阿城繼電器股份有限公司 王春雨

1.前言

隨著社會(huì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)也迅速的運(yùn)用于煤礦的生產(chǎn)及安全管理。盡管近年來(lái)煤礦供電管理部門(mén)在改進(jìn)井下配電裝備、應(yīng)用新技術(shù)成果的同時(shí)，不斷強(qiáng)化人員素質(zhì)的管理，使煤礦供電系統(tǒng)的可靠性得到了提高，但由于人為因素造成的供電事故時(shí)有發(fā)生，影響了煤礦的安全生產(chǎn)。因此，對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)實(shí)施有效的微機(jī)監(jiān)控以及實(shí)現(xiàn)變電所無(wú)人值守就顯得十分迫切。

在現(xiàn)在的礦井開(kāi)采中，煤礦供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)關(guān)保護(hù)誤動(dòng)的現(xiàn)象，造成井下局部或者更大面積的停電事故。事故發(fā)生后，由于缺乏電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，對(duì)事故發(fā)生的地點(diǎn)和原因不詳，恢復(fù)供電需要很長(zhǎng)的時(shí)間，很容易影響礦井安全生產(chǎn)。因此，對(duì)煤礦電力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理，對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、故障診斷、技術(shù)參數(shù)以及停送電操作的管理很有必要。

2.網(wǎng)絡(luò)布局

系統(tǒng)主要由綜合監(jiān)控信息管理層、信息處理與監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)控制層組成，可實(shí)現(xiàn)快速故障診斷，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和控制的可靠性。

自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，以太環(huán)網(wǎng)到各變電所為主干信道，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的數(shù)據(jù)接口將變電所的開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，上送到電力監(jiān)控主站。

3.平臺(tái)設(shè)計(jì)

煤礦用井下電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)基于Windows操作系統(tǒng)，以VC++為開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)以多任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)管理SCADA系統(tǒng)平臺(tái)及平臺(tái)上的應(yīng)用，并調(diào)整運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)和功能。系統(tǒng)采用功能和數(shù)據(jù)復(fù)制型冗余策略，運(yùn)行不同計(jì)算機(jī)或同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的多個(gè)進(jìn)程，通過(guò)相互之間的信息交換，由多任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

SCADA系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了礦井電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、變電站（變電所）自動(dòng)化的應(yīng)用，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理、畫(huà)面制作及顯示、報(bào)表制作及打印、告警判別及發(fā)布、數(shù)據(jù)處理及時(shí)鐘系統(tǒng)等豐富的功能。該平臺(tái)還包括了任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)和遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)系統(tǒng)。

除了關(guān)鍵的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形技術(shù)外，還包括了一些常用的工具軟件，這些工具軟件對(duì)系統(tǒng)的使用很有幫助。

SCADA系統(tǒng)平臺(tái)的功能主要有：

(1)可實(shí)現(xiàn)地面變電所的監(jiān)控及井下中央變電所、采區(qū)變電所及各配電點(diǎn)的電力監(jiān)控；

(2)視頻圖象網(wǎng)上壓縮傳輸，在各個(gè)工作站既能看到所有數(shù)據(jù)信息，又能同時(shí)察到每個(gè)攝像點(diǎn)的信號(hào)；

根據(jù)研究數(shù)據(jù),在二甲雙胍與吡格列酮聯(lián)合治療下觀察組病患Hb AlC、TG、TC、HDL-C分別降至(5.94±0.26)%、(3.94±0.51)mmol/L、(1.41±0.17)mmol/L、(1.03±0.14)mmol/L,同期明顯優(yōu)于對(duì)照組。在臨床療效上觀察組也更具優(yōu)勢(shì),證實(shí)在兩種對(duì)血糖控制均具效果的藥物聯(lián)合作用下病患餐后2h血糖與FPG均可得到更顯著控制,可逐漸改善病患糖化血紅蛋白,讓2型糖尿病得到更有效的控制。總之,吡格列酮聯(lián)合二甲雙胍對(duì)2型糖尿病的臨床治療相對(duì)于藥物單用而言效果更顯著,具有臨床應(yīng)用價(jià)值。

(3)對(duì)外接口豐富，與其它系統(tǒng)連接方便，除主流的OPC_Server方式外，同時(shí)還保留了DDE、ODBC等方式；

(4)實(shí)現(xiàn)“遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)”四遙功能和各種保護(hù)功能以及遙視功能；

(5)所有信息在工作站上都可用瀏覽器瀏覽，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息的傳輸和故障診斷功能。

