摘要:主要介紹了應(yīng)用煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要意義,并對(duì)煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要原理和基本構(gòu)成做了簡要介紹,并從隔爆監(jiān)控單元設(shè)計(jì)、通信協(xié)議設(shè)計(jì)和組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面提出了電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,希望能對(duì)相關(guān)從業(yè)者提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控;煤礦井下;應(yīng)用;
在礦井下進(jìn)行施工,時(shí)刻需要消耗電能進(jìn)行基本的操作維持和設(shè)備運(yùn)行,因此,煤炭企業(yè)要保證井下施工中的電力供給系統(tǒng)的安全,并保障施工人員在電力環(huán)境下的施工安全。由于煤炭企業(yè)井下電力系統(tǒng)需要依靠復(fù)雜的電線網(wǎng)絡(luò)支撐,并根據(jù)使用的狀況進(jìn)行內(nèi)部的調(diào)整,提供長時(shí)間的穩(wěn)定電壓和電流,所以要監(jiān)控井下電力系統(tǒng)。
1.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能
1.1煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成
煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)需要依靠復(fù)雜的電線輸送系統(tǒng)和電腦控制系統(tǒng)構(gòu)成,才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸對(duì)電力系統(tǒng)的安全控制和監(jiān)督。而煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面部分、井下電力監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和防爆高低壓開關(guān)構(gòu)成。地面部分需要使用狀況良好的計(jì)算機(jī)保證基本的運(yùn)算和數(shù)據(jù)收集,并為監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的信息記錄,還需要地面交換機(jī)來保證信息的及時(shí)輸送和傳譯山,能夠?qū)⒌叵聜魉偷男畔⑥D(zhuǎn)化成有效的信息進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸,還需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,保證監(jiān)控系統(tǒng)處于有效的網(wǎng)絡(luò)下,才能實(shí)現(xiàn)信息在設(shè)備之間的傳輸和信息的運(yùn)算分析,此外,還需要打印機(jī)保證信息的轉(zhuǎn)換和收集。而井下站點(diǎn)需要通訊服務(wù)器、供電設(shè)備和光端設(shè)備,幾種設(shè)備組成信息的收集和傳輸網(wǎng)絡(luò),并由供電設(shè)備提供地下監(jiān)控系統(tǒng)需要的電力資源,保證各設(shè)備的正常運(yùn)作。監(jiān)控系統(tǒng)主要的構(gòu)成部分是防爆高低壓開關(guān)設(shè)備,主要依靠這一設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的控制,主要由通訊服務(wù)器、防爆箱和斷路器組成,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
1.2煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能
煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息收集,不斷更新和記錄電力系統(tǒng)中的模擬量、狀態(tài)量和脈沖量,采集電力系統(tǒng)中的信號(hào)信息,并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的信息傳遞,將有效的信息通過地下站點(diǎn)、地面部分和防爆高低壓開關(guān)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)輸送到監(jiān)控系統(tǒng)中[2]。通過對(duì)收集到的信息的解讀和分析,煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠判斷電路的使用狀態(tài),并對(duì)可能出現(xiàn)的安全問題進(jìn)行預(yù)警分析和數(shù)據(jù)計(jì)算。同時(shí),系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)記錄和信息留存功能,將收集到的信息存儲(chǔ)在設(shè)備的硬盤中,并提供相應(yīng)的查詢支持。通過記錄信息,監(jiān)控系統(tǒng)還能進(jìn)行電力分析模擬,將記錄中的信息輸送到構(gòu)建的模型中獲得相應(yīng)的預(yù)警信息。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障和問題時(shí),系統(tǒng)還可以通過自身的信息收集能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力將出現(xiàn)問題時(shí)的數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)裝置中,以便日后分析解讀,并通過對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分析提供相應(yīng)的預(yù)警報(bào)告。此外,煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)還具備一部分通訊設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)站點(diǎn)之間的連接,并通過將信息輸送到操作人員的電腦系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)人機(jī)的互聯(lián),操作人員能夠收到監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)男畔?shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷電力運(yùn)行的狀態(tài)和井下施工的狀況,并對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)和煤礦設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,確保施工人員和施工設(shè)備的安全。煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息,并為管理人員提供相應(yīng)的管理權(quán)限,管理人員還可以查看以往的錯(cuò)誤記錄和信息分析報(bào)告。系統(tǒng)還能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)自身提供備用的電力能源,以便應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的緊急情況實(shí)現(xiàn)高效的安全保障。
