矿井地面变电所电力集中自动化系统研究
2015-04-22徐波
徐波
(河南能源化工集团鹤煤公司十矿机运科,河南 鹤壁 458000)
矿井地面变电所电力集中自动化系统研究
徐波
(河南能源化工集团鹤煤公司十矿机运科,河南 鹤壁 458000)
根据矿井供电网络实际特点,设计了一种地面变电所电力集中自动化系统,该系统能实时监测电网运行参数,实现对矿区地面4个35kV变电所的集中调度,能有效保障矿区电网安全、经济、可靠运行。
矿井;变电所;集中自动化
1 引言
电力变电所集中自动化系统,是使用以电子计算机为中心的信息采集、传送和处理的先进技术手段,来保证电网的安全、可靠和经济运行。实现变电所集中自动化,能有效提高企业生产经济效益。
本文根据某矿供电网络的实际特点,设计了该矿地面变电所电力集中自动化系统。设计的系统对矿区地面4个35kV变电所进行实时监控和集中调度,对于矿井安全供电具有重大意义。
2 概况
某矿是大型现代化生产矿井,有4座35kV变电所,供电系统较复杂,负荷分布广、用电量大。
根据矿区4个35kV变电所分布、规模等特点,设计建立一个小型的地面变电所集中自动化系统,可实时监测变电所的运行参数,并根据需要能实现远程控制功能。并可通过转发以OPC接口方式向矿井综合自动化平台提供电压、电流等电网运行参数。
3 矿井地面变电所集中自动化系统
该矿地面变电所集中自动化系统主要由监控管理层、监控子站层和通讯网络三部分构成。监控管理层(集控中心)设在工业广场35kV变电所内,采用大容量计算机组成,按主、备方式运行,实时监视整个监控子站层各电力设备的参数。
监控子站层主要实现相关数据的实时采集,采集装置通过现场总线与通信管理机相连,然后通过通信网络层(冗余光纤工业以太网)的工业以太网交换机与监控管理层进行数据通信。该系统设4个子站,分别是工业广场、62风井、崔蒙、东崔4个35kV变电所。4个子站均拥有模拟双通道与主站通信。对于每个子站,采用主备信号的通信方式,由同一台通讯管理机同时传送两路信号,从而提高通信的可靠性。
建立的系统能实现信息资源的共享,矿区各级领导能通过网络掌握矿区电网实时运行工况,实现对矿区地面4个35kV变电所的集中调度。
3.1 系统设置
3.1.1 硬件部分
该矿地面变电所集中自动化系统结构简图如图1所示。集控中心系统由前置机、服务器、监控中心工作站等主要设备组成。
前置机。前置机负责与各子站系统的连接作用,系统设置有一台主前置机和一台备前置机,主备前置机可通过通信管理机同时处理所有子站的数据信息,但备前置机仅在主前置机工作异常时才发送数据,主前置机恢复工作后备前置机自动切换回备用状态。
服务器。采用双机配置原则,两台互为热备用工作方式,为子站层数据收集、处理、存储及发送的中心。是站内自动化系统的主要人机界面,用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询,设备状态和参数的查询,操作指导,操作控制命令的解释和下达等,实现全所设备的运行监视和操作控制。当一台主机故障时,另一台能执行全部功能。
图1 地面变电所集中自动化系统结构简图
监控中心工作站。可全方位了解各变电所的现场情况,实现遥控、遥调操作。
系统配置有打印机、音箱,可以打印报表和实时告警信息,完成语音报警功能。
可与MIS及其他系统进行数据交换方式。通过地面监控系统的WEB服务器,用户可通过网络浏览器,浏览电力监控系统历史和实时数据的查看,包括画面、报表、系统运行信息等。
3.1.2 软件部分
该矿地面变电所集中自动化系统软件结构如图2所示。
该矿集控中心软件系统的设计采用软件工程的思想方法,各软件模块按功能划分,自成一体,接口简捷明了。
软件系统主要包括以下功能模块:
(1)前置通信系统
主要完成接收监控子站数据,进行规约解释;数据处理;在线测控,包括在线修改参数、扩充子站、上/下发模拟数据/命令;具备监视、检测、统计、主备通道判优切换等功能。
(2)数据库系统
系统以标准的商用数据库系统SQL Server for NT为数据库平台,在它的基础上再开发一个实时数据库管理系统,管理内存实时数据库作为解决方案。
图2 地面变电所集中自动化系统软件结构
(3)报表系统
报表系统按功能上主要分为五个部分:设计制作报表、浏览报表 、编辑报表、设置定时、打印报表。
