露天矿供配电设备远程监控系统研究

2022-08-13康爽

世界有色金属 2022年9期

1 传统的矿山供配电监控系统

在矿山生产作业的实施过程中，供配电监控系统是整个生产系统中的关键构成，该系统可对矿山生产中的各种供配电设备加以全面监控，但因为技术条件的限制，传统的供配电监控系统功能不足，一般采用的是仪表加通讯的方式，具备遥信单一功能的监视系统，在该系统的运行过程中，智能化、信息化的目标难以实现，且不具备人机交互的功能。矿山供配电监控系统主要存在以下几个方面的不足：①系统具备监视功能但却缺乏控制和保护功能，整个系统的运行过程中，能源综合利用率偏低；②绝大部分都为人工操作环节，人工管理下的生产和维护效率偏低，不具备远程操作与管理的功能；③交流电参数信号无法由PLC模块来自动采集，而是采用的是其他的信号采集方式，采集效率偏低；④系统内存在很多的二次线回路，线路布设难度大、成本高、检修工作量大

。

2 智能供配电一体化系统的概述

为克服矿山供配电设备监控系统所存在的不足，在技术不断进步的今天，越来越多的矿企都开始了智能供配电一体化系统的建设，智能化模块可自动对各种的中低压配电设备开展全方位管控，经由开放的现场总线技术应用，可将不同的智能终端连接起来，在这种连接方式下，系统的安全性更高，具备过程控制、安全监控、调度管理的多重功能，可对全部的要素和流程都开展自动化、智能化管控

。与常规的监控系统相比，智能供配电一体化系统下，具备“四遥”功能，具备无人值守的特点。

每4天取1瓶泡菜，在无菌的超净台用灭菌的移液器取出一定量的发酵液，采用梯度稀释平板方法计数各种微生物的菌落数量。取出适量发酵甘蓝，测定发酵甘蓝中的亚硝酸盐含量，同时取出一定量的发酵液测定发酵液中的亚硝酸盐含量。

3 系统软件

露天矿供配电设备远程监控系统的设计中，系统软件包含有供配电监控系统软件、移动端应用系统软件、数据采集终端软件，这些不同的软件，在相互的配合下，能够给予远程监控系统的运行提供有效的保障。

3.1 供配电监控系统软件

远程监控系统内所配备的供配电监控系统软件，应同步具备实时监测、报警联动、多屏互动、数据分析、预留遥控等多重功能，在具体的软件配置过程中，矿企可根据自身的需求来进行外观定制，选择恰当的颜色与尺寸，在软件开发的过程中，需提供源代码，配备有系统联动模块的相应接口。

6.1.1 通过“一张图”实现监测和信息可视化

系统软件的设计过程中，客户端的配置是为了对矿企中的全部移动变电站开展运行监测与控制，在监控的过程中可同步获取到移动变电站的电流、电压、有功功率、无功功率等基本参数。此外，客户端也可采集到电铲、钻机等设备的能耗值，同步显示电量曲线，开展电能能耗的对比与分析，使得矿企能够了解到具体的能耗情况，将这些数据作为节能降耗的参考。

在将移动变电站数据接入培顿库克移动变电站以后，系统可在运行的过程中实时采集继电保护装置的状态、多功能电能表、变压器非电量保护、分合闸状态、接地故障以及环境方面的信息。在这种接入情况下，35kV侧上传的数据包含有继电保护装置参数、有功功率与无功功率、总功、功率因数、电压电流、尖峰检测、分合闸状态、过流、短路、接地故障等方面的信息；6.3kV侧上传数据除了包含35kV侧所上传的数据外，还包含移动变电站门开光状态监测、视频监控的相关信息，只有保障了信息上传的完整性和及时性，才可有效利用这些数据来进行异常情况的识别。

露天矿的生产作业进行中，供配电设备一旦出现了运行异常情况，客户端的报警模块会立即启动报警机制，并同步通过视频展示的方式来提醒有关管理人员，快速针对设备故障开展相应的处理与分析。客户端与调度指挥系统可实现相应数据的共享，一旦在设备的运行过程中发生了异常现象，可同步显示和查询设备周围的移动对象，包含车辆、人员、通讯工具，经由通讯工具来就近安排有关人员来进行问题的处理

。在“一张图”条件下，客户端可实现综合监控和信息可视化，统一接入各个子系统的相关信息，并将最终的结果以动态化的方式呈现出来。

3.1.2 服务端

对于露天矿中的供配电设备远程监控系统，所形成的供配电监控软件要发挥其应有的作用，必须要保障数据接入范围的正确性。在移动变电站数据接入方面，UEE移动变电站是重要的接入对象，在完成了这一接入以后，系统的数据采集模块可在系统运行时，同步采集UEE移动变电站的继电保护装置运行状态、电能表、电压器非电量保护、分合闸状态、接地故障等信息。35kV侧上传的数据类型较多，包含继电保护装置参数、有功功率、无功功率、总功、功率因数、电流电压、尖峰检测、过流、短路、接地故障等信息；22kV（6kV）侧的上传数据，主要有继电保护实时参数、电能表数据、有功功率、无功功率、总功、功率因数、电流电压等信息。

