安(ān)科(kē)瑞(ruì) 劉(liú)邁(mài)

　　摘(zhāi)要(yào)：煤礦供(gōng)電係(xì)統是煤(méi)礦生產(chǎn)的重(zhòng)要動力(lì)保障 , 一旦(dàn)電力(lì)中斷(duàn) , 生產將被迫(pò)停止 , 同時停(tíng)電後(hòu)容(róng)易發生瓦(wǎ)斯積(jī)聚(jù)爆炸(zhà)，淹(yān)井(jǐng)等惡性事(shì)故，現有配電室采用(yòng)不同廠(chǎng)商(shāng)的(dí)保護裝

　　置(zhì)產品(pǐn)，沒有形(xíng)成有(yǒu)效的監(jiān)控配(pèi)電係統，不便(biàn)於(yú)管理(lǐ)和實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守(shǒu)
。因(yīn)此(cǐ)，迫切需要(yào)一套智能監控配電係(xì)統(tǒng)來(lái)保(bǎo)護(hù)礦(kuàng)井的供(gōng)電安全
。目(mù)前，通(tōng)過使用電子計算(suàn)機(jī)達(dá)到(dào)以(yǐ)對信息進(jìn)行收(shōu)集，傳(chuán)送(sòng)以及(jí)處理為目(mù)的(dí)的*電(diàn)力綜合(hé)自(zì)動(dòng)化係統，能保證電網的(dí)安(ān)全，可靠和經濟(jì)運行(háng)
。

　　01概述

　　本文所研(yán)究(jiū)的(dí)某大(dà)型(xíng)現(xiàn)代化生(shēng)產(chǎn)礦井的運行特點為(wéi)工(gōng)作(zuò)負(fù)荷(hé)大，分布廣泛(fàn)，供(gōng)電係(xì)統(tǒng)復(fù)雜，其中(zhōng)地麵(miàn) 6kV 變電所(suǒ)，6kV 高壓機房，箱式變(biàn)壓器有(yǒu) 16 個，分布(bù)地麵工(gōng)業廣(guǎng)場，東(dōng)風井，北風(fēng)井，西(xī)風井，相互之間(jiān)距離(lí)較遠，通過(guò)建(jiàn)立地麵電(diàn)力集中自(zì)動(dòng)化係(xì)統，將數據(jù)信息傳送到地(dì)麵自(zì)動化(huà)控製中(zhōng)心，實現(xiàn)實時監測監控(kòng)和(hé)操(cāo)控等功(gōng)能(néng)，並且可(kě)以(yǐ)通過(guò) OPC 接口轉(zhuǎn)發向(xiàng)礦(kuàng)井(jǐng)綜(zōng)合自(zì)動(dòng)化平台(tái)提供(gōng)電網相關的(dí)運(yùn)行參(cān)數
。

　　02礦井地麵電力綜合(hé)自動化(huà)係統

　　安(ān)科(kē)瑞煤礦工業電力綜(zōng)合自動(dòng)化係統概述(shù)

　　該(gāi)礦(kuàng)地麵電力(lì)綜合自動化係統(tǒng)站控層，通(tōng)信(xìn)層(céng)，保(bǎo)護(hù)間隔層(céng)這主要的三部分共(gòng)同組(zǔ)成(chéng)
。地(dì)麵(miàn)電力綜合自動(dòng)化(huà)係(xì)統(tǒng)的主幹通訊網(wǎng)絡(luò)，依靠礦已(yǐ)經建設的(dí) 6 個(gè)地(dì)麵變電(diàn)所(suǒ)安裝的工業環網以(yǐ)太(tài)網(wǎng)交(jiāo)換機(jī)，實現(xiàn)網絡(luò)通訊
。在變電(diàn)所內安裝(zhuāng)通訊管理機，通訊管(guǎn)理機(jī)具(jù)有上(shàng)行網絡光 / 電口(kǒu)和下行 485 接口，上行(háng)通(tōng)過網絡(luò)電口接入到就(jiù)近的環(huán)網交(jiāo)換機(jī)內進行(háng)與已(yǐ)經建立(lì)的(dí)電力監(jiān)控(kòng)係統進(jìn)行通訊(xùn)，下行 RS485 接(jiē)口與(yǔ)變電所內的(dí)高(gāo)壓綜保(bǎo)相(xiāng)連接，實(shí)現綜保數據的采集及控製功(gōng)能(néng)
。而相關(guān)數據的實時(shí)收集工(gōng)作，主要是通(tōng)過(guò)站(zhàn)控(kòng)層實現的，其(qí)收集(jí)信(xìn)息的(dí)裝置首先(xiān)通(tōng)過現(xiàn)場(cháng)總綫與通信管(guǎn)理機相(xiāng)連後(hòu)，再(zài)與通信(xìn)網(wǎng)絡層(céng)的工業(yè)以(yǐ)太(tài)網(wǎng)交換(huàn)機與監控管理層建立聯係
。通信(xìn)服務(wù)器(qì)與通信(xìn)控製處(chǔ)理(lǐ)軟(ruǎn)件兩(liǎng)部(bù)分共同組(zǔ)成了通訊(xùn)網(wǎng)絡
。通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡(luò)主(zhǔ)要(yào)是通過對電(diàn)網運(yùn)行(háng)實時信息(xī)的(dí)采集和(hé)處理(lǐ)來(lái)反映各變電所實(shí)時(shí)的運行情況(kuàng)，以(yǐ)便(biàn)於(yú)相關(guān)人(rén)