系统还具有图形界面系统、网络服务系统(分服务器端和客户端)、控制命令传递系统、数据采样合理时数据库管理系统、数据库检索系统、其他管理应用系统等功能。
3.2 系统实现功能
系统主要功能是完成实时数据采集、处理、监视与控制。其中包括多种规约的RTU实时信息的介入和处理;实时和历史数据库的生成;实时反映变电所的电气运行工况。
(1)数据采集功能
系统实时采集各监控子站等采集装置所上传的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电度、开关合分闸状态、通信状态、保护器定值等参数;同时,实现遥控、遥调操作。
(2)数据处理功能(双前置机、双服务器自动切换)
SCADA系统采集数据后,立即进行数据处理。
系统还具有RTU通道自切换功能、具有数据统计、计算和采样、控制和调节功能、事件顺序记录、画面显示及人机交互操作、远程诊断系统等功能。
3.3 系统可靠性
为增加系统运行的可靠性,系统在前置机、服务器、通信网络方面均采用双机热备用运行模式,实现了双机双网结构,并且各功能模块独立,系统的可靠性较高,能满足系统对调度自动化的需求。
4 结语
地面变电所集中自动化系统已在该矿区得到成功实施应用,建立的系统能实现监测数据、监视故障、远程控制等多种功能,提高了生产效率,能有效保障矿区电网安全可靠运行。
系统通过在该矿的成功实施应用,具有较大的经济效益和社会效益:
(1)能减少误操作事故的发生,并随时做到及时发现变电所内异常情况,并及时通知有关部门处理。
(2)建立的系统能大大改善运行条件,提高供电质量,有效延长用电设备寿命。
(3)能提高电网管理水平。系统可以实现远程监控,可精简人员,节约开支,达到减人增效的目的。
项目的全面推广实施应用对于全面提升煤矿供电现代化和科学管理水平,具有积极的重要意义。
[1]高正中.CAN总线技术在煤矿电力调度自动化系统中的应用[J].工矿自动化,2004(2).
[2]曲忠俭,宫卫兵.矿山电网调度自动化系统的应用[J].煤矿开采,2001(z1).
[3]胡青松,张申.基于Web的远程矿区电力调度自动化系统的设计与实现[J].工矿自动化,2008(2).
[4]党建军,许胜军.矿井地面调度自动化系统方案[J].煤矿安全,2008(7).
[6]王冬冬.论电网调度自动化系统可靠性[J].煤,2011(11).
[7]郭晓红,顾婉平.基于煤矿电力系统的SCADA系统[J].中国煤炭,2003(9).
[8]聂培毓,王耀.矿区电力调度自动化系统的设计[J].工矿自动化,2003(4).
Study on Electric Centralized Automation System on Ground Substation of Coal Mine
XUBo
(Electrical and Transport Branch of the Tenth Coal Mine of Henna Energy and Chemical Industry Group,Hebi 458000,China)
Aimed at the characteristic of the electric network of the Wangzhuang coal mine,designed the centralized automation system of the coal mine,the system can acquisition and treat the running informaiton of the electric network,can reflect the running status of the four 35kV substation,can effectively guarantee the operation of the electric network safety,econmy and reliably.
coal mine;substation;centralized automation system
1004-289X(2015)04-0059-03
TM63
B
2015-02-02
徐波(1972,2),男,江苏阜宁人,工程师,河南能源化工集团鹤煤公司十矿机运科科长,长期从事井下供电安全与保护技术方面的研究。