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電力監(jiān)控和保護
電量傳感器
BD系列電力變送器 BM系列模擬信號隔離器 AKH-0.66系列電流互感器 電流互感器 AKH-0.66 J系列計量型電流互感器 AKH-0.66 Z型系列三相導(dǎo)軌式電流互感器 AKH-0.66 W系列電流互感器 AKH-0.66P保護型電流互感器 AKH-0.66 Z型電流互感器 AKH-0.66 M8型電流互感器 AKH-0.66/I 測量型電流互感器 AKH-0.66/II 測量型電流互感器 ARU系列浪涌保護器 JDG4-0.5電壓互感器 AKH-3.3/P-φ型中壓電動機保護電流互感器 AKH-L序電流互感器 AKH-0.66/J系列計量型電流互感器 LMZD-0.66(AKH-0.66ZD)計量型電流互感器 AMZK環(huán)網(wǎng)柜低壓開合式電流互感器 AKH-0.66/D型導(dǎo)軌式電流互感器 AKH-0.66/III 測量型電流互感器 AKH-0.66/H戶外型電流互感器 BA系列電流傳感器 BR系列羅氏線圈變送器 霍爾電流傳感器 W微型電流互感器 AKH-0.66K圓形開口式電流互感器 AKH-0.66K開口電流互感器 LQZJ4-0.66(AKH-0.66/Q)型計量用電流互感器 AKH-0.66G計量型電流互感器 AKH-0.66L剩余電流互感器 AKH-0.66S系列雙繞組型電流互感器
電能管理
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消防應(yīng)急照明和疏散系統(tǒng)
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消防設(shè)備電源傳感器 用電管理云平臺 Cloud-3000環(huán)保用云平臺 故障電弧探測器 防火門監(jiān)控系統(tǒng) 余壓監(jiān)控系統(tǒng) 智能智慧消防管理云平臺 公交站用電云平臺 電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置 壁掛式照明燈具 A530系列地埋式消防應(yīng)急疏散指示燈玻璃面直徑180mm 單面應(yīng)急標(biāo)志樓層指示燈 A431系列壁裝式出口疏散指示燈 單面左向指示標(biāo)志燈 應(yīng)急照明配電裝置 應(yīng)急照明集中電源 醫(yī)用IT隔離電源及監(jiān)控系統(tǒng) AFPM型消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng) ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置 應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng) 工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置
電能管理系統(tǒng)
電力監(jiān)控與保護
數(shù)顯溫濕度控制器 電動機保護器 微機保護裝置 ARTM100在線測溫系統(tǒng) 管廊產(chǎn)品選型 自復(fù)式過欠壓保護器 電氣防火限流式保護器 AM系列 AMB智能小母線 AMC系列多回路監(jiān)控裝置 PZ系列直流檢測儀表 PZ96B系列數(shù)顯控制儀表 M系列中壓保護裝置 APSM直流電源監(jiān)控系統(tǒng) APV系列智能光伏匯流箱 ADDC智能空調(diào)節(jié)能控制器 AGP風(fēng)力發(fā)電測量保護模塊 AGF-D系列光伏直流采集裝置 AGF-IM光伏直流絕緣監(jiān)測裝置 并網(wǎng)逆變器 AGF系列導(dǎo)軌式智能光伏匯流采集裝置 ACTB電流互感器過電壓保護器 ASD系列開關(guān)柜綜合測控裝置 WH系列溫濕度控制器 ARTM系列溫度巡檢測控儀 ASJ系列智能電力繼電器 ACM配電線路過負(fù)荷監(jiān)控裝置 ALP智能型低壓線路保護裝置 ARD系列智能電動機保護器 ARTU系列四遙單元 AMC16系列監(jiān)控裝置 ARC功率因數(shù)自動補償控制儀 PZ系列可編程智能電測表 ARDP智能水泵控制器 智能照明控制系統(tǒng) AZX-Z智能照明控制箱 AZX-J低壓智能計量箱 SVC動態(tài)無功補償及濾波裝置 AZG智能配電柜、AZX智能配電箱 智能光伏防雷直流柜
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充電樁產(chǎn)品
充電樁產(chǎn)品
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電力儀表
電能管理設(shè)備

電力監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦井下配電管理中的設(shè)計與應(yīng)用

