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煤礦供電自動化系統(tǒng)的開發(fā)設計
煤礦供電系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)，可以把煤礦上所有的與變電站相關的實時信息及時的傳送至煤礦的供電系統(tǒng)主站，下面是小編搜集整理的一篇探究煤礦供電自動化系統(tǒng)的論文范文，歡迎閱讀查看。
【摘要】煤礦供電系統(tǒng)的自動化，可以有效的掌控煤礦電網(wǎng)的運行規(guī)律，提高供電的安全性和可靠性，避免大面積停電或者越級跳閘等煤礦電網(wǎng)事故的發(fā)生。對于提高煤礦電網(wǎng)的運行管理水平，推廣無人值守變電站的應用有很大的幫助。本文簡要闡述了煤礦供電自動化系統(tǒng)的開發(fā)設計。
【關鍵詞】煤礦;供電;自動化
引言
煤礦在開采的過程中，對于電能的要求比較高，因此煤礦的供電系統(tǒng)必須滿足可靠性、安全性、合理性、經(jīng)濟性等要求。煤礦的供電系統(tǒng)中的電源應該使用雙回獨立的線路，禁止電源線路上出現(xiàn)任何負荷;在煤礦電力系統(tǒng)中，應該采取防爆、防觸電以及過電流、過負荷等技術保護措施;此外，電力系統(tǒng)中的電壓偏移應該控制在額定值的5%～7%的范圍內(nèi)偏差應該避免超過0.2～0.5hz，系統(tǒng)的供電因數(shù)必須達到0.9以上。煤礦供電系統(tǒng)的設計還應該考慮到便于操作、節(jié)省費用等因素。總體來說，對于煤礦的供電系統(tǒng)來說，想要保持供電系統(tǒng)的可靠性，就應該選擇雙回干線式按線系統(tǒng)，變壓器組的按線方式多選用全橋式，電壓、電流互感器的選擇應該符合系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)中應該應用先進的真空斷路器技術，同時，監(jiān)測保護系統(tǒng)一定要設置的比較完善。
一、煤礦供電系統(tǒng)自動化技術功能
煤礦供電系統(tǒng)中應用自動化技術，增強了煤礦供電系統(tǒng)的應用功能：
(1)自動化技術在煤礦供電系統(tǒng)中的應用，可以隨時的掌握電力系統(tǒng)中的運行狀態(tài);
(2)可以收集和評估煤礦供電系統(tǒng)中不同的接線方案運行狀態(tài)和信息，時刻掌握控制對象的所有動態(tài)信息;
(3)煤礦供電系統(tǒng)中，應用自動化技術，可以在數(shù)據(jù)采集和處理的狀態(tài)下，借助網(wǎng)絡平臺，把開關量信息、數(shù)據(jù)、訊號等傳遞到監(jiān)制系統(tǒng)中，并進行數(shù)據(jù)的處理，然后更新于數(shù)據(jù)庫中，成為供電系統(tǒng)中進行各種操作的資料依據(jù);
(4)借助自動化技術，可以通過多種形式，例如圖像、文字、表格等形式呈現(xiàn)出系統(tǒng)的各項安全監(jiān)控信息，進行合理的判斷煤礦電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運行狀態(tài);
(5)檔系統(tǒng)出現(xiàn)運行異常的狀況時，例如斷路器錯位、異常跳閘或者繼電保護模擬量高出整定數(shù)值等狀況，系統(tǒng)可以自動完成切換保護動作，并且及時傳送報警信號;
(6)在在供電系統(tǒng)運行狀態(tài)下，自動記錄事件動作和狀態(tài)，并且能夠完成自動打印，實現(xiàn)存盤儲存，并進行有效的管理;
(7)可以設定操作閉鎖功能，以減少或者杜絕出現(xiàn)人工操作失誤的現(xiàn)象，確保供電系統(tǒng)的正常運行。
二、煤礦供電自動化系統(tǒng)的開發(fā)設計
1.煤礦供電系統(tǒng)自動化控制結構。煤礦供電自動化系統(tǒng)中現(xiàn)代自動化技術的應用主要包括四個部分：
現(xiàn)場智能測控單元部分、工業(yè)以太網(wǎng)部分、地面集控中心部分、地面集控中心部分。除此之外的分站下屬網(wǎng)絡結構的自動化和運行都是借助RS485信號并聯(lián)網(wǎng)絡完成的。詳細的分析情況如下：
(1)系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控職能主要是監(jiān)督、控制盒保護供電系統(tǒng)中的設備和線路運行狀態(tài)。監(jiān)控操作的順利完成主要是借助數(shù)據(jù)的傳遞方式，實現(xiàn)從縣城監(jiān)控單位都自動化分站的傳輸，同時接收遙控指令。
(2)在工業(yè)以太網(wǎng)的部分中，煤礦供電系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)的主站和監(jiān)控分站之間的連接就是借助自動化技術來完成的，也可以實現(xiàn)相關信息的傳遞。網(wǎng)絡冗余技術在自動化控制系統(tǒng)的設計過程當中使一項十分重要的技術，它可以大大增加網(wǎng)絡通信的可靠性。針對于煤礦井下防爆性要求比較高的特殊工作環(huán)境，通常會借助光纖維結構的傳輸介質，例如，光纖線路、電轉換器、太網(wǎng)網(wǎng)關等應用于網(wǎng)絡系統(tǒng)中，以滿足遠距離的傳輸需求。
