煤礦35KV變電站綜合自動化系統(tǒng)的思考與實踐

魯毅

摘要：隨著我國煤礦行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展以及自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，煤礦企業(yè)也要積極構(gòu)建自動化的35KV變電站綜合系統(tǒng)，以加強(qiáng)對煤礦變電站的實時監(jiān)控，保證煤礦35KV變電站的運行安全。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況建設(shè)綜合自動化系統(tǒng)，并合理選擇其核心裝置以及通信協(xié)議等，為35KV變電站實現(xiàn)綜合自動化創(chuàng)造有利條件。

關(guān)鍵詞：煤礦;35KV;變電站;綜合自動化系統(tǒng)

為了促進(jìn)我國煤礦的技術(shù)進(jìn)步和現(xiàn)代化發(fā)展，需要通過綜合自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)35KV變電站的無人值守，并自動對煤礦生產(chǎn)過程中配電網(wǎng)絡(luò)的電壓、有功以及無功功率以及電流等進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，同時自動完成信息傳輸、電能調(diào)度控制等管理任務(wù)。在構(gòu)建煤礦35KV變電站的綜合自動化系統(tǒng)時，要根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際運行工況來進(jìn)行確定自動化綜合系統(tǒng)的關(guān)鍵元件設(shè)備和通信協(xié)議等，以增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗干擾能力，從而為煤礦生產(chǎn)提供更加穩(wěn)定可靠的電力能源保障，為煤礦的安全生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

一、自動化綜合系統(tǒng)的主要構(gòu)成分析

（一）35KV變電站的自動化主站集控系統(tǒng)構(gòu)成

煤礦35KV的自動化綜合系統(tǒng)通常采用的是分布式結(jié)構(gòu)，主要包括站控層、網(wǎng)絡(luò)層以及間隔層等部分，而在煤礦35KV的自動化綜合系統(tǒng)中，集控主站是系統(tǒng)的主要組成部分，其主要包括雙前置機(jī)、SCADA服務(wù)器和工作站，以及視頻監(jiān)控主機(jī)和WEB服務(wù)器等，主要功能是對35KV變電站進(jìn)行監(jiān)控、操作管理以及遙巡等[1]。集控主站還直接關(guān)系到受控子站的調(diào)度運行以及維修管理。

（二）35KV變電站的自動化受控站系統(tǒng)分析

受控子站是自動化綜合系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，其主要包括監(jiān)控裝置、防閉鎖裝置以及視頻設(shè)備等，其主要功能是對變電站運行中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸和處理，并根據(jù)集控站的指令對變電站進(jìn)行自動化控制。受控子站系統(tǒng)主要采用統(tǒng)一式或分布式等結(jié)構(gòu)方式。

（三）35KV變電站的自動化管理監(jiān)控系統(tǒng)分析

1、自動化變電所管控系統(tǒng)分析

變電所自動化管控系統(tǒng)主要通過多媒體監(jiān)控設(shè)備以及場地監(jiān)控分站來對35KV變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測、操作管理、調(diào)整參數(shù)設(shè)施以及發(fā)出報警信息等，其既能夠獨立度變電所進(jìn)行控制管理，同時還可以接入到煤礦整體的綜合自動化網(wǎng)絡(luò)中。由于點點所采用的綜合性多媒體自動監(jiān)控站具有多路通訊接口，因此能夠與變電站內(nèi)的供電設(shè)備、保護(hù)以及傳感裝置相連接，并可以通過視頻畫面來對系統(tǒng)運行情況進(jìn)行動態(tài)模擬，詳細(xì)呈現(xiàn)變電站的設(shè)計參數(shù)、實時狀態(tài)參數(shù)、數(shù)據(jù)信息的曲線變化等。它能改善還可以與視頻監(jiān)控設(shè)備以及各種通訊設(shè)備相連接，從而實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和語音報警等功能。

2、自動化電力管控系統(tǒng)分析

在煤礦35KV變電站的綜合自動化系統(tǒng)中，電力管理監(jiān)控系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)對供電系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備的五遙操作，通過對供電系統(tǒng)的自動監(jiān)測來及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，自動發(fā)出預(yù)警信息并確定故障點。同時自動化電力管理監(jiān)控系統(tǒng)還可以借助錄波分析、圖表分析以及專家系統(tǒng)等專業(yè)分析系統(tǒng)來對收集的電壓波動跳閘、停電漏電以及接地故障等各種故障信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以提高供電系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，并減少能源損耗。此外，自動化電力管理控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對供電網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制以及智能化控制，從而提高煤礦35KV變電站電力控制調(diào)度的效率。