時間:2023/5/5閱讀:244
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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:目前煤礦井下電力系統(tǒng)發(fā)生了各種各樣的創(chuàng)新和變化。部分礦井使用更高的功率和配電電壓較高的電氣開關(guān)設(shè)備,通常使用可編程邏輯控制器(PLC)進行控制、監(jiān)控和診斷應(yīng)用,使用內(nèi)置測試電路改進繼電保護,在負(fù)載附近進行功率因數(shù)校正,以改進電壓調(diào)節(jié)以及修改電力系統(tǒng)部件布置。電力監(jiān)控系統(tǒng)是由于工作面設(shè)備(尤其是長壁設(shè)備)的功率需求顯著增加所需要的。監(jiān)測系統(tǒng)主要目的是改善動力系統(tǒng)的運行特性,提高了礦井生產(chǎn)安全性。介紹了利用ARM和以太網(wǎng)技術(shù)為核心的煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng),并對系統(tǒng)進行測試分析,表明了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠且安全性較高。
 
關(guān)鍵詞:煤礦;供電系統(tǒng);監(jiān)控系統(tǒng);ARM技術(shù);測試應(yīng)用
 
0引言
 
       在過去幾十年里,煤炭生產(chǎn)成本繼續(xù)下降,這些收益是技術(shù)改良的直接結(jié)果,同時也是在很大程度上歸根于電氣系統(tǒng)技術(shù)進步的結(jié)果。通過企業(yè)開發(fā)和應(yīng)用更強大、更復(fù)雜的設(shè)備,并通過設(shè)計向該設(shè)備供電的系統(tǒng),實現(xiàn)了生產(chǎn)收益。近年來,煤礦井下電氣系統(tǒng)的電力需求急劇增加。以前,1500kVA的電力網(wǎng)絡(luò)通常被認(rèn)為是井下應(yīng)用的大型電力中心,主變電站大約由5000kVA的變壓器供電。如今,高產(chǎn)長壁工作面的電力中心容量超過5000kVA。隨著長壁工作面長度的增加,需要更大的電力保障。目前電氣系統(tǒng)的技術(shù)限制在2個方面:自動化和電力輸送。隨著生產(chǎn)率的提高,工人們越來越難跟上機器的步伐,因而為電力監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)了自動化技術(shù)。盡管取得了重要進展,但還需要進行更多研究,本文針對煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)繼續(xù)開展技術(shù)討論。解決的電力監(jiān)控問題是:如何在沒有嚴(yán)重電壓調(diào)節(jié)問題的情況下提供大量電力,以及如何安全、經(jīng)濟地中斷較大的電力波動,特別是在故障條件下的安全監(jiān)控。本文中討論的許多創(chuàng)新成果為礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)研究提供了依據(jù)。
 
1礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用目標(biāo)
 
1.1設(shè)計目標(biāo)
       煤礦綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是在充分利用礦井外電力綜合自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上,專門對井下供電系統(tǒng)、電力保護裝置、調(diào)度自動化等一體化進行監(jiān)測監(jiān)控的電力自動化平臺。該平臺可以集高低壓開關(guān)在地、離地的保護、測量和控制于一體,實現(xiàn)地下變電站無人值守運行、整個礦山電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控、運行參數(shù)超限報警、礦山調(diào)度系統(tǒng)的實施,實現(xiàn)
視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)。
 
1.2礦井電力供應(yīng)簡介
       我國大多數(shù)煤礦屬于井工開采,煤礦供電系統(tǒng)從上到下依次為地面變電所、井下中央變電所、采區(qū)變電所以及移動變電站。供電系統(tǒng)普遍采用的是多級短電纜組成的干線式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。煤礦高壓供電等級一般為6~10kV,低壓等級有3300V、1140V、660V、380V和220V?!睹旱V安全規(guī)程》要求井下供電網(wǎng)絡(luò)采用雙回路供電方式,兩回路互為備用,即一回路電源或線路出現(xiàn)故障以后,通過調(diào)整高壓開關(guān),可以將另一路正常電源接過來,保證了負(fù)荷的持續(xù)供電。
 
