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礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)的應用

安科瑞微電網(wǎng)研究院 ? 來源:安科瑞微電網(wǎng)研究院 ? 作者:安科瑞微電網(wǎng)研究 ? 2022-11-10 09:05 ? 次閱讀

01、概述

本文所研究的某大型現(xiàn)代化生產(chǎn)礦井的運行特點為工作負荷大、分布廣泛、供電系統(tǒng)復雜,其中地面 6kV 變電所、6kV 高壓機房、箱式變壓器有 16 個,分布地面工業(yè)廣場、東風井、北風井、西風井,相互之間距離較遠,通過建立地面電力集中自動化系統(tǒng),將數(shù)據(jù)信息傳送到地面自動化控制中心,實現(xiàn)實時監(jiān)測監(jiān)控和操控等功能,并且可以通過 OPC 接口轉發(fā)向礦井綜合自動化平臺提供電網(wǎng)相關的運行參數(shù)。

02、礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)

礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)概述

該礦地面電力綜合自動化系統(tǒng)站控層、通信層、保護間隔層這主要的三部分共同組成。地面電力綜合自動化系統(tǒng)的主干通訊網(wǎng)絡,依靠礦已經(jīng)建設的 6 個地面變電所安裝的工業(yè)環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)交換機,實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊。在變電所內安裝通訊管理機,通訊管理機具有上行網(wǎng)絡光/ 電口和下行 485 接口,上行通過網(wǎng)絡電口接入到就近的環(huán)網(wǎng)交換機內進行與已經(jīng)建立的電力監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊,下行 RS485 接口與變電所內的高壓綜保相連接,實現(xiàn)綜保數(shù)據(jù)的采集及控制功能。而相關數(shù)據(jù)的實時收集工作,主要是通過站控層實現(xiàn)的,其收集信息的裝置首先通過現(xiàn)場總線與通信管理機相連后,再與通信網(wǎng)絡層的工業(yè)以太網(wǎng)交換機與監(jiān)控管理層建立聯(lián)系。通信服務器與通信控制處理軟件兩部分共同組成了通訊網(wǎng)絡。通信網(wǎng)絡主要是通過對電網(wǎng)運行實時信息的采集和處理來反映各變電所實時的運行情況,以便于相關人

員能實時監(jiān)測系統(tǒng)的動態(tài),迅速掌握系統(tǒng)的變化,以達到對該礦區(qū)地面變電所調度的集中。

礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)組成

在硬件方面,該系統(tǒng)主要由為通訊管理機、服務器以及監(jiān)控中心工作站等設備組成。服務器采用雙份熱備用運行模式,保證系統(tǒng)可靠。其中通訊管理機共計設置 8 臺,根據(jù)礦工業(yè)廣場變電所的距離設置,其主要功能是具有多個下行通訊接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡接口,將變電所內所有的智能監(jiān)控、保護裝置的通訊數(shù)據(jù)整理匯總后,實時上送監(jiān)控中心后臺機,完成遙信、遙測功能;另一方面接收后臺機下達的命令,并轉發(fā)給變電所內的智能控制單元,完成對變電所內各開關設備的分、合閘遠方控制、參數(shù)整定,實現(xiàn)遙控和遙調功能;同時配備多個串行接口,便于變電所內的其它智能設備通訊。

2 臺服務器放置在服務器機房,實現(xiàn)對整個礦區(qū)全部變電所的所有設備的運行情況進行監(jiān)測與控制。若一臺服務器發(fā)生故障,另一臺服務器則在執(zhí)行本身功能的基礎上,還會替代故障服務器的功能,即執(zhí)行所有功能。

2 臺監(jiān)控中心工作站放置在地面自動化控制中心,有人員專門值守,負責對全礦各變電所進行實時的監(jiān)控,做到遠程控制。

礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)系統(tǒng)功能

對實時數(shù)據(jù)進行采集、處理,整個工作系統(tǒng)的監(jiān)視與控制是礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)的主要功能。下面將主要將從數(shù)據(jù)采集和處理功能兩方面對該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能進行闡述。