3.2 移动端应用系统软件

露天矿供配电设备远程监控系统的移动端应用系统软件配置上，可以移动互联网技术作为基础，经由移动端应用系统软件的功能优化，给手机移动端用户通过相应的数据监测服务，所提供的这一服务，可给信息的实时发布提供便捷，使得在供配电设备出现了故障以后，系统可将这些信息及时推送给有关人员。

第一章，工作策划。写作的手法是访谈录形式。市级老干部局局长要针对老干部及老干部工作面临的新情况、新变化、新特点，认真总结学精神、明思路、拨亮点、找不足、抓落实、创一流等方面的经验体会，科学谋划任期内的长远规划和总体思路，进而形成整体工作逐年推进、上下互动的“施工图”和“进度表”。

3.3 数据采集终端软件

移动开关柜数据接入范围主要包含以下几个方面：①UEE开关柜数据接入范围，其中主要是继电保护装置实时检测、ION6200电能表数据、有功功率和无功功率、功率因数、电流电压、尖峰检测、分合闸状态、过流、短路、接地故障等声光告警的信息；②吊斗铲专用开关柜数据接入范围，包含有继电保护装置运行状态、电能表数据、变压器非电量保护信息、分合闸状态、接地故障与环境信息；③培顿库克开关柜数据接入范围，继电保护装置实时数据、电压电流、尖峰检测、分合闸状态、过流与短路信息。

分析诊断功能：该功能主要面向分析中心的运行人员和专业检修人员，以自动生成的分析诊断报告的形式提供实用化的分析诊断。具备以下特点：

4 供配电监控软件数据接入范围

4.1 移动变电站数据接入范围

4.1.1 UEE移动变电站

使用SPSS 21.0对各项资料进行统计、分析，计量资料以均数±标准差表示，采用t检验；计数资料采用率表示，采用检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

对于软件的服务端，在设计的过程中，应确保服务端具备完整的功能，可满足系统的数据处理需求，使得在相应模块接收到有关的数据和信息以后，能够快速进行相应的处理，得到更为有效的数据和信息。系统可将多源异构的实时监测数据和信息整合起来，将这些数据存储为统一的测点表和测点历史数据。为保障服务端对数据处理和存储的要求符合露天矿的生产需求，一般需将实时监控数据存储一年以上的时间，随着存储空间的逐步扩大，适当在此存储时间基础上加以延长。在后续供配电设备的运行过程中，有关人员可直接从数据模块中调取历史数据，将这些数据充分应用起来。

4.1.2 培顿库克移动变电站

通过选定一个幅值作为第一阈值,过零点作为第二阈值,则回波信号在D1点首次到达第一阈值,将D1点后第1次到达第二阈值的点记为D2点,即回波信号的特征点。测量S1点到D2的时间T:

潘际銮分给夫人李世豫的时间很少，夫人说：“他忙得很，你看他现在都快90岁了，还天天上班。”话语间没有一丝责备，有的只是欢喜与骄傲。

4.2 移动开关柜数据接入范围

对于远程监控系统中的数据采集终端软件，在整个系统的运行过程中，数据采集终端软件主要负责的是数据量与模拟量的采集，当然，还包含预处理、协议转换方面的功能，经由Modbus，采集ION6200、SEL551、7SJ6005-5EA00等各种设备的相关数据，在采集了这些数据以后，还可依据数据使用需求，有针对性地对这些数据实施预处理，开展Modbus、can协议转换。数据采集终端软件支持8路数字输入与输出，这种数据输入与输出功能，决定了在远程监控系统的运行过程中，系统可对供配电设备实施远程控制。

4.3 电铲和钻机数据接入范围

某露天矿中，配备有16台电铲，9台钻机，在将电铲和钻机数据接入以后，系统要对这些设备的能耗数值加以监测和对比，系统在运行的过程中，只需要负责电能值信息的采集。

5 供配电监控软件架构及部署

针对露天矿中的供配电设备远程监控系统设置，在监控软件的总体架构中，为保障其架构的合理性，可从集成架构与物理部署架构的角度来优化。首先，在集成架构方面，供配电监控软件需将联动视频、联动图文和智能报警等各种信息在硬件和配置工具的支持下完成联动，在这一联动目标全面达成以后，系统就可在运行的过程中对供配电设备的运行参数、环境等加以全方位监控，供配电监控软件架构如图1所示。其次，物理部署架构方面，依次经历了采集器向应用服务器、调度中心或手机APP的传输过程，部署情况如图2所示。

6 供配电监控软件功能响应

6.1 总体设计

3.1.1 客户端

湿磨料与干磨料在各自最优参数下,都能达到对线材表面几乎完全去除的效果,从图8a中可观察到，干磨料处理后的线材表面形貌有很明显的凹坑,粗糙度值大；从图8b中可以看出，湿磨料处理后的线材表面形貌良好,粗糙度值小。