2監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計
 
2.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
       在回顧了過去和現(xiàn)有的煤礦電力供應(yīng)技術(shù)之后,開發(fā)并提出了一個簡單的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以監(jiān)控單元為主,如圖1所示。這兩個單元都由作為核心微控制器的LPC2148組成,屬于ARM控制器類型。通過以太網(wǎng)收發(fā)器相互通信,采礦裝置和監(jiān)控裝置中使用的收發(fā)器屬于同一類型。
圖1煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意
 
       ARM控制器作為監(jiān)控系統(tǒng)的核心單位,它采用STM32F103RAM32位處理器作為系統(tǒng)的主芯片,配有24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和640×480真彩色液晶顯示屏以及相應(yīng)的軟件。該裝置以O(shè)MAP平臺為核心作為保護,較好地利用了TMS320C5470DSP芯片的數(shù)字信號處理能力和高ARM926芯片的外圍集成,組網(wǎng)突出的特點為煤礦配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)保護裝置提供了一種新的研究結(jié)構(gòu)。
       在電力監(jiān)控系統(tǒng)中集成C8051F410的光纖激光甲烷傳感器。但是光纖傳感器在煤礦的推廣使用也出現(xiàn)了一些弊端,如顯示值暴漲、激光功率變?nèi)醯取5窃搨鞲衅鞯募铀俣茸钚?,?mm/s2,可用于微地震信號的測量和電力環(huán)境中的泄漏測量。
 
2.2硬件設(shè)計
 
2.2.1ARM微控制器選型
       系統(tǒng)選用ARM7TDMI系列的微控制器,具有極低的功耗和價格并提供高性能的技術(shù)特點。ARM架構(gòu)基于精簡指令集計算機(RISC)原理,指令集和相關(guān)解碼機制比微編程復(fù)雜指令集計算機(CISC)簡單得多。這種簡單性帶來了高指令吞吐量和實時中斷響應(yīng)。
       ARM7TDMI處理器采用了的架構(gòu)策略(THUMB),這使得它非常適合內(nèi)存受限的大容量應(yīng)用,或者代碼密度存在問題的應(yīng)用。ARM面對用戶串口如圖2所示。
 
 
圖2ARM面對用戶串口示意
 
       筆者使用LPC2148,具有如下特征:①16/32位ARM7TDMI-S微控制器,采用小型LQFP64封裝;②40KB片內(nèi)靜態(tài)RAM和512KB片內(nèi)閃存程序存儲器;③通過片內(nèi)引導(dǎo)加載軟件進行系統(tǒng)內(nèi)或應(yīng)用程序內(nèi)編程;④兩個10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器總共提供14個模擬輸入,每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至2.44s;⑤單個10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供可變模擬輸出;⑥多個串行接口,包括兩個UART(16c550)、兩個快速I2C總線(400Kb/s)、具有緩沖和可變數(shù)據(jù)長度功能的SPI和SSP;⑦具有可配置優(yōu)先級和向量地址的向量中斷控制器;⑧在一個小型LQFP64封裝中,最多可容納45個5V快速通用輸入/輸出引腳。
 
2.2.2元器件設(shè)計
       電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅需要對電力運行情況進行監(jiān)控,還需要對周圍環(huán)境的變化進行感應(yīng),以便隨時做出針對于電力調(diào)節(jié)方面的變化,因此,設(shè)計了氣敏、溫濕度傳感的元器件。為了檢測煤礦井下主要有毒氣體甲烷和一氧化碳,使用了MQ-7氣體傳感器,如圖3所示。
傳感器由微型AL2O3陶瓷管、二氧化錫敏感層、測量電極和加熱器組成,固定在由塑料和不銹鋼網(wǎng)制成的外殼中。加熱器為敏感部件的工作提供必要的工作條件。封裝的MQ-7有6個引腳,其中4個用于獲取信號,另外2個用于提供電流。MQ-7傳感器與ARM7TDMI的P0
 
 
 
圖3MQ-7氣體傳感器
接口進行連接F。
       在所提出的系統(tǒng)中,熱敏電阻用作溫度傳感器,被用來檢測非常小的溫度變化。溫度的變化通過器件電阻的明顯變化來反映。這里需要注意的是,NTC熱敏電阻在-50~150℃時的電阻分別為10、100kΩ。這意味著200°C的溫度變化導(dǎo)致了100∶1的電阻變化。該傳感器連接到P1至LPC2148接口。濕度傳感器是電阻式的,隨著濕度的變化,傳感器電阻將發(fā)生變化,該傳感器連接至LPC2148。
 