　　員(yuán)能實時監測(cè)係(xì)統的動態，迅(xùn)速掌(zhǎng)握係統的(dí)變化，以達到對該(gāi)礦區(qū)地麵(miàn)變(biàn)電(diàn)所(suǒ)調度的(dí)集(jí)中
。

　　安科瑞(ruì)煤(méi)礦工業電力綜(zōng)合自(zì)動(dòng)化係(xì)統組成

　　在硬(yìng)件方麵，該係統主要由為通訊管理(lǐ)機(jī)，服務(wù)器以及監(jiān)控中(zhōng)心(xīn)工作(zuò)站等(děng)設(shè)備組成
。服務(wù)器采用雙份(fèn)熱備(bèi)用(yòng)運行模(mó)式，保(bǎo)證(zhèng)係(xì)統可靠
。其中通訊管(guǎn)理機共計設置(zhì) 8 台，根據(jù)礦(kuàng)工(gōng)業(yè)廣場變電所(suǒ)的距(jù)離設(shè)置(zhì)，其(qí)主(zhǔ)要功(gōng)能是具有多個下行(háng)通訊接(jiē)口及一(yī)個或者(zhě)多個上(shàng)行網(wǎng)絡(luò)接口，將(jiāng)變(biàn)電(diàn)所內(nèi)所有的(dí)智能監(jiān)控，保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置(zhì)的通訊數據整理匯總後，實(shí)時上送(sòng)監控(kòng)中(zhōng)心後(hòu)台機，完成遙信，遙測功能(néng)；另一方麵接收(shōu)後(hòu)台機(jī)下達的(dí)命令，並轉發給變(biàn)電所(suǒ)內的智能控製(zhì)單(dān)元，完(wán)成(chéng)對(duì)變(biàn)電所內各(gè)開關設備的分(fēn)，合(hé)閘遠(yuǎn)方控(kòng)製，參數(shù)整定，實現遙控(kòng)和(hé)遙調功(gōng)能(néng)；同(tóng)時配備多個串(chuàn)行(háng)接(jiē)口，便於變電所內的其(qí)它智能設(shè)備通(tōng)訊
。

　　2 台服(fú)務(wù)器放置(zhì)在(zài)服(fú)務器(qì)機(jī)房，實(shí)現(xiàn)對整(zhěng)個(gè)礦區全部變電所的(dí)所(suǒ)有(yǒu)設備(bèi)的(dí)運行情況(kuàng)進行(háng)監(jiān)測與控(kòng)製
。若一台服(fú)務器發(fā)生故(gù)障(zhàng)，另一(yī)台服務(wù)器(qì)則在執(zhí)行(háng)本身功(gōng)能(néng)的(dí)基礎(chǔ)上(shàng)，還會替代(dài)故(gù)障服(fú)務器的(dí)功能(néng)，即執(zhí)行(háng)所有功能(néng)
。

　　2 台監控(kòng)中(zhōng)心(xīn)工作(zuò)站(zhàn)放(fàng)置在(zài)地麵(miàn)自(zì)動(dòng)化(huà)控(kòng)製中心，有人(rén)員(yuán)專(zhuān)門值守(shǒu)，負責(zé)對全礦各(gè)變(biàn)電(diàn)所進行(háng)實時(shí)的監控(kòng)，做到遠(yuǎn)程(chéng)控製
。