二、綜合自動化保護(hù)系統(tǒng)

（一）自動化保護(hù)測控裝置分析

煤礦35KV變電站綜合自動化系統(tǒng)中保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)速動控制，其不僅具有數(shù)字濾波和轉(zhuǎn)換A/D模數(shù)的功能，而且其抗干擾能力也比較突出。自動化保護(hù)裝置由于采用數(shù)字方式進(jìn)行自我診斷，因此其能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件中存在的安全隱患，并自動發(fā)出警報信息，保障了系統(tǒng)運行的安全性[2]。同時該自動化保護(hù)裝置還具有較好的擴(kuò)展性和兼容性，為數(shù)據(jù)信息的共享以及精確控制提供了平臺基礎(chǔ)。例如通過自動化差動保護(hù)可以對主變開關(guān)進(jìn)行自動化控制，其可以通過電流CT互感裝置、瓦斯感應(yīng)裝置以及變壓器溫度和負(fù)荷控制裝置來自動監(jiān)測線路的絕緣、過載過流以及過壓等情況，并可以通過通信接口來實現(xiàn)對差動保護(hù)裝置的遠(yuǎn)程控制。

（二）自動化防閉鎖裝置分析

煤礦35KV變電站綜合自動化系統(tǒng)中的防閉鎖裝置主要包括閉鎖控制器、閉鎖遙控裝置、直控數(shù)碼鎖和計算機(jī)鑰匙、控制主機(jī)以及操作屏幕等部分，并具備五防等多元化系統(tǒng)功能，是綜合自動化系統(tǒng)中的重要裝置之一。

三、自動化綜合系統(tǒng)通信協(xié)議分析

煤礦35KV變電站在綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)中要想實現(xiàn)無人值守以及遠(yuǎn)程自動化控制就必須根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點以及煤礦變電站的實際情況來進(jìn)行通訊協(xié)議的合理選擇。目前在煤礦35KV變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)中主要采用的是分布式控制結(jié)構(gòu)，其主要通過CPU的各通信管理單元來實現(xiàn)對變電站的自動化監(jiān)控、信息傳輸以及控制。在這一過程中，通信協(xié)議的應(yīng)用對自動化綜合系統(tǒng)中的主機(jī)、各工作站、各控制單元以及CPU單元等模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸具有十分重要的應(yīng)用，也是綜合系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制和各種功能的核心環(huán)節(jié)之一[3]。目前在煤礦35KV變電站綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)建中比較常用的通信協(xié)議主要包括循環(huán)CDT協(xié)議、遠(yuǎn)動通信協(xié)議、Modbus以及DNPV3.0等通信協(xié)議，煤礦企業(yè)應(yīng)結(jié)合自動化綜合系統(tǒng)的實際需要來選擇相應(yīng)的通信協(xié)議，以確保系統(tǒng)能夠具備五遙功能，在無人值守狀態(tài)下自動完成數(shù)據(jù)的控制測量以及傳輸管理，并為系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

四、總結(jié)

為了進(jìn)一步提高我國煤礦的自動化水平，促進(jìn)煤礦企業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，煤礦企業(yè)要積極應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，加強(qiáng)綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)建，從而實現(xiàn)35KV變電站的無人值守和自動化控制，通過對煤礦生產(chǎn)過程中電網(wǎng)運行情況的動態(tài)監(jiān)測來保障電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性，從而提高煤礦生產(chǎn)的安全性和連續(xù)性，減少安全事故的發(fā)生，降低煤礦生產(chǎn)經(jīng)驗成本，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]?李貝貝.某煤業(yè)有限責(zé)任公司35 kV變電站綜合自動化系統(tǒng)分析[J].資源信息與工程，2019，34（1）：73-74.

[2]?單旭.煤礦35kV變電站綜合自動化技術(shù)探析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（15）：50.

[3]?翟建財.煤礦變電站綜合自動化系統(tǒng)探析[J].山東煤炭科技，2016（10）：87-88+90.

（作者單位：銅川欣榮配售電有限公司）