與信息，運(yùn)用計(jì)算機(jī)所具備的高速計(jì)算能力與邏輯判斷功能，便于監(jiān)視與控制煤礦井下變電所有關(guān)裝置的運(yùn)行及操作。在許多煤礦逐漸向深部進(jìn)行開(kāi)采、產(chǎn)量大幅度提高及供電線路的進(jìn)一步延伸形勢(shì)下，井下變電所供電的安全與可靠性成為煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。相對(duì)健全的井下變電所自動(dòng)化系統(tǒng)，擁有比較準(zhǔn)確的信息檢測(cè)，相關(guān)數(shù)據(jù)采集和處理等優(yōu)勢(shì)，能夠確保生產(chǎn)裝置可以正常運(yùn)行[2]。對(duì)此，創(chuàng)建煤礦井下的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣事故的預(yù)防，將對(duì)停電事故，提高供電的安全性與可靠性有陣深遠(yuǎn)意義。

3 煤礦井下變電所自動(dòng)化建設(shè)

3.1 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

系統(tǒng)主要由測(cè)控保護(hù)設(shè)備和智能通訊管理機(jī)及后臺(tái)監(jiān)控構(gòu)成。首先是測(cè)控保護(hù)設(shè)備。其主要利用硬件設(shè)計(jì)，也就是相同的硬件系統(tǒng)上要配置不同的軟件實(shí)現(xiàn)線路和變壓器以及發(fā)電機(jī)等多種裝置的保護(hù)控制，從而有利于批量生產(chǎn)與用戶的掌握及維護(hù)，在很大程度上減低設(shè)計(jì)工作任務(wù)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(hù)與測(cè)控?fù)碛邢鄬?duì)獨(dú)立的采樣回路，不僅確保了測(cè)量的精度，還能夠確保保護(hù)的抗飽和功能。而測(cè)控保護(hù)設(shè)備通常由電源模件CPU模件及操作板模件等構(gòu)成，利用RS-485形式進(jìn)行通信。其次是智能通訊的管理機(jī)，其利用以工控機(jī)作為主體的硬件裝置，再配以通訊模板完成系統(tǒng)的所有通訊管理工作。系統(tǒng)的通訊管理主要完成各個(gè)和其相連接的測(cè)控保護(hù)設(shè)備信息的收集工作。還要負(fù)責(zé)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(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。利用通訊管理機(jī)中的觸摸屏能夠完成對(duì)智能檢測(cè)保護(hù)設(shè)備的遙控操作與定值修改及信號(hào)的復(fù)歸等有關(guān)功能。該通訊管理機(jī)可以集規(guī)約轉(zhuǎn)化和許多智能裝置通訊功能于一身，完成調(diào)度、直流屏、電度表和微機(jī)保護(hù)設(shè)備等有關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)交換工作。最后是后臺(tái)監(jiān)控，其是煤礦井下變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的主要控制與管理中心，一般是要實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、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(dòng)化系統(tǒng)中后臺(tái)監(jiān)控軟件利用的是開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，硬件具有較強(qiáng)的兼容性，而軟件具備良好的移植性，運(yùn)用的功能十分豐富[3]。此系統(tǒng)擁有相對(duì)強(qiáng)大的處理能力，而且響應(yīng)的時(shí)間非常小。通常情況下后臺(tái)監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)雙機(jī)備份，并且兩臺(tái)機(jī)器要處在工作狀態(tài)，一臺(tái)當(dāng)作主機(jī)，另外一臺(tái)當(dāng)作特備用主機(jī)。如果主機(jī)出現(xiàn)故障，這時(shí)備用主機(jī)能夠完成主機(jī)的工作，從而確保持續(xù)供電。

3.2 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

第一，實(shí)時(shí)顯示功能，能夠?qū)崟r(shí)顯示所有裝置的運(yùn)行狀態(tài)，例如開(kāi)關(guān)的分合等，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示模擬量。例如電壓和電流及無(wú)功等相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。能夠形成曲線和棒圖及餅圖等相對(duì)形象、直觀的圖形。第二，裝置故障和模擬量的越限報(bào)警，如果裝置出現(xiàn)故障或是模擬量超出限定值時(shí)，能夠同步顯示出現(xiàn)故障的裝置名稱和發(fā)生故障的原因、時(shí)間，同時(shí)能夠完成語(yǔ)音報(bào)警等工作。這時(shí)服務(wù)器會(huì)把故障信息輸入故障信息庫(kù)，便于后續(xù)查詢和統(tǒng)計(jì)分析。第三，通信功能，可以和地面計(jì)算機(jī)、模擬屏等多種智能裝置完成通信，還能夠把該系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)方調(diào)度等。第四，歷史數(shù)據(jù)查詢，煤礦井下電力裝置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠在各種時(shí)間間隔存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠完成歷史的回顯和趨勢(shì)的分析等工作。另外，測(cè)量獲取的開(kāi)關(guān)量和模擬量等能夠利用計(jì)算公式計(jì)算出數(shù)據(jù)，進(jìn)而形成歷史報(bào)表。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦井下變電所綜合自動(dòng)化建設(shè)能夠確保煤礦的安全與可靠運(yùn)行，在一定程度上減小煤礦企業(yè)的人力與成本的投入。因此，加強(qiáng)煤礦井下變電所綜合自動(dòng)化建設(shè)可以推動(dòng)煤礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)煤礦企業(yè)科學(xué)、安全體系的創(chuàng)建。

參考文獻(xiàn)

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