　　礦(kuàng)井(jǐng)地(dì)麵電(diàn)力(lì)綜(zōng)合自(zì)動(dòng)化(huà)係統係(xì)統功(gōng)能(néng)

　　對(duì)實(shí)時數據進行采集，處(chǔ)理(lǐ)，整個工作係統的監視與(yǔ)控製(zhì)是礦(kuàng)井地麵電力(lì)綜(zōng)合(hé)自動化(huà)係統(tǒng)的(dí)主要(yào)功能(néng)
。下麵(miàn)將主要將(jiāng)從數據采(cǎi)集和處理功(gōng)能兩(liǎng)方麵對該(gāi)係(xì)統實現的功(gōng)能進(jìn)行闡述(shù)
。

　　（1）數據采(cǎi)集功能(néng)
。數據(jù)采(cǎi)集(jí)是該(gāi)係統工作的(dí)最基礎的(dí)部分，係(xì)統(tǒng)通過實(shí)時收(shōu)集各監控子(zǐ)站傳(chuán)出(chū)的(dí)參數（如(rú)電流電(diàn)壓值(zhí)，有功功率，無(wú)功功(gōng)率(shuài)，功率因數，電度(dù)，開關所處(chǔ)狀(zhuàng)態(tài)，通信狀(zhuàng)態，保護器定(dìng)值等(děng)）來(lái)達到對礦井地(dì)麵(miàn)電網的(dí)遠(yuǎn)程(chéng)監控(kòng)的(dí)目的(dí)
。數(shù)據庫係統則(zé)是以(yǐ) SQL Sever 2008 係統(tǒng)為(wéi)基礎(chǔ)，實時(shí)的(dí)數據庫管(guǎn)理係統
。

　　（2）數據(jù)處(chǔ)理功(gōng)能
。係統的(dí)數(shù)據處理(lǐ)功能(néng)是將(jiāng)各(gè)種(zhǒng)數據(jù)全部采集(jí)之後執行的(dí)，最終實(shí)現(xiàn)變電所(suǒ)內開(kāi)關的遠程遙測，遙控，遙(yáo)調，要(yào)信等(děng)功能，以及在(zài)綫(xiàn)參數(shù)監測(cè)，故障定(dìng)位報警，歷(lì)史(shǐ)數據查詢，數據統計分(fēn)析(xī)，用電(diàn)計(jì)量(liáng)管(guǎn)理，開(kāi)關(guān)變(biàn)位告警，保(bǎo)護動(dòng)作(zuò)告(gào)警，電(diàn)壓(yā)電(diàn)流越限告警(jǐng)，並有文(wén)字(zì)窗口，聲(shēng)音(yīn)提示(shì)，短信發送(sòng)等功能
。

　　係統可(kě)靠性

　　電(diàn)力(lì)綜(zōng)合自(zì)動(dòng)化係統在礦(kuàng)井地(dì)麵變(biàn)電(diàn)站中具有(yǒu)良(liáng)好(hǎo)的應(yīng)用價值，能(néng)夠在維(wéi)護(hù)變電站(zhàn)安全穩定運行的(dí)同時，促(cù)進變(biàn)電站(zhàn)管理(lǐ)水平的(dí)不(bù)斷(duàn)提(tí)升，對(duì)智(zhì)能變電站(zhàn)的(dí)設(shè)備運(yùn)行(háng)及電能消(xiāo)耗進行(háng)科(kē)學(xué)化(huà)控製，從而(ér)保(bǎo)證(zhèng)電力(lì)企業(yè)的綜合(hé)效益
。同(tóng)時能提(tí)前(qián)發出(chū)故障(zhàng)警報，便於相(xiāng)關技術人(rén)員(yuán)及時發現(xiàn)電力(lì)係統(tǒng)中存(cún)在的問題(tí)，從而降(jiàng)低(dī)電(diàn)力事故(gù)發生幾率(shuài)
。

　　03變電站(zhàn)綜合自動(dòng)化(huà)係(xì)統產品介(jiè)紹(shào)與(yǔ)選(xuǎn)型(xíng)

　　係統功(gōng)能(néng)

