變電所無人值守監控系統分析

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摘要：基于礦產資源開采供電管理日益發展為智能化與數字化，礦產企業對礦井供電系統的可靠與安全運行的要求越來越高，礦井變電所逐步由“有人操作和值守”的狀態轉變為“無人操作和值守”的狀態。事實證實，礦井變電所應用無人值守監控系統，可以實現遠程控制，從而使安全、高效的生產目標實現。為此，本文重點分析了無人值守變電所監控系統的技術構架、監控系統的設計原則、硬件和軟件設計組成部分，以及礦井變電所無人值守監控系統的應用功能與意義。

關鍵詞：礦井；變電所；無人值守；監控系統

對于礦井開采工程而言，供配電系統是十分關鍵的一個組成部分，變電所是否安全穩定運行關乎礦井開采能否順利進行。因為礦井之下存在較多的負荷種類和廣泛的分布區域，其地質條件和工作環境都較為復雜，一些不穩定要素存在，往往出現停送電時間長等現象，這嚴重威脅礦井開采的安全[1]。基于持續進步的礦井開采技術，礦產企業逐步應用一系列先進控制系統和大型機電裝置，這提升了供電質量標準[2]。

1礦井變電所無人值守監控系統的設計原則

一是作為電網調度自動化系統的一個子系統，礦井變電所無人值守監控系統務必遵循整體的電網調度自動化設計標準，以及需要根據電網安全、資源共享、信息傳輸的原則布置設備的功能。二是需要根據下放的原則配置系統的功能，一切可以在間隔層執行的控制和保護功能，勿需通過網絡和監控主機。三是不禁止同時存在就地和遠方控制操作，遵循以遠方為主導、就地為輔助的設計原則，且由設計及制造上保障僅僅有一種控制方式在相同的時間有效。四是一體化設計測控與保護，進而確保保護動作的可靠性和獨立性。五是注重交流采樣技術的應用，以使測量精度提升，應用計算機監視信號，確保多次應用和一次采集信息的原則，進而使信息的可靠性和實時性提升。六是礦井變電所的電磁干擾非常強，以抗電磁干擾作為視角而言，需要選擇光纖的通信介質。

2礦井變電所無人值守監控系統的硬件和軟件設計組成部分

綜合自動化裝置的布置可以測控變電所的低壓饋電開關和高壓配電設備的動態。結合光電收發器連接監控主機和綜合自動化裝置，而綜合自動化裝置與監控主機一起組成測控網絡。井上監控主機的價值在于管理信息數據、設置參數、監視變電所環境、模擬呈現供電系統等。（1）礦井變電所無人值守監控系統的硬件設計組成部分。一是信息數據的通信網絡。礦井變電所綜合自動化裝置的組成部分是一至四個測控單元，CPU間應用RS—485現場總線；連接應用多模光纜，選擇8芯和16芯的屏蔽電纜充當通信介質，其可以達到9600bps以上的通信速率和10km以上的傳輸距離。二是智能接口電路。在中央變電所進行設置，可以實現的接口光端數量是16個，進而對所有礦井變電所綜合自動化裝置進行連接。三是綜合自動化裝置。綜合自動化裝置的模塊組成部分是運動控制、光電隔離開關量和交流采樣、CPU、電源等。四是監控主機。在礦井調度室放置監控主機，主要負責監視變電所環境、設置參數、顯示協調接線圖、管理系統數據、顯示報警、打印報表、發送指令等，為此較多應用工業控制計算機。（2）礦井變電所無人值守監控系統的軟件設計組成部分。一是監控軟件。重點應用變電所監控軟件，處在windowsXP的環境中。其編制結合SCADA采集和監控數據的系統軟件，主要進行遠程調試、生成報表、操作遙控、記錄事件等事務。二是視頻監控軟件。礦井變電所無人值守網絡層，包括物理通訊網絡及其中間層通訊設備，例如，監控分站、通訊管理機等，主要解決了系統數據輸出的問題，可以利用現有的數據傳輸網絡來實現，重點對變電所攝像儀云臺、遠程燈光照明進行控制，并且可以在事故出現的情況下實時報警，且在場地圖像中自動錄入。

3礦井變電所無人值守監控系統的應用功能與意義

（1）礦井變電所無人值守監控系統的應用功能。應用無人值守監控系統具備非常多的功能，如保護功能、測控功能、報警功能、軟件功能等。一是保護功能。礦井變電所無人值守監控系統不但能夠使電流的限時和瞬時速斷實現，而且可以很好地防止漏電現象形成，實現電機保護和電流保護的功能。二是測控功能。礦井變電所無人值守監控系統能夠使交流采樣遙測、遙調、遙信、遙控等一系列測控功能實現。三是報警功能。變電所無人值守監控系統設置了電流參數，如果電流超限可以自主報警。四是軟件功能。變電所無人值守監控系統不但可以遠程監視設備運行現狀和主接線圖、實時呈現綜合自動化裝置傳輸的一系列遙測以及遙信數據，而且能夠及時監測設備的現狀，借助邏輯識別控制自動分合閘和下達命令。五是其它功能。礦井變電所無人值守監控系統不但具備以上的保護、測控、報警、軟件功能，而且還有事故錄波的功能，結合交流采樣實施動態跟蹤，可以將直流變送器部分省去，對故障波型進行系統地記錄，辨別故障的區域與類別，從而對變電所的實際情況實施遠程監控。（2）礦井變電所無人值守監控系統的應用意義。一是應用變電所無人值守監控系統，對于提升技術水平、社會效益、經濟效益等都具有重大的現實意義。二是應用變電所無人值守監控系統后，值班人員能夠結合實際現狀應用地面監控主機管理和調控生產，維修設備人員也可以結合有關的故障報警有目的性地處理故障問題，管理人員能夠結合礦井變電所無人值守監控系統提供的信息數據，開展更為科學與合理的決策。三是應用礦井變電所無人值守監控系統，能夠促進礦產資源生產、運輸設備的穩定運轉，減小因為失誤操作出現事故的概率，結合實際應用的調查分析證實，無人值守監控系統能夠減少60%~80%的事故。四是優質工業控制計算機在無人值守監控系統中的應用，不但能夠提高礦井變電所的安全性和可靠性，增強變電所處理事故或問題的技能，而且可以完善低壓開關面臨的記憶儲存和呈現上的缺陷。五是在實際應用變電所無人值守監控系統時，憑借高自動化水平、較易維護、便于操作等一系列優勢，可以使礦井變電所大大地節省財力、物力、人力，實現系統和設備維護人員數量的減少。應用礦井變電所無人值守監控系統能夠減小停電事故率，從而實現礦井開采效率和開采量的大大提升，確保每年增加礦產資源的開采總量，最終實現更加顯著的經濟效益。

4結語

綜上所述，結合以上分析的礦產變電所無人值守監控系統，能夠明確的是，在國內當前開采礦產資源的進程中，對供電質量的標準日益提升，這要求礦井變電所供電系統提升可靠性和安全性，從而使變電所電力控制的智能化實現，這無論是對于礦井安全事故的減少，還是變電所供電效率和質量的提高而言，都具備重大的現實意義。

作者:星躍明 劉永亮 單位:山東裕隆礦業集團有限公司唐陽煤礦