6.1.2 信息、业务一站式联动操作

在露天矿供配电设备远程监控系统的运行过程中，可经由“一张图”来实现监测，保持相关信息的可视化。从数据底层来看，这一层级可实现对采集数据的归一化处理，依据空间分布和实时数据的特征，将这些数据按照有关的规律和要求，整合为统一规格的信息，将处理后的数据存储起来以备后续使用。从用户界面的角度来看，应将不同子系统中的数据和信息，从用户的角度来引入“一张图”的方式，理清数据之间所存在的空间关系和业务关联，将最终的结果以动画、实时曲线等形式呈现出来。

远程监控系统下可实现信息与业务的一站式联动操作，系统可根据用户的关注重点，将相关的信息与对象智能化集中到同一个操作面板上，给用户的使用提供便捷，同一个操作界面中的操作，可提高操作和控制的灵活性、可靠性。

6.1.3 多屏信息互动

伸杆用于空间环境之前，必须对其进行一系列严格的地面测试。伸杆的零重力展开测试是一项必不可少的测试内容，伸杆能否在零重力环境下准确地展开与缩回需要经过试验测试，以确保其在外太空环境下能够正常工作[4-7]。然而遗憾的是，虽然外太空是零重力环境，但是在地面展开实验中伸杆不可避免会受到重力影响。因此，如何克服有害的重力影响并且寻找有效的重力补偿方法是非常重要的。

露天矿供配电设备远程监控系统的运行中，同样可实现多屏信息的高效互动，系统可实现总览图、矿一览图、子系统专题图等各类图形与画板的联动，在这种联动机制下，系统所掌握的视频、图文和分析报表等，都可在界面内自动打开，在这种情况下，不同的窗体之间，可依据业务特征和类型来进行相应的关联，后台管理人员可在这种关联机制下，实现对比和分析。

6.1.4 全局角度进行分析和预警

露天矿生产作业的实施中，所配备的供配电设备类型繁多，不同的设备都有各自的运行特点，在建立了远程监控系统以后，系统可实现下属各类实时数据的接入、综合监测，结合所掌握到的实时数据业务关联情况，同步建立数学与逻辑模型，经由服务器逻辑处理单元，可在后台反复对这些数据进行相应的扫描、计算与分析，一旦所得到的结果达到了预警条件，系统会立即发送预警信息。

6.2 数据采集集成和实时数据服务平台

所构建的远程监控系统中，应包含数据采集集成和实时数据服务平台，在这些平台建成以后，可通过实时内存数据库、关系数据库的结合，来实现测点处理能力的全面提升，系统具备更高的实时数据处理能力，相关人员也可根据需求来完成历史数据的查询。实际上，系统的测点处理能力往往与服务器性能、数量、网络带宽等硬件因素有着直接的关系，在系统设计的过程中，应尽可能扩大数据的存储容量，延长数据存储周期。

6.3 图文查询模块

在图文查询模块，可完成CAD图文和常用文档的在线预览与浏览，这一方面的功能，可使得在系统处理相应图文和文档的过程中，具有极高的便捷性。

7 露天矿供配电设备远程监控系统的应用效果

经由在露天矿内部的供配电设备远程监控系统设置，可在这一系统投入使用以后，给矿企创造巨大的经济和社会效益，该系统通过对供配电设备的全面监控，可大大提高露天矿的生产效率，实现减员增效，促进安全生产目标的实现，具体表现在以下方面：①电能质量监测，系统的实时监控功能下，可动态掌握电网的运行情况，根据对相关信息和数据的掌握，对运行方式进行适当的调整，经由运行方式和运行状态的优化，可大大减少设备运行中的各种设备。系统所具备的数据分析和实时监控的功能，可帮助相关人员快速发现问题并处理问题，实现对生产流程的有效调整，预防各种事故的出现，比如，经由设备预防检修、事故调查分析、用电负荷规划、节能措施制定，也就可提高设备运行的可靠性。②减员增效方面，所构建的远程监控系统，因为系统的相关功能可由智能化模块来完成，也就减少了在设备监控方面的人员投入，可提高监控效率，达到减员增效的目标，比如，系统可自动进行电力参数的采集、传输与分析，实现动态化监控。③电能管理，在露天矿供配电设备的运行过程中，往往存在着较大的电能消耗，经由远程监控系统的设置，系统可进行电能管理，经由对日、周、月、年负荷的记录，也就可精准计算各个科室、各个班组的电力消耗、用电需求，进而来实现电力负荷的科学分配，减少不必要的电能资源消耗。④用户安全用电与调度，远程监控系统对供配电设备的监控，可实时采集相应的数据和信息，经由对这些数据的分析，协助进行检修计划的安排，实现成本的管控，也可快速识别到供配电设备的安全隐患，进行相应的预警，减少电力事故的发生，即使在供配电设备的运行过程中出现了故障，系统也可根据自身所掌握的各种数据和信息，快速进行故障出现时间、原因的分析，在最短的时间内安排相关人员来进行故障的处理，快速恢复正常。