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淺談無人值守改造技術(shù)在礦山供電系統(tǒng)的應(yīng)用研究

更新時(shí)間:2022-03-14 點(diǎn)擊次數(shù): 571次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801
 
摘  要:分析營礦區(qū)供電運(yùn)行現(xiàn)狀,制定出無人值守改造方案并投入使用,該系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)通道開通、綜合保障系統(tǒng)升級、監(jiān)控系統(tǒng)改造、后臺數(shù)據(jù)上傳等自動(dòng)化技術(shù)。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制系統(tǒng),無人值守,數(shù)據(jù)上傳。
0 引言
        隨著智慧礦山和數(shù)字化建設(shè)的興起,礦山高壓配電室“無人值守"運(yùn)行模式逐步成熟,礦山電網(wǎng)開始改革,不斷優(yōu)化高壓配電室調(diào)控模式。無人值守變電站符合當(dāng)今電力發(fā)展的趨勢,能夠促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,推動(dòng)電力生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化,提高電力企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
1 系統(tǒng)狀況 
        系統(tǒng)概況。某礦區(qū)自建礦以來,供電系統(tǒng)一直采用傳統(tǒng)的有人值守模式。變電站(室)分三部分:一是1座110kV變電站和8個(gè)6kV高壓室;二是1座35kV站、7個(gè)10kV高壓室和5個(gè)35kV變10kV等級的箱變;三是1座35kV變電站和1個(gè)10kV開閉室。共有運(yùn)行人員131人。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),相關(guān)人員需要進(jìn)行如圖1所示的操作流程,層級煩瑣報(bào)批,效率低下。
傳統(tǒng)運(yùn)行模式存在的問題:
(1)事故處理流程煩瑣。管理幅度大,層級較多,事故應(yīng)急響應(yīng)速度慢。
(2)專業(yè)融合度較低。專業(yè)覆蓋面窄,融合度低,工作內(nèi)容單一,不利于員工業(yè)務(wù)素質(zhì)和技能水平的持續(xù)提升。
(3)變電站運(yùn)行管理工作分配不均。因受到站內(nèi)自動(dòng)化程度和配置人員的限制,常出現(xiàn)工作高峰時(shí)段運(yùn)行人員數(shù)量不足,影響變電站的正常生產(chǎn)運(yùn)行。
(4)變電站的自動(dòng)化水平有待提高。因運(yùn)行年份已久,站內(nèi)設(shè)備及綜合自動(dòng)化程度不高,下屬高壓室保衛(wèi)和防火、防盜系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋率沒有達(dá)到100%,并且受地域或管理制度的制約,還沿用多年來的有人值班運(yùn)行模式,效率低下。
2 解決方案
        總體思路。通過調(diào)研礦區(qū)所有變電站(室)運(yùn)行現(xiàn)狀,對其存在的問題以及站室的人員配置、
數(shù)據(jù)信號傳輸方式、綜保后臺通信情況等信息進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)、梳理。進(jìn)行實(shí)地考察學(xué)習(xí),結(jié)合自身的運(yùn)行現(xiàn)狀和設(shè)備情況制定出周密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母脑旆桨笧樗膫€(gè)部分,該方案能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度監(jiān)控職能合一,對電網(wǎng)設(shè)備“五遙"功能,人力資源優(yōu)化配置,提升人員綜合技能,為礦山電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行業(yè)務(wù)流程創(chuàng)新提供技術(shù)保障。
2.1技術(shù)方案
(1)開通數(shù)據(jù)通道。改造前,110kV變電站不能獲取各個(gè)配電室內(nèi)的綜合數(shù)據(jù),只能由室內(nèi)的值班人員完成抄表、監(jiān)盤等日常工作。開通變電站和高壓配電室之間的數(shù)據(jù)網(wǎng)通道至為重要。通過實(shí)地考察,結(jié)合配電室分布情況,制定了光纖敷設(shè)三步走計(jì)劃,一是6kV高壓配電室至110kV變電站,二是110kV變電站至車間調(diào)控,三是35kV變電站至車間調(diào)控。由于各站室距離110kV站集中控制室較遠(yuǎn),路徑復(fù)雜,所以需要布設(shè)光纜來代替普通的網(wǎng)線進(jìn)行通信,每個(gè)配電室都需要布設(shè)一根光纜到110kV變電站,并且利用光纜終端盒轉(zhuǎn)接。為了不影響光端機(jī)的使用,在調(diào)試光纖過程中對每一個(gè)光纖回路都進(jìn)行光衰減度的測試,保證了光端機(jī)傳輸介質(zhì)的質(zhì)量。
(2)監(jiān)控系統(tǒng)改造。監(jiān)控系統(tǒng)改造分為兩部分:光纖敷設(shè)和信息采集。敷設(shè)由6kV配電室、110kV變電站、直流屏室、研山箱變分別至調(diào)控的光纖。在配電室和直流屏室高壓柜兩側(cè)墻面上分別安裝球形攝像機(jī),在調(diào)控安裝硬盤錄像機(jī)和顯示器,可靈活調(diào)整攝像角度及范圍。因110kV和35kV變電站已安裝監(jiān)控設(shè)備,只需將其監(jiān)控視頻通過新敷設(shè)的光纖傳至車間調(diào)控即可。通RS232/485轉(zhuǎn)換模塊將監(jiān)控模塊轉(zhuǎn)接至工控機(jī)串口服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)對直流屏監(jiān)控信息的采集功能[1]。
