自動化系統在煤礦地面變電所的應用探究

張玉

【摘? 要】近年來，隨著國民經濟的迅猛發展，電力負荷逐年提高，對供電的安全性和可靠性也提出了更高的要求，煤礦變電所進行自動化改造逐漸成為一種趨勢。鑒于此，文章重點就自動化系統在煤礦地面變電所的應用進行研究分析，以供參考和借鑒。

【關鍵詞】自動化系統;煤礦地面;變電所;應用

引言

煤炭行業作為我國的支柱產業之一，雖然在“三去一降一補”的大背景下，整體的行業相對于先前出現了明顯的下降，但是從我國整體的能源結構來看，煤炭行業作為我國戰略性行業的位置仍舊非常牢固，將自動化技術應用到煤礦生產中，對于提升煤炭的總體生產效率，提升煤礦生產的安全性，降低煤礦生產成本有著非常重要的作用。

1.自動化系統概述

自動化系統是指完全依靠自動化技術進行機械設備的操縱，確保整個系統正常運行的系統，自動化系統是一門多學科領域綜合性運用的先進系統。從廣義范圍上來說，自動化也包括了人工智能化的再現以及模仿等，現階段自動化系統在工業、農業、礦業、物流業以及醫療行業等多個領域都得到了廣泛的應用，通過自動化系統的應用，不僅能夠顯著提升機械生產的效率，還能夠解放人們的雙手，減輕人們的工作強度，對基層工作人員提供更為強大的安全保障，同時通過自動化系統的建立，能夠減少能源資源的消耗，落實節能減排發展目標。因此，自動化系統的應用和普及對于促進社會科學技術的進步，加強人們對于世界的改變能力有著重要的意義。當前信息技術、網絡技術以及通信技術的快速發展對自動化系統的進一步完善提供了更加強大的技術支持，自動化技術已經到達了過程的最優控制與管理的綜合自動化階段。當前的自動化系統呈現出了典型的集成化、智能化以及柔性化特性，通過自動化系統的應用，礦山開采行業的效率以及質量得到了顯著地提升。

2.電氣自動化與煤礦行業融合的重要意義

電子自動化設備應用于煤礦行業能夠提升設備的可靠性，科學技術不斷發展，數字自動化技術應用不斷完善，數字自動化技術在煤礦設備中應用，設備自主操作能力提升，能夠實現智能化生產，使人工操作減少，人員安全得以保障，自動化技術利用計算機計算能力，操作精確度較高，使煤炭開采效率得以提升。自動化設備在煤礦領域中的有效應用，使得設備價值提升。電氣自動化技術與煤炭行業的融合發展，使機械設備走向智能化發展道路，有助于實現無人操作發展目標。企業有效降低了勞動力成本，設備能夠實現自我管理和自我修復功能，使設備性價比得以提升。自動化技術的應用使煤礦行業的操作可行性提升，使煤礦企業生產及操作流程更加簡單，煤礦企業電氣自動化管理能力也隨之提升。電氣自動化技術應用于煤礦領域，對該領域發展具有重要意義，有效降低煤礦經營成本，保障生產的安全性。煤礦生產為復雜流程，工序多且復雜，所涉及的環節眾多，生產環境及條件使生產中存在一定風險。自動化技術應用于露天礦開采中，大型電鏟等設備性能可進一步提升，同時煤炭開采及生產設備能力的不斷提升，使所開發的產品質量有所保障，促進煤礦企業在市場地位更牢固，使企業朝向良性方向發展。

