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        智能變電站在煤礦領域的應用

        2019-10-21 09:12:00吳飛
        中國電氣工程學報 2019年5期
        關(guān)鍵詞:智能變電站煤礦應用

        摘要:智能變電站具有顯著的應用優(yōu)勢,在煤礦領域得到了日漸廣泛的應用。智能變電站能有效滿足煤礦供電和配電的各項需求,能有效改善煤礦供配電的實際質(zhì)量,能促進煤礦供配電效率實現(xiàn)大幅度提高。對此,有必要加強智能變電站在煤礦領域的應用。本文簡述了智能變電站的含義,淺析了煤礦供配電需求,探究了智能變電站在煤礦領域的應用,以期為相關(guān)研究提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:智能變電站;煤礦;應用

        前言:當前,煤礦產(chǎn)業(yè)取得了巨大的發(fā)展成就。同時,煤礦產(chǎn)業(yè)對供配電的要求日益提高。對此,有必要加強智能變電站在煤礦領域的應用,有效滿足煤礦產(chǎn)業(yè)對供配電的各項需求,并有效增強煤礦產(chǎn)業(yè)的綜合效益。要明確煤礦產(chǎn)業(yè)的供配電各項需求,并立足于煤礦產(chǎn)業(yè)實際情況,對智能變電站進行靈活應用,充分發(fā)揮智能變電站的優(yōu)勢,取得良好的應用效果。

        一、智能變電站概述

        智能變電站是一種先進的新型變電站,對數(shù)字信息技術(shù)以及網(wǎng)絡技術(shù)進行了充分應用,能實現(xiàn)對相關(guān)信息的有效集成和高度共享,利用諸多先進性和穩(wěn)定性較強的智能設備,實現(xiàn)對電網(wǎng)信息的自動收集,并實現(xiàn)對電網(wǎng)的智能控制和有效保護,并能實現(xiàn)精確的計算測量和有效的實時監(jiān)測[1]。智能變電站能將自動采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)作為依據(jù)實施科學的自我分析,能實時對電網(wǎng)進行智能調(diào)節(jié)。在電網(wǎng)中,智能變電站承擔著轉(zhuǎn)換門戶的重要職能,具備過渡鏈接的關(guān)鍵作用,能實現(xiàn)對電能的有效轉(zhuǎn)換和控制,并能鏈接輸配電涉及的各項環(huán)節(jié)。智能變電站在煤礦中的應用,能為礦井提供安全有效的電網(wǎng)系統(tǒng)。智能變電站主要包括如下結(jié)構(gòu)組成:(1)站控層。該層涵蓋監(jiān)視、站域控制、信息通訊以及時間校對等諸多系統(tǒng)。(2)間隔層。該層的主要職能是對智能變電站實施保護測控,包括繼電裝置,能實現(xiàn)對電能的監(jiān)控計算、測量控制以及集中處理。(3)過程層。該層涉及各類一次設備,諸如變壓器、隔離開關(guān)、斷路器以及互感器等,還包括各類一次設備相應的智能終端以及合并單元[2]。

        二、煤礦供配電需求

        煤礦供配電主要包括需求:(1)供電可靠性。煤礦生產(chǎn)要求連續(xù)供電。煤礦生產(chǎn)涉及的各類用電設備的良好運行有賴于連續(xù)的電能供應,供電中斷會導致用電設備運行停止,嚴重破壞煤礦生產(chǎn)的正常秩序和生產(chǎn)效益,甚至會引發(fā)安全事故,對煤礦工作人員人身安全造成嚴重威脅。(2)供電安全性。煤礦產(chǎn)業(yè)對供電安全具有較高要求,只有安全供電才能有效避免煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)生火災、觸電以及爆炸等各類安全事故,才能有效增強變電所運行的安全性,才能有效保障煤礦實現(xiàn)安全生產(chǎn)。(3)供電電壓及供電頻率穩(wěn)定。煤礦供電使用的交流電具有不同頻率,需遵循相關(guān)規(guī)定對供電電壓以及供電頻率進行合理設定,增強電壓及頻率的穩(wěn)定性,有效保障煤礦生產(chǎn)涉及的各類用電設備實現(xiàn)正常良好運轉(zhuǎn)。(4)供電經(jīng)濟性。煤礦生產(chǎn)對供電經(jīng)濟性也具有較高要求。在煤礦中對智能變電站進行應用,要對智能變電站耗費的建設成本進行有效降低,并減少基本配電網(wǎng)絡建設耗費的投資,大幅度提升相關(guān)設備的實際使用效率,在確保煤礦生產(chǎn)效益的前提下,有效降低各類資源的實際耗用量。另外,要注重加強對智能變電站的有效維護,有效避免不必要的電能損耗。