2.3以太網(wǎng)的適配
       以太網(wǎng)是由IEEE802.15.4個人區(qū)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)指
導(dǎo)的一種新的無線技術(shù)。它主要為廣泛的自動化應(yīng)用而設(shè)計。它目前以20000B/s的數(shù)據(jù)速率工作,占據(jù)在868MHz頻段,在全球發(fā)達工業(yè)國家可以以250000B/s的最大數(shù)據(jù)速率工作,最高可達2400MHz,有效減小了外部信號干擾。
       以太網(wǎng)規(guī)范是射頻Lite和802.15.4規(guī)范的結(jié)合。該規(guī)范工作在2400MHz無線電頻段,與802.11b標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙、微波和一些其他設(shè)備相同。因礦井工作環(huán)境惡劣,選用以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)較合適。以太網(wǎng)絡(luò)可以連接255臺電力設(shè)備[9]。收發(fā)模塊的范圍在井下可達300~700m,在室外可達1.0~1.5km。收發(fā)器具有片內(nèi)有線天線,工作頻率為2400MHz。從微控制器接收的數(shù)據(jù)根據(jù)以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進行組織,然后進行調(diào)制。該規(guī)范支持300m范圍內(nèi)高達250KB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
       雖然以太網(wǎng)的技術(shù)比802.11b(11MB/s)和藍(lán)牙(1MB/s)慢,但功耗明顯更低[10]。系統(tǒng)使用一對以太網(wǎng)模塊,一個用于傳輸?shù)叵虏糠值臄?shù)據(jù),另一個用于接收地面或監(jiān)控部分的數(shù)據(jù),并且設(shè)置主站系統(tǒng),如圖4所示。
 
 
圖4主站系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意
 
       每當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)授權(quán)人員想要知道參數(shù)的狀態(tài),或者每當(dāng)參數(shù)值增加到閾值以上時,就會通過調(diào)制解調(diào)器發(fā)送消息。該故障通過液晶屏上的顯示來指示。該電力監(jiān)測將有助于技術(shù)人員。
 
2.4軟件設(shè)計
       WinCC是一個基于窗口的軟件開發(fā)平臺,它將強大的現(xiàn)代編輯器與軟件多個拓展工具相結(jié)合。它集成了開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序所需的所有工具,包括C/C++編譯器、宏匯編器、鏈接器/定位器和十六進制文件生成器。WinCC通過提供集成開發(fā)環(huán)境,幫助加快嵌入式應(yīng)用的開發(fā)過程。其中生成的KEIL可以用來創(chuàng)建源文件;采用易于使用的用戶界面設(shè)置的選項,完成自動編譯、鏈接和轉(zhuǎn)換,最后在可以訪問數(shù)據(jù)變量過程中和內(nèi)存硬件上模擬或執(zhí)行調(diào)試。WinCC大大簡化了創(chuàng)建和測試嵌入式應(yīng)用程序的過程。
        為了將應(yīng)用程序下載到閃存中,這個WinCC實用工具平臺是必要的。用C語言生成的程序代碼經(jīng)過處理后生成十六進制形式的目標(biāo)代碼。它被稱為十六進制文件。為了將這個十六進制代碼轉(zhuǎn)儲到控制器的閃存中,該工具提供了Keil編譯版本。對于舊版本的編程,同樣的任務(wù)是在名為FlashMagic的軟件的幫助下完成的,在程序內(nèi)部通過RS-485總線技術(shù)進行數(shù)據(jù)的傳遞,主要針對于自檢模塊、故障模塊功能進行加強,如圖5所示。
 
3系統(tǒng)安全性設(shè)計
 
3.1接地故障保護
       電力監(jiān)控系統(tǒng)在離線模式下,當(dāng)電力負(fù)載關(guān)閉時,該系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控電機繞組和電機啟動器互連電纜的絕緣水平。該裝置具有可調(diào)范圍平衡電平,并具有輸出計量驅(qū)動器(0~1mA)來驅(qū)動遠(yuǎn)程儀表或與ARM控制器接口。如果檢測到低絕緣水平或離線接地故障,該裝
 