　　（1）實(shí)時(shí)監測

　　Acrel-1000變電站(zhàn)綜合(hé)自動(dòng)化(huà)係統，以(yǐ)配(pèi)電一(yī)次圖的(dí)形式(shì)直觀(guān)顯(xiǎn)示配電綫路的(dí)運行(háng)狀態，實(shí)時監測各回路電(diàn)壓，電(diàn)流，功率，功(gōng)率因(yīn)數(shù)等(děng)電參(cān)數(shù)信(xìn)息，動(dòng)態監視各配(pèi)電回路斷路(lù)器，隔(gé)離開關(guān)，地刀等(děng)合(hé)，分(fēn)閘狀態及有關故障，告(gào)警等(děng)信(xìn)號(hào)
。

　　（2）報(bào)警(jǐng)處(chǔ)理

　　監(jiān)控係統具有事故(gù)報警(jǐng)功能(néng)
。事故(gù)報警包括非正常操作引起的斷路(lù)器跳閘(zhá)和(hé)保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)置動(dòng)作信號；預告報(bào)警(jǐng)包括一般設(shè)備變(biàn)位，狀態異常(cháng)信息(xī)，模擬(nǐ)量(liáng)或溫(wēn)度量越限等
。

　　1） 事故(gù)報警
。事(shì)故狀態(tài)方式(shì)時，事故(gù)報警立即(jí)發(fā)出音(yīn)響報(bào)警(jǐng)（報(bào)警音量(liáng)任意(yì)調(tiáo)節(jié)），操(cāo)作員(yuán)工(gōng)作(zuò)站的(dí)顯示畫麵(miàn)上(shàng)用顏(yán)色改(gǎi)變並閃爍表(biǎo)示(shì)該(gāi)設(shè)備(bèi)變位(wèi)，同時彈窗顯示紅(hóng)色(sè)報警(jǐng)條文，報(bào)警分為(wéi)實時報警(jǐng)和歷史(shǐ)報警(jǐng)，歷史(shǐ)報警條(tiáo)文(wén)具備選(xuǎn)擇查(chá)詢並打印的功能(néng)
。

　　事故(gù)報(bào)警通過手動，每(měi)次(cì)確認(rèn)一(yī)次(cì)報(bào)警(jǐng)
。報警一旦(dàn)確認，聲音，閃光(guāng)即停(tíng)止(zhǐ)
。

　　次(cì)事故報(bào)警(jǐng)發生階段，允許下(xià)一(yī)個報(bào)警(jǐng)信號(hào)進(jìn)入(rù)，即次(cì)報(bào)警(jǐng)不覆(fù)蓋(gài)上一次的(dí)報警內容(róng)
。報(bào)警處理具(jù)備在主(zhǔ)計算(suàn)機上(shàng)予(yú)以定義或退(tuì)出的(dí)功(gōng)能
。

　　2） 對每一測量值（包括計(jì)算(suàn)量值(zhí)），由(yóu)用(yòng)戶(hù)序列(liè)設置四種(zhǒng)規定的運(yùn)行限值（物理(lǐ)下(xià)限，告警下限，告(gào)警(jǐng)上(shàng)限，物(wù)理上限），分別定(dìng)義作(zuò)為(wéi)預告(gào)報警和(hé)事故報(bào)警(jǐng)
。

　　3） 開(kāi)關(guān)事故(gù)跳閘到設置的次數或(huò)開(kāi)關拉閘(zhá)到設(shè)置(zhì)的次數，推出報警(jǐng)信息(xī)，提(tí)示(shì)用戶檢(jiǎn)修
。

　　4）報警(jǐng)方(fāng)式
。

　　報(bào)警(jǐng)方式(shì)具(jù)有多(duō)種(zhǒng)表現(xiàn)形(xíng)式(shì)，包(bāo)括(kuò)彈(dàn)窗，畫麵(miàn)閃爍，聲光(guāng)報警器，語(yǔ)音，短(duǎn)信，電話等但不限(xiàn)於(yú)以(yǐ)上(shàng)幾種(zhǒng)方式，用戶(hù)根據(jù)自己(jǐ)的(dí)需要添(tiān)加(jiā)或(huò)修改報(bào)警(jǐng)信(xìn)息(xī)
。