(3)綜保系統(tǒng)升級。因配電室運(yùn)行年限已久,綜保軟件版本過低,運(yùn)行效率低下。需要對其進(jìn)行升級改造。針對綜保存在的通信缺陷,將通信方式由串聯(lián)改成并聯(lián),并且在高壓柜外部安裝通信箱,將所有通信線全部接至通信箱中,這樣可保證信號傳輸互不干擾。然后對所有高壓配電室綜保后臺進(jìn)行升級,全部上傳至110kV變電站。引進(jìn)光纖收發(fā)器和交換機(jī),利于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集。升級后的軟件功能強(qiáng)大,增加數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、事件告警、人機(jī)主控界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)綜合分析、語音功能、事件類型等功能。
(4)后臺數(shù)據(jù)上傳。后臺數(shù)據(jù)上傳包括變電站(室)綜保和計(jì)量后臺的數(shù)據(jù),需要傳至調(diào)控。將變電站內(nèi)2臺備機(jī)中的1臺移至調(diào)控,站內(nèi)保留1主1備。在配電室保留后臺電腦,以集控站的方式將后臺信息上傳至變電站,再通過主備機(jī)在調(diào)控獲取信息數(shù)據(jù)。對于計(jì)量后臺信息,全部通過光纖上傳,由調(diào)度員在調(diào)控統(tǒng)一監(jiān)控電能計(jì)量。
各項(xiàng)技術(shù)改造以后,礦區(qū)電網(wǎng)順利實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化,開啟了一個(gè)難度更高、技術(shù)更強(qiáng)、管理更集約、應(yīng)急更快速的電力調(diào)控新時(shí)代,由于自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施,使得調(diào)度處理事故的流程明顯減少,很大地優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程,實(shí)現(xiàn)了調(diào)度業(yè)務(wù)的扁平化管理。
3 效益分析
        本成果實(shí)現(xiàn)無人值守,投運(yùn)后釋放出勞動(dòng)力可以進(jìn)行外部創(chuàng)效,在減少自身人工成本的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了效益的較大化。擴(kuò)大了公司服務(wù)范圍,有力推動(dòng)了公司的轉(zhuǎn)型發(fā)展。調(diào)度對電網(wǎng)運(yùn)行狀況的掌控能力明顯提高,電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)得到有效預(yù)防和控制,事故的快速準(zhǔn)確分析與應(yīng)急處置能力顯著提升。
4 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
4.1簡介
        安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況,結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化,避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障,保證維護(hù)人員,延長設(shè)備使用壽命,減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高,同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。
4.2系統(tǒng)功能
4.2.1 通信管理
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
4.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好,能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息,如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
4.2.3 數(shù)據(jù)查詢
        在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
4.2.4曲線查詢
        在曲線查詢界面,可以直接查看遙測參量曲線,包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
4.2.5運(yùn)行報(bào)表
        查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表,包括日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。
4.2.6實(shí)時(shí)告警
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示:
4.2.7 歷史事件查詢
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
4.2.8 用戶權(quán)限管理
        為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。
4.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
4.2.10遙控操作
        安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)配置選型

 
5 結(jié)語
        礦區(qū)電網(wǎng)通過科技創(chuàng)新手段,實(shí)現(xiàn)無人值守改造。自投運(yùn)以來,礦區(qū)生產(chǎn)穩(wěn)定,沒有因供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停車的事故發(fā)生。新的運(yùn)行模式為礦區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來顯著成效,有力推動(dòng)了礦山電網(wǎng)智能化步伐,開創(chuàng)礦山轉(zhuǎn)型發(fā)展新局面。
 
參考文獻(xiàn)
[1] 杜景軍,常海莎,孫園園.淺談變電站(室)集中值守的實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2018(02):127-
128.
[2]劉利霞,常海莎,田立江.無人值守改造技術(shù)在礦山供電系統(tǒng)的應(yīng)用
[3] 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
 
作者簡介:
        劉細(xì)鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。


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