圖5系統(tǒng)主程序流程示意
 
置將鎖定電機電路。該系統(tǒng)還可以顯示以歐姆為單位的絕緣水平,這有助于預(yù)測性維護。
       高壓線路利用電路需要后備接地故障保護的功能,如果中性接地電阻開路時發(fā)生接地故障,后備接地故障保護將使電源電路斷電,這種保護在低壓和中壓系統(tǒng)中越來越常見。這種類型的保護是通過潛在的繼電保護來實現(xiàn)的。
       高壓線路也利用電路需要中性接地電阻的過溫檢測。如果持續(xù)故障導(dǎo)致接地電阻發(fā)熱,該保護的目的是打開輸入配電電纜的接地檢查先導(dǎo)電路。系統(tǒng)應(yīng)在接地電阻最大溫升的50%范圍內(nèi)或150℃下運行,以較小者為準(zhǔn)。由于與附近的電力變壓器相比,故障接地電阻產(chǎn)生的熱量相對較低,因而很難設(shè)計出確保這種保護可靠運行的系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)接受了替代方法,如過載電流互感器,只要替代方法不需要控制電源運行,保障了監(jiān)控系統(tǒng)在電力線路發(fā)生故障的條件下也能保持工作性能。
 
3.2功率因數(shù)校正和電壓調(diào)節(jié)
       大多數(shù)煤礦企業(yè)認(rèn)識到電網(wǎng)功率因數(shù)校正的經(jīng)濟效益。通過將平均月電網(wǎng)功率因數(shù)保持在1.0附近,可以顯著節(jié)省電力成本。由于大多數(shù)煤礦電網(wǎng)的功率因數(shù)校正發(fā)生在井外,這當(dāng)然是放置電容器的方便位置,但它距離井下電機負(fù)載較遠(yuǎn)。因此,通過將電容器定位在盡可能靠近負(fù)載的位置來改善電壓調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)并沒有充分發(fā)揮出性能。然而,在大容量長壁開采之前,這種功率因數(shù)校正優(yōu)勢并不那么重要。在一些大容量系統(tǒng)中,需要在電機負(fù)載附近放置功率因數(shù)校正的電容,以提供足夠的電壓調(diào)節(jié)并減輕電機啟動期間電網(wǎng)電壓下降的嚴(yán)重程度。
       目前,煤礦企業(yè)現(xiàn)在正在以電網(wǎng)電力控制中心為連續(xù)采礦區(qū)安裝電容器組。如果有足夠的空間,電容器通常安裝在電力中心集中控制平臺上。采用這種布置,為每個電容器電路提供接地故障保護。電氣切換通常由技術(shù)人員執(zhí)行真空接觸器和電流或無功檢測用于控制開關(guān)點。通常提供足夠的時間延遲來防止過度切換。電抗器應(yīng)與開關(guān)電容器串聯(lián),電容器應(yīng)具有工廠接線的保險絲、熔斷指示器和泄放電阻器。另一種降低電壓降和改善電壓調(diào)節(jié)的方法是使用更高的分配電壓。過去,7.2kV是煤礦井下常見的配電電壓。然而,在許多情況下,這種電壓已經(jīng)無法滿足對于今天的大容量長壁工作面開采。因此,在運用電力監(jiān)控系統(tǒng)時,應(yīng)當(dāng)安裝一個單獨的13.8kV配電系統(tǒng),專用于長壁開采系統(tǒng)及其相關(guān)的井上電氣設(shè)備。礦井的其余部分仍由7.2kV配電系統(tǒng)供電。另一種方案可以安裝標(biāo)稱電壓為14.4kV的配電系統(tǒng),目的是在不超過15kV絕緣等級的情況下獲得最高的配電電壓。只有搭載適應(yīng)的電網(wǎng)電壓并進行功率因數(shù)校正,才能確保電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮較好的性能。
 