3.自動化系統在煤礦地面變電所的應用

3.1地面變電所主接線系統

主接線系統為6kV進線2條，2組PT，母線為單母線分段接線，出線40回，承擔著多礦的主要負荷，對供電可靠性要求高。改造升級變電站自動化監控系統DS-2000，后臺系統實現與所有保護測控裝置、微機五防系統、低壓配電系統、其他智能裝置正常通訊和監控，實現與電力調度的遠動信號傳輸，增加遠動通訊屏一面，包含逆變電源裝置、通訊管理機、網絡交換機。采用模型參數識別方法，跟蹤故障前后電網參數變化，實現選擇性高壓漏電保護，靈敏度高，速度快，動作準確。改造低壓柜12面，增加電動操作機構36臺，實現遠動控制;增加低壓智能保護模塊12臺，三相交流采集模塊36臺，實現電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數的智能監控。DS-2000后臺監控系統所有裝置按工業級標準設計，采用全封閉防振機箱，防塵、防潮、防有害氣體能力強，表現在以下方面，即通用的硬件和軟件平臺，可靠性高，通用性強。采用INTEL、AD、TI、MOTORAL等主流廠商的工業級芯片，可穩定工作在寬溫度工作范圍。CPU集程序存儲器、數據存儲器、網絡接口、高速輸入輸出口于一體，總線不出芯片。

3.2監控軟件

監控軟件應是具有實時多任務、接口開放、使用靈活、功能多樣、運行可靠的變電站監控系統，由若干個功能模塊組成，模塊之間的通信以及模塊與數據庫之間通信均通過共享內存數據庫和ODBC完成。實時數據庫是SCADA系統的核心，實現機器內各應用程序的實時數據交換，通過網絡通訊程序將實時數據擴展到整個網絡。電力監控軟件的組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件構成，由以下幾部分組成：第一，圖形界面開發程序，它是自動化工程設計師為實施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統生成工作所依賴的開發環境;第二，圖形界面運行程序。在系統運行環境下，圖形目標應用系統被圖形界面運行載入內存并投入實時運行;第三，實時數據庫功能模塊，它主要完成實時數據庫的建立、維護、訪問以及歷史數據生成等功能，它是整個系統的基礎和核心，實時數據庫描述了電力自動化系統監控、管理數據點的集合;第四，網絡通信模塊。網絡通信模塊是監控軟件系統中的實時網絡通信內核，擔負網絡系統計算機之間實時數據的傳輸任務，保證系統各節點實時數據的一致性;第五，前置通信模塊，前置通信模塊完成與終端采集設備或通信設備如各種保護測控裝置、通信管理器的通信任務。

3.3數據庫管理系統軟件

采用分層分布式結構和面向對象的設計思想，從間隔層、通信網絡到監控系統等方面綜合考慮，提供了完整的變電站自動化系統解決方案，系統結構清晰、獲取信息快捷、維護簡便、擴展靈活。可根據需要選擇遠動的調度端對時、GPS授時裝置對時，并可根據實際的運行工況來自動識別，系統采用現場總線、工業以太網等技術構成實時控制網絡。

3.4通信管理

基于國際領先的實時多任務操作系統開發，其進程切換時間為微秒級，完全滿足工業現場控制的要求，監控軟件采用面向對象的總體設計和先進的編程技術，確保了整個系統的實時性和穩定性。后臺監控可配置智能五防閉鎖軟件，有效防止人為的誤操作。

3.5在線診斷

監控對收到的數據進行智能判斷，確保信息的正確無誤。系統能在線診斷系統全部軟件和硬件的運行工況，當發現異常及故障時能及時顯示和打印報警信息，并在運行工況圖上用不同顏色區分顯示。計算機信息技術和現場總線技術在方案中的應用，不僅節省了大量電纜和二次控制線，而且提高了配電與控制系統的自動化程度，同時實現了“四遙”功能，提高了整個系統的可靠性。

4.結束語

綜上所述，煤炭行業的持續發展與生產離不開機電自動化技術的創新，科技的進步和發展，為煤炭行業提供了廣袤的發展空間，也為節約生產成本的降低提供了新的思路，遠程操控、無線網絡技術的應用都能夠有效的節約生產成本，提高了生產效率，地面變電所的自動化改造為我們以后的工作提供了便利，有效的提高了電氣設備運行的可靠性和安全性，有望實現真正意義上的變電所無人值守。

參考文獻

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