2.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成原理
煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備之間的連接,并通過計(jì)算得到的信息控制電力系統(tǒng)。防爆高低壓開關(guān)設(shè)備能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的開斷進(jìn)行控制,并收集電力系統(tǒng)中的電壓電流信息和應(yīng)用數(shù)據(jù),并將信息回傳,通過地下站點(diǎn)將信息傳遞給地上的控制點(diǎn),在這一過程中,收集到的信息要經(jīng)過不斷的加工和分析,并最終將有效的、可讀的信息傳遞給地上的管理操作人員。管理操作人員借助電力監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息分析井下施工的狀況,并指揮人員進(jìn)行下一步操作,控制電力系統(tǒng)和煤礦設(shè)備的工作狀況。
3.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用
3.1煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)隔爆監(jiān)控單元設(shè)計(jì)
煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)中的井下站點(diǎn)要實(shí)現(xiàn)信息的中轉(zhuǎn)和傳輸,將井下收集到的信息進(jìn)行集中,并轉(zhuǎn)化為易于接受的信息傳遞給地上的信息收集處,是監(jiān)控系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)換點(diǎn)。通過外部電力能源的供電,地下電力監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)組成部分和設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)正常的運(yùn)作。通過設(shè)備中裝配的信號(hào)傳輸設(shè)備和傳輸協(xié)議,可以構(gòu)建基本的電力監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式。通訊設(shè)備主要由編程控制器、通訊模塊、以太網(wǎng)模塊、光纖模塊、人機(jī)界面、開關(guān)電源等成分構(gòu)成,將收集到的信息遠(yuǎn)程傳輸給地面的站點(diǎn)和信息收集系統(tǒng),并通過一系列的信息轉(zhuǎn)化和解碼編程,實(shí)現(xiàn)煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效信息傳遞和控制。
3.2煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)煤礦井下電力監(jiān)控各系統(tǒng)的高效信息傳遞,需要對(duì)系統(tǒng)中的信號(hào)信息進(jìn)行編程,建立特別的信息信號(hào),并采用高質(zhì)量的設(shè)備防止信息的誤傳和漏傳。對(duì)信息信號(hào)采用特別的編碼和解碼方式,能夠?yàn)樾畔⒌母哔|(zhì)量傳輸提供可能。大多數(shù)信息傳輸信號(hào)都采用編程的方式傳遞信息,并運(yùn)用十六進(jìn)制的方式儲(chǔ)存信號(hào)信息。其中,主要通過開始字、地址字、校驗(yàn)字、結(jié)束字實(shí)現(xiàn)信息的編碼和控制,在編程的過程中嚴(yán)格按照計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行信息的記錄和傳輸。在開始字的開頭要采用統(tǒng)一的十六進(jìn)制的編碼,以便信息在傳輸設(shè)備和站點(diǎn)之間的識(shí)別和確認(rèn)。而地址字則要采用準(zhǔn)確的記錄方式,確保信息地址信息的有效傳輸,并在信息的傳遞過程中不斷增加地址位置信息,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的互傳,在最終到達(dá)管理者的設(shè)備時(shí),能夠?qū)⒕幊毯痛a逆向解讀出來,實(shí)現(xiàn)信息的可讀性。校驗(yàn)字是為了確保信息的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的傳輸設(shè)置的識(shí)別信息,通過校驗(yàn)碼能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的傳輸。而結(jié)束碼是信息結(jié)束的標(biāo)志,能夠?yàn)樵O(shè)備的解讀系統(tǒng)提供基本的信號(hào)信息,指明該條信息傳輸?shù)男盘?hào)已經(jīng)結(jié)束,為信號(hào)解讀提供便利。
3.3煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
通過井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的分析,井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議將信息傳遞給各個(gè)站點(diǎn),并最終將信息分析呈遞給系統(tǒng)的操作和管理人員。因此,要對(duì)電力監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)符合基本認(rèn)知的操作系統(tǒng)和傳輸代碼,并在實(shí)際操作中應(yīng)用。
4.安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
4.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求,針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
4.2應(yīng)用場(chǎng)所
辦公建筑(商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等)
旅游建筑(賓館飯店、娛樂場(chǎng)所等)
科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑)
通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)
交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等)
廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
4.4設(shè)備選型
5.結(jié)束語
煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?yàn)槊禾科髽I(yè)的生產(chǎn)提供基本的電力信息支持,持續(xù)向管理操作人員輸送井下電力的工作信息,以便管理操作人員針對(duì)施工的狀況調(diào)整井下人員的工作狀態(tài)和煤礦設(shè)備的生產(chǎn)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]趙大磊.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究.
[2]柳叢.煤礦井下高壓供電系統(tǒng)失壓保護(hù)技術(shù)的研究[J].煤礦機(jī)電,2015(1):26-29.
[3]安科瑞電力監(jiān)控與保護(hù)類產(chǎn)品選型手冊(cè),2022.07.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè),2022.05.
歡迎您關(guān)注我們的微信公眾號(hào)了解更多信息