4電力監(jiān)控試驗測試分析
 
4.1試驗系統(tǒng)組成設(shè)計
       試驗系統(tǒng)構(gòu)成如圖6所示。在10kV開閉所接一面KYN28A-12(Z)高壓開關(guān)K2,模擬10kV變電所Ⅱ段任一饋出高壓開關(guān)K2,在該開關(guān)柜安裝DMP5101終端1臺;再接4臺BGP9L(Y)高壓防爆開關(guān)K3、K4、K5、K6,模擬井下兩級變電所的供電線路,每臺高壓防爆開關(guān)內(nèi)安裝1臺礦用保護器。五臺開關(guān)之間一次側(cè)采用高壓橡套電纜連接,末端高壓防爆開關(guān)負(fù)荷側(cè)接1根高壓橡套電纜。在K2與K3之間設(shè)置短路點D1、在K4與K5之間設(shè)置短路點D2、在K6負(fù)荷側(cè)電纜終端設(shè)置短路點D3。
4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)試驗運行
       點擊系統(tǒng)圖標(biāo)進入煤礦電力監(jiān)控軟件,可以選擇查看地面或井下配電室監(jiān)控畫面,同時點擊井下配電室系統(tǒng)中的變電所界面,查看井下1號變電所監(jiān)控畫面。監(jiān)控畫面中矩形
 
圖6試驗系統(tǒng)組成
 
形狀圖標(biāo)代表斷路器,上下各配一刀閘表示斷路器小車狀態(tài),綜合顯示高爆柜當(dāng)前的運行情況,紅色代表合閘位置,綠色代表分閘位置。系統(tǒng)另一個重要功能是對歷史數(shù)據(jù)的查詢,歷史數(shù)據(jù)曲線主要功能是將電流、電壓等數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示,提供直觀的數(shù)據(jù)顯示、對比功能。
       歷史報警模塊對各類報警信息以時間為次序,詳細(xì)羅列了報警的時間、編號、類型、報警內(nèi)容及持續(xù)時間,方便操作人員查詢及處理相關(guān)信息。
 
5.安科瑞電力監(jiān)控解決方案
 
5.1概述
       針對用戶變電站(一般為35kV及以下電壓等級),通過微機保護裝置、開關(guān)柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護裝置等設(shè)備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。
       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)自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(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)用電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護、監(jiān)測、控制、通信等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及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實現(xiàn)對變電站的控制和管理,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)濟運行提供了堅實的保障。
 
5.2應(yīng)用場所
       適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運行維護。
 
5.3系統(tǒng)架構(gòu)
       Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計,可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(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。
 
5.4系統(tǒng)功能
       (1)實時監(jiān)測:直觀顯示配電網(wǎng)的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號。
 
 
       (2)電參量查詢:在配電一次圖中,可以直接查看該回路詳細(xì)電參量。
 
       (3)曲線查詢:可以直接查看各電參量曲線。
 
       (4)運行報表:查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(shù)。
 
       (5)實時告警:具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位,保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
 
       (6)歷史事件查詢:對事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
 
       (7)電能統(tǒng)計報表:系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況。
 
       (8)用戶權(quán)限管理:設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。
 
       (9)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:支持實時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
 
       (10)電能質(zhì)量監(jiān)測:可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。
 
       (11)遙控功能:可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠(yuǎn)程遙控操作。
 
       (12)故障錄波:可在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。
 
       (13)事故追憶:可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息。
 
       (14)Web訪問:展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息,設(shè)備通信狀態(tài),用電分析和事件記錄。
 
       (15)APP訪問:設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。
 
 
5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語
 
       本文針對目前礦井電力系統(tǒng)發(fā)生的系列變化,設(shè)計了井下電力監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要特點:對存在塑殼斷路器的替代產(chǎn)品進行了監(jiān)控設(shè)計;改進了接地故障保護;測試模式、障礙和內(nèi)置測試電路的接地保護有變化;改善電壓調(diào)節(jié)的負(fù)載附近功率因數(shù)校正;增加可編程控制器在控制、監(jiān)控和診斷應(yīng)用中的使用。ARM和以太網(wǎng)技術(shù)為核心的煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)提供低功耗平臺,證明了像ARM7這樣的控制器的更高級版本可以有更快的執(zhí)行速度和極低的功耗。通過使用遠(yuǎn)程操作,該系統(tǒng)可以更實時對電力系統(tǒng)運行情況進行觀察,并且在工程現(xiàn)場驗證了該系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。
 
參考文獻
 
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        [4]劉國林,苗滿文.煤礦井下供電過程電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究.
        [5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊 2022.05版.
 
作者簡介 
 
       盧洋洋,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。手機:13341957812(微信同號),QQ:489089363,郵箱:489089363@qq.com


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