        三、智能變電站在煤礦領域的應用

        1、強化對智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設計應用

        加強智能變電站在煤礦領域中的應用,要強化對智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設計應用。要遵循相關(guān)規(guī)范的具體固定,對智能變電站相應的站控層采用雙重化冗余配置,并對系統(tǒng)服務器、遠動工作臺、監(jiān)控工作臺、音響報警裝置、網(wǎng)絡設備、智能規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置、防誤閉鎖裝置以及全站對時設備等進行采用[3]。站控層實施各項監(jiān)控運行,實現(xiàn)對過程層的有效操控,并對相關(guān)設備進行有效的刀閘控制,對刀閘變?yōu)檫M行監(jiān)視,對本跨間隔實施合理的順序控制,實施有效的投退操作保護。通過雙重網(wǎng)絡,并結(jié)合拓撲結(jié)構(gòu)相應的獨立雙星,促進網(wǎng)絡切換以及GOOSE、MMS報文傳輸?shù)膶嶋H效率實現(xiàn)大幅度提升。智能變電站要借助相關(guān)結(jié)構(gòu),有效監(jiān)控各類設備的相關(guān)參數(shù),實現(xiàn)對各類設備狀況的實時了解,并基于合理的信息整合,實現(xiàn)對設備故障的及時準確預報,并對故障原因進行科學診斷,另外,對事件進行順序記錄,并打印制表。站控層要實施規(guī)范的遠動工作。通過智能規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置,對各類非標準設備,諸如消防設備、動補設備、直流設備、消弧線圈以及五防設備等相應的監(jiān)測信息進行轉(zhuǎn)換,使之滿足DL/T860標準相應的信息模型的相關(guān)功能。包括GOOSE和MMS在內(nèi)的間隔網(wǎng)絡層借助網(wǎng)絡設備實現(xiàn)與本間隔和其他間隔設備、站控層設備的良好通信。遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范的具體要求,間隔層相應的主變保護以及110kV斷路器保護均對直采直跳方式進行采用,為測控裝置實現(xiàn)良好的一體化提供有效保障,并借助主變非電量相應的保護設備對一體化進行有效保護,每側(cè)開關(guān)均能實現(xiàn)有效的智能跳閘,且每臺主變保護均具有良好的雙重配置[4]。35kV和10kV開關(guān)柜保護通常設計為常規(guī)跳閘,并對保護測控合并單元智能終端一體化裝置進行采用,站控層發(fā)生故障,不會對間隔層相應的保護動作產(chǎn)生不良影響。究其原因,各裝置并非借助電進行直接聯(lián)系,而是通過光電耦合技術(shù),并結(jié)合繼電器實施有效鏈接。過程層則主要包括互感器、網(wǎng)絡設備、智能開關(guān)、智能終端以及合并單元等設備。過程層相應的GOOSE網(wǎng)絡要嚴格遵循電壓等級進行組網(wǎng),并適合對雙網(wǎng)星型結(jié)構(gòu)進行采用,促進間隔層與智能終端二者間、間隔層設備間以及閉鎖功能等實現(xiàn)良好的信息交換。主變要對雙重化保護進行采用,合并單元以及互感器也要對雙重化配置進行采用。間隔層通過合并單元能實現(xiàn)對信息的有效采集。

        2、加強對智能操控技術(shù)的應用

        智能操控技術(shù)對計算機技術(shù)進行了充分應用,通過編制科學的操作程序,能實現(xiàn)對變電站各項供配電活動的有效控制,其遠程控制中心以及各類后臺機器,能對變電站運作進行有效的自動化控制,且控制過程極為簡便,僅需按鍵操作即能高效完成各項操作。通過對智能操控技術(shù)的應用,能有效實現(xiàn)對操作冗余的簡化,且能有效規(guī)避各類人為操作發(fā)生失誤,能實現(xiàn)有效的遠方操控,能借助計算機實現(xiàn)對變電站運行的有效控制。

        結(jié)語

        綜上所述,智能變電站結(jié)構(gòu)組成主要包括站控層、間隔層以及過程層。要充分考慮煤礦供配電的供電可靠性、供電安全性、供電電壓及供電頻率穩(wěn)定以及供電經(jīng)濟性等要求。通過強化對智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設計應用、加強對智能操控技術(shù)的應用等措施有效加強智能變電站在煤礦領域的應用。

        參考文獻

        [1]高曉明. 智能化變電站在斜溝煤礦變電站中的應用[J]. 機械研究與應用, 2017, 30(3):193-195.

        [2]段晉偉. 煤礦35 kV智能化變電站工程應用[J]. 應用能源技術(shù), 2018, No.244(04):44-46.

        [3]吳雷雷. 考慮檢修策略的智能變電站保護系統(tǒng)可用性分析[J]. 山東工業(yè)技術(shù), 2017(23):209-209.

        [4]劉發(fā)林. 煤礦智能供電系統(tǒng)操控技術(shù)研究[J]. 智能城市, 2018, v.4(10):111-112.

        作者簡介:吳飛(1984.10-),性別:男;籍貫:福建省連城縣;民族:漢族;學歷:碩士研究生;職稱:工程師;單位:中煤科工集團武漢設計研究院有限公司

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