自动化系统在煤矿地面变电所的应用

王晓峰

摘要：煤矿电气自动化对于降低企业生产成本、提升企业核心竞争力以及增强企业的安全保障具有重要意义，对煤矿地面变电所进行自动化改造也符合当前经营形势对企业降低生产成本，提高煤矿生产效率，保障井上下安全供电的要求。

关键词：煤矿 自动化 生产效率 智能控制

0 引言

近年来，随着国民经济的迅猛发展，电力负荷逐年提高，对供电的安全性和可靠性也提出了更高的要求，煤矿变电所进行自动化改造逐渐成为一种趋势。

1 地面变电所自动化改造组成及运用

1.1 地面变电所主接线系统为6kV进线2条，2组PT，母线为单母线分段接线，出线40回；承担着六矿的主要负荷，对供电可靠性要求高。

改造升级变电站自动化监控系统DS-2000，后台系统实现与所有保护测控装置、微机五防系统、低压配电系统、其他智能装置正常通讯和监控，实现与电力调度的远动信号传输。增加远动通讯屏一面，包含逆变电源装置、通讯管理机、网络交换机。采用模型参数识别方法，跟踪故障前后电网参数变化，实现选择性高压漏电保护，灵敏度高，速度快，动作准确。改造低压柜12面；增加电动操作机构36台，实现远动控制；增加低压智能保护模块12台，三相交流采集模块36台，实现电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数的智能监控。

DS-2000后台监控系统所有装置按工业级标准设计，采用全封闭防振机箱，防尘、防潮、防有害气体能力强，表现在以下方面：通用的硬件和软件平台，可靠性高，通用性强。采用INTEL、AD、TI、MOTORAL等主流厂商的工业级芯片，可稳定工作在宽温度工作范围：-10℃～70℃。CPU集程序存储器、数据存储器、网络接口、高速输入输出口于一体，总线不出芯片。采用16位A/D转换和无源低通滤波，精度高。保护功能不依赖通信网，网络瘫痪不影响保护正常运行。采用多种屏蔽、隔离、接地、滤波和软件抗干扰措施，通讯管理单元具有良好的电磁兼容性，组屏时不加抗干扰附件。装置采用整体面板方式，高度为标准2U机箱，内部插件为固定式，安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。

通讯管理机采用X86架构硬件平台，基于WINDOWS XP EMbedded的操作系统，拥有WINDOWS XP专业版的所有属性和功能。系统内核小、占用系统资源小、启动速度快、系统具有增强写保护等XP桌面版系统所不具备的功能。

1.2 监控软件应是具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠的变电站监控系统，由若干个功能模块组成，模块之间的通信以及模块与数据库之间的通信均通过共享内存数据库和ODBC完成。实时数据库是SCADA系统的核心，实现机器内各应用程序的实时数据交换，通过网络通讯程序将实时数据扩展到整个网络。电力监控软件的组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成，由以下几部分组成：图形界面开发程序：它是自动化工程设计师为实施其控制方案，在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。图形界面运行程序：在系统运行环境下，图形目标应用系统被图形界面运行载入内存并投入实时运行。实时数据库功能模块：它主要完成实时数据库的建立、维护、访问以及历史数据生成等功能，它是整个系统的基础和核心。实时数据库描述了电力自动化系统监控、管理数据点的集合。网络通信模块：网络通信模块是监控软件系统中的实时网络通信内核，担负网络系统计算机之间实时数据的传输任务，保证系统各节点实时数据的一致性。前置通信模块：前置通信模块完成与终端采集设备或通信设备如各种保护测控装置、通信管理器的通信任务。

1.3 数据库管理系统软件。采用分层分布式结构和面向对象的设计思想，从间隔层、通信网络到监控系统等方面综合考虑，提供了完整的变电站自动化系统解决方案，系统结构清晰、获取信息快捷、维护简便、扩展灵活。可根据需要选择远动的调度端对时、GPS授时装置对时，并可根据实际的运行工况来自动识别。系统采用现场总线、工业以太网等技术构成实时控制网络。

1.4 通信管理是基于国际领先的实时多任务操作系统开发，其进程切换时间为微秒级，完全满足工业现场控制的要求，监控软件采用面向对象的总体设计和先进的编程技术，确保了整个系统的实时性和稳定性。后台监控可配置智能五防闭锁软件，有效防止人为的误操作。

1.5 监控对收到的数据进行智能判断，确保信息的正确无误。系统能在线诊断系统全部软件和硬件的运行工况，当发现异常及故障时能及时显示和打印报警信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。计算机信息技术和现场总线技术在方案中的应用，不仅节省了大量电缆和二次控制线，而且提高了配电与控制系统的自动化程度，同时实现了 “四遥”功能，提高了整个系统的可靠性。

2 结束语

煤炭行业的持续发展与生产离不开机电自动化技术的创新，科技的进步和发展，为煤炭行业提供了广袤的发展空间，也为节约生产成本的降低提供了新的思路，远程操控、无线网络技术的应用都能够有效的节约生产成本，提高效率，地面变电所的自动化改造为我们以后的工作提供了便利，有效的提高了电气设备运行的可靠性和安全性，有望实现真正意义上的变电所无人值守。

参考文献：

[1]朱小菲.工控组态软件的设计与实现[D].吉林大学，2005（04）.

[2]俞新华.面向对象的组态软件图形界面系统设计与研究[D].合肥工业大学，2003（03）.

[3]卫华.变电站综合自动化图形界面系统的设计与研究[D].合肥工业大学，2004（04）.endprint