　　（3）調節與(yǔ)控製

　　操(cāo)作員對(duì)需要(yào)控製(zhì)的電氣(qì)設(shè)備進(jìn)行(háng)控(kòng)製操作(zuò)
。監(jiān)控(kòng)係(xì)統具(jù)有操作監護功能(néng)，允(yǔn)許(xǔ)監護人員(yuán)在(zài)操作員工(gōng)作(zuò)站(zhàn)上(shàng)實施監(jiān)護，避免誤(wù)操(cāo)作(zuò)
。

　　操(cāo)作(zuò)控(kòng)製(zhì)分(fēn)為(wéi)四(sì)級(jí)：

　　一級控(kòng)製，設備(bèi)就地檢修(xiū)控(kòng)製(zhì)
。具有優(yōu)先級(jí)的控(kòng)製(zhì)權
。當(dāng)操(cāo)作人(rén)員將(jiāng)就(jiù)地設備的(dí)遠方(fāng)/就地切換開(kāi)關(guān)放(fàng)在就地位(wèi)置時(shí)，將閉(bì)鎖(suǒ)所有其(qí)他(tā)控製功能，隻(zhī)進行現場操作
。

　　二級控(kòng)製，間隔層後備控製
。其與第三級(jí)控製的切(qiē)換(huàn)在間(jiān)隔(gé)層完成(chéng)
。

　　三級控製(zhì)，站(zhàn)控(kòng)層(céng)控製
。該(gāi)級控(kòng)製(zhì)在操(cāo)作員工作站(zhàn)上(shàng)完成，具有(yǒu)遠(yuǎn)方/站控(kòng)層(céng)的切換
。

　　四(sì)級控製(zhì)，遠(yuǎn)方(fāng)控(kòng)製(zhì)，優先級
。

　　原則(zé)上間隔層控製和(hé)設備就(jiù)地(dì)控製作為(wéi)後(hòu)備操(cāo)作或(huò)檢修(xiū)操(cāo)作手段
。為防止誤(wù)操(cāo)作，在任(rèn)何控(kòng)製方式(shì)下都需采用分步操作(zuò)，即選(xuǎn)擇，返(fǎn)校，執行，並在(zài)站(zhàn)級層(céng)設(shè)置(zhì)操(cāo)作(zuò)員(yuán)，監護員口令及綫路(lù)代碼，以確(què)保(bǎo)操(cāo)作(zuò)的安全性和(hé)正(zhèng)確性
。對(duì)任(rèn)何操(cāo)作方式(shì)，保證隻(zhī)有(yǒu)在(zài)上一(yī)次(cì)操(cāo)作步驟完成後(hòu)，才(cái)進(jìn)行下一步(bù)操(cāo)作
。同(tóng)一時間(jiān)隻允(yǔn)許一種(zhǒng)控製(zhì)方(fāng)式(shì)
。

　　納(nà)入(rù)控製(zhì)的設備有：35kV及以下斷路(lù)器(qì)；35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接(jiē)地(dì)開關；站(zhàn)用電380V斷路(lù)器；主(zhǔ)變壓器分(fēn)接(jiē)頭；繼電保(bǎo)護裝置的遠方復歸及(jí)遠方(fāng)投(tóu)退(tuì)連(lián)接(jiē)片(piàn)
。

　　定時控製(zhì)
。操作員對(duì)需要控(kòng)製的(dí)電氣設備(bèi)進行定(dìng)時(shí)控製操作，設定(dìng)啟(qǐ)動和關閉(bì)時間(jiān)，完成定時(shí)控製
。

　　監(jiān)控(kòng)係(xì)統的控(kòng)製(zhì)輸出
。控製輸(shū)出的接(jiē)點(diǎn)為(wéi)無源接點(diǎn)，接點的容(róng)量(liáng)對直流為110V（220V），5A，對交(jiāo)流(liú)為220V，5A
。

　　（4）用戶(hù)權(quán)限(xiàn)管理(lǐ)

　　係統設置(zhì)了(liǎo)用戶權(quán)限管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能(néng)，通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠(gòu)防止未(wèi)經授(shòu)權的(dí)操作係(xì)統可以定義不同(tóng)操(cāo)作權限(xiàn)的(dí)權限組（如(rú)管理員(yuán)，維(wéi)護(hù)員，值班員組等），在每個權限組裏添加(jiā)用(yòng)戶名和密碼(mǎ)，為係統運(yùn)行(háng)，維(wéi)護(hù)，管理提供可靠(kào)的(dí)安全(quán)保障(zhàng)
。