韓益標(biāo)

(大友選煤(大同)有限責(zé)任公司 挖金灣選煤廠，山西 大同 037001)

配電室作為選煤廠生產(chǎn)供電的設(shè)備集中地，關(guān)系選煤廠安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。選煤廠配電室傳統(tǒng)上都是人工值班盯崗，一方面對(duì)人員技能和連續(xù)工作有很高要求，另一方面生產(chǎn)設(shè)備耗電高節(jié)能效果較差，配電室有隱患問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，即便出現(xiàn)故障也不能很快發(fā)現(xiàn)，需要消耗大量時(shí)間逐項(xiàng)檢測(cè)、排查，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。為進(jìn)一步解放員工勞動(dòng)力，提高選煤廠管理水平，對(duì)配電室進(jìn)行智能化改造意義重大[1-3]。

1 配電室智能監(jiān)控的意義

智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)中紅外攝像頭的設(shè)立可對(duì)部分電氣事故進(jìn)行提前預(yù)判，具體可體現(xiàn)出電氣設(shè)備溫度異常，調(diào)度員通過(guò)智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備溫度異常提前通知電工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，避免因電氣設(shè)備事故的發(fā)生影響生產(chǎn)[4]。

智能配電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有效的遠(yuǎn)程停送電、智能化巡檢和無(wú)人化值守，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，減輕了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，把職工從繁瑣的崗位置換出來(lái)，在提高重要設(shè)備巡維質(zhì)量的同時(shí)，增加了人機(jī)安全可靠性。智能巡檢機(jī)器人的投入使用，對(duì)助力選煤廠提升智能化安全管理水平，改善工作環(huán)境，提效減員具有重要意義[5]。

2 智能監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架

智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備用來(lái)采集低壓配電柜內(nèi)電流電壓值，溫控器采集溫度。智能管控及服務(wù)平臺(tái)深度融合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，依托專(zhuān)線/無(wú)線通信系統(tǒng)，采集企業(yè)配電室設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)和安防狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配電室智能管控及服務(wù)等各項(xiàng)功能[6]。智能監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 智能監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)采集系統(tǒng)負(fù)荷信息數(shù)據(jù)，計(jì)算分析總功率和負(fù)荷值、有功功率和無(wú)功功率，從而判斷運(yùn)行是否正常。網(wǎng)關(guān)主要用于無(wú)線連接采集智能低壓監(jiān)測(cè)裝置，傳輸?shù)蛪壕€路三相電量采集、電能計(jì)量、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、溫度測(cè)量、線路故障和狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用無(wú)線通信方式或者有線網(wǎng)絡(luò)連接至監(jiān)控平臺(tái)或手機(jī)客戶端(圖2)。

圖2 運(yùn)行數(shù)據(jù)分析界面

裝置采用ARM Cortex-A8構(gòu)架高性能工業(yè)級(jí)處理器，主頻可達(dá)到 800 MHz[7]，可以使得無(wú)線通信網(wǎng)關(guān)完成復(fù)雜的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換完成通信管理機(jī)等任務(wù)，可提供強(qiáng)大、快速、可靠、實(shí)用的Web SCADA功能，操作人員在互聯(lián)網(wǎng)上使用瀏覽器(包括智能手機(jī)APP，微信公眾號(hào))，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量等的監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)以單線圖、GIS圖、儀表盤(pán)、表格、曲線、餅圖等多種方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)(圖3)。

圖3 平臺(tái)系統(tǒng)功能

3 實(shí)現(xiàn)功能

巡檢機(jī)器人(圖4)具有聲音采集、煙霧有害氣體檢測(cè)、移動(dòng)視頻圖像采集、溫度探測(cè)、人機(jī)對(duì)話等功能，在運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)上可隨時(shí)精確查看設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)24 h不間斷往復(fù)式巡檢、值守，且能及時(shí)探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，做出預(yù)判、發(fā)出警報(bào)，并將巡檢圖像、監(jiān)測(cè)的各類(lèi)實(shí)時(shí)參數(shù)等上傳至系統(tǒng)平臺(tái)。并通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)為配電室的安全運(yùn)行、故障診斷、狀態(tài)預(yù)警提供智能分析與精確指導(dǎo)。它可以對(duì)選煤廠用電量、負(fù)荷、報(bào)警情況、能效、電能質(zhì)量等一些重要數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并自動(dòng)生成綜合報(bào)告，為選煤廠提供能源管控、節(jié)能優(yōu)化、專(zhuān)家診斷等一體化的優(yōu)質(zhì)服務(wù)[8]。