地面變電所采用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，提供以通信規(guī)約（或其它標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約）為數(shù)據(jù)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485/LAN通信接口，通過(guò)設(shè)在地面的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)將地面變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接入煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

井下變電所內(nèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)通過(guò)開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)單元采集并輸出，電力監(jiān)控站和開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)單元之間采用RS485/CAN通信（隔爆設(shè)備信號(hào)的輸出需通過(guò)安全隔離器作本安隔離處理），變電所的電力參數(shù)由電力監(jiān)控站通過(guò)設(shè)在各個(gè)變電所的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)接入井下以太網(wǎng)，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)矫旱V電力監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)計(jì)算機(jī)。

4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電所各開(kāi)關(guān)輸出線路電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電度以及開(kāi)關(guān)分閘/合閘狀態(tài)等電力參數(shù)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到地面管理中心進(jìn)行信號(hào)顯示、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

(2)在地面供電管理部門(mén)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可對(duì)井下開(kāi)關(guān)綜保報(bào)警或動(dòng)作整定參數(shù)值等遙調(diào)信號(hào)進(jìn)行在線修改。

(3)可定時(shí)采集開(kāi)關(guān)斷路器位置、刀閘位置、各種保護(hù)動(dòng)作等信號(hào)，對(duì)事件進(jìn)行順序記錄。

(4)在地面供電管理部門(mén)或變電所監(jiān)控站可遙控開(kāi)關(guān)的分閘和合閘。

(5)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示報(bào)警事件記錄，具有不同的告警權(quán)限和告警方式。

(6)可對(duì)井下各變電所環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視，并可在監(jiān)控主機(jī)上進(jìn)行視頻圖像嵌入顯示、人員非法進(jìn)入、火災(zāi)等報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng)顯示以及圖像數(shù)字化硬盤(pán)記錄及查詢。

(7)電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)記錄繼電保護(hù)、控制裝置和斷路器動(dòng)作的時(shí)間和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)圖表、曲線、事故追憶的數(shù)據(jù)采樣和保存功能。

(8)當(dāng)發(fā)生越級(jí)跳閘、供電故障等非正常事件時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)能發(fā)出聲音報(bào)警，同時(shí)在報(bào)警信息窗口顯示其報(bào)警類型、報(bào)警狀態(tài)、報(bào)警時(shí)間等。

(9)豐富的圖形編輯及顯示功能，在畫(huà)面上可以根據(jù)設(shè)備的具體情況直接控制設(shè)備，對(duì)保護(hù)設(shè)備進(jìn)行查詢、調(diào)整和復(fù)歸操作等。

(10)具有報(bào)表制作、顯示、打印功能，可統(tǒng)計(jì)和計(jì)算數(shù)據(jù)。

(11)提供GPRS時(shí)鐘或計(jì)算機(jī)時(shí)鐘對(duì)時(shí)，包括對(duì)監(jiān)控站、微機(jī)保護(hù)裝置等的統(tǒng)一對(duì)時(shí)，便于判斷電網(wǎng)開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘等故障，并具有故障錄波分析功能。

(12)使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，通過(guò)局域網(wǎng)或撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存功能，包括畫(huà)面、報(bào)表、系統(tǒng)運(yùn)行信息的查看。系統(tǒng)接口、協(xié)議豐富，易于異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)互通集成，實(shí)現(xiàn)與全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的無(wú)縫連接。系統(tǒng)擴(kuò)展性好，本系統(tǒng)以變電所為單位，變電所的增加只需將數(shù)據(jù)通道接入主傳輸通道。

(13)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷、復(fù)制更改用戶系統(tǒng)的配置文件和系統(tǒng)數(shù)據(jù)等功能。

(14)系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)雙機(jī)熱備，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

(15)系統(tǒng)軟件自監(jiān)視功能。

5.結(jié)語(yǔ)

煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使電網(wǎng)調(diào)度人員可迅速而準(zhǔn)確地獲得各變電所運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，完整地掌握變電所的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行中的故障，并作出相應(yīng)的決策和處理，同時(shí)可以使值班管理人員根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行負(fù)荷分析、合理調(diào)度、遠(yuǎn)控合分閘、避峰填谷，以減少和避免誤操作、誤判斷，縮短事故停電時(shí)間。該系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好及維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，為數(shù)字化礦山的建設(shè)和普及推廣做出了貢獻(xiàn)。

[1]中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T1114—2011煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件.

[2]中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T1008—2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求.

[3]煤礦電氣圖專用圖形符號(hào)MT/T570—1996.