(1)數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)采集是該系統(tǒng)工作的最基礎的部分,系統(tǒng)通過實時收集各監(jiān)控子站傳出的參數(shù)(如電流電壓值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電度、開關所處狀態(tài)、通信狀態(tài)、保護器定值等)來達到對礦井地面電網(wǎng)的遠程監(jiān)控的目的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則是以 SQL Sever 2008 系統(tǒng)為基礎,實時的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

(2)數(shù)據(jù)處理功能。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能是將各種數(shù)據(jù)全部采集之后執(zhí)行的,最終實現(xiàn)變電所內開關的遠程遙測、遙控、遙調、要信等功能,以及在線參數(shù)監(jiān)測、故障定位報警、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、用電計量管理、開關變位告警、保護動作告警、電壓電流越限告警,并有文字窗口、聲音提示、短信發(fā)送等功能。

系統(tǒng)可靠性

電力綜合自動化系統(tǒng)在礦井地面變電站中具有良好的應用價值,能夠在維護變電站安全穩(wěn)定運行的同時,促進變電站管理水平的不斷提升,對智能變電站的設備運行及電能消耗進行科學化控制,從而保證電力企業(yè)的綜合效益。同時能提前發(fā)出故障警報,便于相關技術人員及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的問題,從而降低電力事故發(fā)生幾率。

03、變電站綜合自動化系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

系統(tǒng)功能

(1)實時監(jiān)測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng),以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。

(2)報警處理

監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號;預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1) 事故報警。事故狀態(tài)方式時,事故報警立即發(fā)出音響報警(報警音量任意調節(jié)),操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位,同時彈窗顯示紅色報警條文,報警分為實時報警和歷史報警,歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。

事故報警通過手動,每次確認一次報警。報警一旦確認,聲音、閃光即停止。

次事故報警發(fā)生階段,允許下一個報警信號進入,即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2) 對每一測量值(包括計算量值),由用戶序列設置四種規(guī)定的運行限值(物理下限、告警下限、告警上限、物理上限),分別定義作為預告報警和事故報警。

3) 開關事故跳閘到指定次數(shù)或開關拉閘到指定次數(shù),推出報警信息,提示用戶檢修。

4)報警方式。

報警方式具有多種表現(xiàn)形式,包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式,用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報警信息。

(3)調節(jié)與控制

操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護功能,允許監(jiān)護人員在操作員工作站上實施監(jiān)護,避免誤操作。

操作控制分為四級:

一級控制,設備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時,將閉鎖所有其他控制功能,只進行現(xiàn)場操作。

二級控制,間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

三級控制,站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成,具有遠方/站控層的切換。

四級控制,遠方控制,優(yōu)先級。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作,在任何控制方式下都需采用分步操作,即選擇、返校、執(zhí)行,并在站級層設置操作員、監(jiān)護員口令及線路代碼,以確保操作的安全性和正確性。對任何操作方式,保證只有在上一次操作步驟完成后,才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。

納入控制的設備有:35kV及以下斷路器;35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接地開關;站用電380V斷路器;主變壓器分接頭;繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。

定時控制。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作,設定啟動和關閉時間,完成定時控制。

監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出??刂戚敵龅慕狱c為無源接點,接點的容量對直流為110V(220V)、5A,對交流為220V、5A。

(4)用戶權限管理

系統(tǒng)設置了用戶權限管理功能,通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作系統(tǒng)可以定義不同操作權限的權限組(如管理員、維護員、值班員組等),在每個權限組里添加用戶名和密碼,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

04、結束語

無論是對企業(yè)本身來說還是對社會來說,礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)的應用都是及其有利的。對企業(yè)自身來說,該系統(tǒng)的應用在更大程度上保證了相關工作人員的人身安全、提高有關用電管理方面的效率、降低噸煤電耗、大大改善了工作條件、提高企業(yè)的盈利水平以及市場競爭力。對社會來說,該系統(tǒng)的應用可以減少企業(yè)對能源的消耗的同時也可以做到對環(huán)境的影響更小。

審核編輯:郭婷

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原文標題:【微電網(wǎng)】關于礦井地面電力綜合自動化系統(tǒng)的研究與產(chǎn)品選型

文章出處:【微信號:安科瑞微電網(wǎng)研究院,微信公眾號:安科瑞微電網(wǎng)研究院】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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