圖4 智能監(jiān)測(cè)終端巡視機(jī)器人

3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)控及統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)現(xiàn)24 h監(jiān)控所有低壓柜里面的電流電壓，如有哪里出問(wèn)題可以直接且快速地發(fā)現(xiàn)，不需要人工逐臺(tái)檢查，而且可以在手機(jī)電腦隨時(shí)查看低壓配電柜的情況。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)是按時(shí)間(日、月、季、年)對(duì)同一終端的多個(gè)監(jiān)測(cè)量，對(duì)同一監(jiān)測(cè)量在不同的時(shí)間，或不同終端的同一類(lèi)監(jiān)測(cè)量進(jìn)行報(bào)表、曲線、柱形圖等顯示、打印和文件輸出。對(duì)設(shè)備電量、負(fù)荷、報(bào)警情況、能效、電能質(zhì)量等一些重要數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析(圖5)。

圖5 實(shí)時(shí)負(fù)荷監(jiān)測(cè)

3.2 智能報(bào)警

具有遙測(cè)越限、遙信變位等分類(lèi)、分級(jí)、設(shè)備聚合、警鈴閃爍、報(bào)警音響、報(bào)警信息播報(bào)、報(bào)警窗口顯示等報(bào)警功能，系統(tǒng)還可以根據(jù)需要以短信、微信公眾號(hào)報(bào)警[9]。

3.3 精細(xì)化管理

配電室的進(jìn)線、主要出線安裝電力能效監(jiān)測(cè)終端，同時(shí)加裝環(huán)境監(jiān)測(cè)終端(溫濕度、水浸、煙感)，數(shù)據(jù)通過(guò)4G/5G無(wú)線(或?qū)＞€)傳送至平臺(tái)系統(tǒng)(圖6)。

圖6 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器

3.4 設(shè)備管理

設(shè)備監(jiān)測(cè)從設(shè)備管理的層級(jí)關(guān)系上查詢(xún)智能儀表、探頭等終端設(shè)備的實(shí)時(shí)和歷史的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，系統(tǒng)為遙測(cè)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、比較、統(tǒng)計(jì)等提供豐富、實(shí)用的分析手段(圖7)。

圖7 數(shù)據(jù)查詢(xún)分析

3.5 電力運(yùn)維

運(yùn)維中心手機(jī)客戶端24 h遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。通過(guò)智能運(yùn)維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在運(yùn)維中心24 h遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，保證用電可靠性。通過(guò)對(duì)用電分析，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，更換節(jié)能照明設(shè)施，增加補(bǔ)償設(shè)備，變頻改造，老舊配電設(shè)備更新。

3.6 日常報(bào)表

每個(gè)月對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全運(yùn)行、電能分析報(bào)告，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，電能電耗情況(表1)。

表1 設(shè)備安全運(yùn)行、電能分析

4 應(yīng)用效果

挖金灣選煤廠配電室智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入運(yùn)行后，取得了良好效果，有隱患可以快速發(fā)現(xiàn)，使處理問(wèn)題更加及時(shí)有效，降低了事故發(fā)生頻率，對(duì)一些溫度高、電流高的設(shè)備能夠提前檢測(cè)到，使之在沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題之前得到及時(shí)處理，降低了檢修難度，節(jié)省了部分人力，使電工可以更好地把精力放在安全生產(chǎn)保障中[10]。

5 存在的問(wèn)題及推廣應(yīng)用前景

巡檢機(jī)器人巡檢定位后易產(chǎn)生偏差。巡檢機(jī)器人在準(zhǔn)備運(yùn)行的時(shí)候，未對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定位重復(fù)核查，定位容易產(chǎn)生偏差，使運(yùn)行變的卡滯。需要對(duì)巡檢機(jī)器人進(jìn)行多次重復(fù)的定位，重新定位精度±2 mm，可保障運(yùn)行平順無(wú)卡滯[11]。

目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上基本都存在機(jī)器人定位容易產(chǎn)生偏差等問(wèn)題，而本次研制的設(shè)備在多次對(duì)機(jī)器人進(jìn)行重復(fù)定位后，精度可以達(dá)到±2 mm，保障了巡檢機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程中平順無(wú)卡滯。

6 結(jié) 語(yǔ)

智能化建設(shè)正在改變洗選的管理、運(yùn)行模式。目前，智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備的推行應(yīng)用，可以代替人工現(xiàn)場(chǎng)操作、降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是未來(lái)建設(shè)智能化配電室不可或缺的一部分。