(3)在地面集控中心部分中，自動化技術在煤礦生產(chǎn)指揮中心的應用，主要是借助系統(tǒng)主站，實現(xiàn)集中監(jiān)視和控制管理煤礦生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場中的高壓饋電設備的目的。這些高壓饋電設備包括監(jiān)督控制軟件、 獨立運行的工控機、UPS電源裝置等。
(4)在自動化監(jiān)控分站中，自動化技術的主要作用就是對現(xiàn)場監(jiān)控單元和循環(huán)地兩部分之間的數(shù)據(jù)和信息進行傳遞，并且把所有經(jīng)過自動化監(jiān)控分站處理之后的信息或者數(shù)據(jù)再次傳遞給系統(tǒng)主站。主站系統(tǒng)發(fā)出的命令應該由紫定華分站接收，然后傳遞給與數(shù)據(jù)信息相關的現(xiàn)場監(jiān)控單元，利用這種方式可以實現(xiàn)遠程操作。在這個過程中，發(fā)揮著主要作用的的器件主要有嵌入式計算機設備、外圍設備和裝置、通信協(xié)議轉化器等宿設備裝置。
2.煤礦供電自動化系統(tǒng)的控制設計。煤礦供電自動化系統(tǒng)中的分站設計主要包括硬件設計和軟件設計，硬件設計的組要組件有嵌入式計算機系統(tǒng)、通信協(xié)議轉換器、光電轉換器和一些外圍設備組成，其工作原理就是能夠對現(xiàn)場的監(jiān)控單元進行循環(huán)的采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉化成與OPC服務器相匹配的格式，然后通過工以太網(wǎng)和OPC數(shù)據(jù)傳輸機制再傳給主站，并對主站發(fā)出的控制命令進行及時接收，并遙控指揮現(xiàn)場監(jiān)控單位進行操作。煤礦供電自動化系統(tǒng)中的軟件設計分站操作主要采用的系統(tǒng)是嵌入式WindowsXP、監(jiān)控軟件利用VC++6.0工具、Active X通信控件、OPC動態(tài)連接庫WTOPCSvr 等，分站監(jiān)控程序進行循環(huán)地交換數(shù)據(jù)主要是通過COM 口與多個現(xiàn)場測控單元，通過以太網(wǎng)口可以將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給主站。可以采用ActiveX串行的方式設計分站與現(xiàn)場測控單元的通信程序，可以參考有關串行通信的參考文獻，進行具體的設計。OPC 技術主要應用于分站和主站之間的數(shù)據(jù)通信，使不同的程序應用和不同的設備之間的接口標準化，簡化數(shù)據(jù)之間互相交換的環(huán)節(jié)，使同設備的數(shù)據(jù)集成起來更加便捷。一般情況下在OPC軟件接口進行數(shù)據(jù)通信的過程中，都會設計OPCServer，OPCServer的設計主要是VC++6.O工具和OPC動態(tài)連接庫WTOPCSvr進行的。本自動化系統(tǒng)中選用的WindowsXPSP2作為主站的操作系統(tǒng)，選擇iFix組態(tài)軟件作為監(jiān)控軟件。
三、煤礦自動化供電系統(tǒng)的運行效果
煤礦供電系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)，可以把煤礦上所有的與變電站相關的實時信息及時的傳送至煤礦的供電系統(tǒng)主站，便于對礦井供電系統(tǒng)內(nèi)的全部運行信息進行前方為掌控，借助視屏可以轉卻的了解井下各變電所現(xiàn)場情況，一旦出現(xiàn)事故，可以為綜合判斷和處理提供準確的依據(jù)，提高了系統(tǒng)的工作效率和處理事故的能力。系統(tǒng)中的高壓隔爆開關微機保護器，能夠調整限定值、定時設定電流保護，進而有效的實現(xiàn)井上井下的保護配合，避免發(fā)生由于越級跳閘而造成的大面積停電;系統(tǒng)中的漏電保護可以及時的檢測到事故發(fā)生段，減少處理事故的時間，提高處理事故的效率;系統(tǒng)中的低電保護設置具有延時的功能，可以減少由于系統(tǒng)電壓波動造成的開關失誤，還可以對高低開關進行授權設置、在線調整、修改、驗證保護值等，減少停電次數(shù);在系統(tǒng)中安裝專用IP電話，可以在供電系統(tǒng)發(fā)生事故時，保持通信暢通，提高處理事故的效率，及時的回復用電。
四、總結
總之，煤礦供電自動化系統(tǒng)的設計，首先需要設計出一個用來與系統(tǒng)分站進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腛PC客戶端，具有接收數(shù)據(jù)及存儲、更新數(shù)據(jù)庫的功能，還需要設計一個用來顯示和操作數(shù)據(jù)界面的系統(tǒng)，能夠借助圖片和動畫的形式顯示整個供電系統(tǒng)的工作動態(tài)。通過自動化的電網(wǎng)改造，提高了煤礦的供電系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理水平，保障了礦井的生產(chǎn)用電安全。
參考文獻
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