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技術文章

淺談無人值守改造技術在礦山的應用研究

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淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801
摘  要:分析營礦區供電運行現狀,制定出無人值守改造方案并投入使用,該系統采用數據通道開通、綜合保障系統升級、監控系統改造、后臺數據上傳等自動化技術。
關鍵詞:自動控制系統,無人值守,數據上傳。
0 引言
隨著智慧礦山和數字化建設的興起,礦山高壓配電室“無人值守"運行模式逐步成熟,礦山電網開始改革,不斷優化高壓配電室調控模式。無人值守變電站符合當今電力發展的趨勢,能夠促進電網的安全穩定運行,推動電力生產管理的現代化,提高電力企業的勞動生產率和經濟運行水平。
1 系統狀況
系統概況。某礦區自建礦以來,一直采用傳統的有人值守模式。變電站(室)分三部分:一是1座110kV變電站和8個6kV高壓室;二是1座35kV站、7個10kV高壓室和5個35kV變10kV等級的箱變;三是1座35kV變電站和1個10kV開閉室。共有運行人員131人。當電網發生故障時,相關人員需要進行如圖1所示的操作流程,層級煩瑣報批,效率低下。
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傳統運行模式存在的問題:
(1)事故處理流程煩瑣。管理幅度大,層級較多,事故應急響應速度慢。
(2)融合度較低。覆蓋面窄,融合度低,工作內容單一,不利于員工業務素質和技能水平的持續提升。
(3)變電站運行管理工作分配不均。因受到站內自動化程度和配置人員的限制,常出現工作高峰時段運行人員數量不足,影響變電站的正常生產運行。
(4)變電站的自動化水平有待提高。因運行年份已久,站內設備及綜合自動化程度不高,下屬高壓室安全保衛和防火、防盜系統,監控系統覆蓋率沒有達到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行模式,效率低下。
2 解決方案
總體思路。通過調研礦區所有變電站(室)運行現狀,對其存在的問題以及站室的人員配置、
數據信號傳輸方式、綜保后臺通信情況等信息進行詳細的統計、梳理。進行實地考察學習,結合自身的運行現狀和設備情況制定出周密、嚴謹的改造方案為四個部分,該方案能夠實現調度監控職能合一,對電網設備“五遙"功能,人力資源優化配置,提升人員綜合技能,為礦山電網調度運行業務流程創新提供技術保障。
2.1技術方案
(1)開通數據通道。改造前,110kV變電站不能獲取各個配電室內的綜合數據,只能由室內的值班人員完成抄表、監盤等日常工作。開通變電站和高壓配電室之間的數據網通道至為重要。通過實地考察,結合配電室分布情況,制定了光纖敷設三步走計劃,一是6kV高壓配電室至110kV變電站,二是110kV變電站至車間調控中心,三是35kV變電站至車間調控中心。由于各站室距離110kV站集中控制室較遠,路徑復雜,所以需要布設光纜來代替普通的網線進行通信,每個配電室都需要布設一根光纜到110kV變電站,并且利用光纜終端盒轉接。為了不影響光端機的使用,在調試光纖過程中對每一個光纖回路都進行光衰減度的測試,保證了光端機傳輸介質的質量。
(2)監控系統改造。監控系統改造分為兩部分:光纖敷設和信息采集。敷設由6kV配電室、110kV變電站、直流屏室、研山箱變分別至調控中心的光纖。在配電室和直流屏室高壓柜兩側墻面上分別安裝球形攝像機,在調控中心安裝硬盤錄像機和顯示器,可靈活調整攝像角度及范圍。因110kV和35kV變電站已安裝監控設備,只需將其監控視頻通過新敷設的光纖傳至車間調控中心即可。通RS232/485轉換模塊將監控模塊轉接至工控機串口服務器,實現對直流屏監控信息的采集功能[1]。
(3)綜保系統升級。因配電室運行年限已久,綜保軟件版本過低,運行效率低下。需要對其進行升級改造。針對綜保存在的通信缺陷,將通信方式由串聯改成并聯,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行升級,全部上傳至110kV變電站。引進光纖收發器和交換機,利于數據的統一采集。升級后的軟件功能強大,增加數據采集、實時數據處理、事件告警、人機主控界面、實時數據監控、歷史數據庫、歷史數據綜合分析、語音功能、事件類型等功能。
(4)后臺數據上傳。后臺數據上傳包括變電站(室)綜保和計量后臺的數據,需要傳至調控中心。將變電站內2臺備機中的1臺移至調控中心,站內保留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,再通過主備機在調控中心獲取信息數據。對于計量后臺信息,全部通過光纖上傳,由調度員在調控中心統一監控電能計量。
各項技術改造以后,礦區電網順利實現調控一體化,開啟了一個難度更高、技術更強、管理更集約、應急更快速的電力調控新時代,由于自動化監控系統的實施,使得調度處理事故的流程明顯減少,很大地優化了業務流程,實現了調度業務的扁平化管理。
3 效益分析
本成果實現無人值守,投運后釋放出勞動力可以進行外部創效,在減少自身人工成本的基礎上,實現了效益的較大化。擴大了公司服務范圍,有力推動了公司的轉型發展。調度對電網運行狀況的掌控能力明顯提高,電網風險得到有效預防和控制,事故的快速準確分析與應急處置能力顯著提升。
4 安科瑞配電室環境監控系統的介紹與選型
4.1簡介
安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況,結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗,了安科瑞配電室綜合監控系統,實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制,實現動力環境優化,避免運行環境的失控導致配電設備運行故障,保證維護人員,延長設備使用壽命,減少配電室粗放式管理導致成本過高,同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。
4.2系統功能
4.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。
4.2.2實時監測
安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好,能夠顯示配電室設備的運行狀態,實時監測配電室環境參數信息,如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。
4.2.3 數據查詢
在人機界面中,可以直接查看配電室個設備的運行數據。
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運行報表
查詢配電室內設備的運行數據報表,包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。
4.2.6實時告警
安科瑞智能配電室綜合監控系統具有實時告警功能,系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。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控系統能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。
4.2.8 用戶權限管理
為保障系統穩定運行,設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控的操作,數據庫修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。
4.2.9網絡拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態,能夠完整的顯示整個系統網絡結構??稍诰€診斷設備通信狀態,發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設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控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
4.3Acrel-2000E/B配電室環境監控系統配置選型


5 結語
礦區電網通過科技創新手段,實現無人值守改造。自投運以來,礦區生產穩定,沒有因出現故障而導致停車的事故發生。新的運行模式為礦區電網的安全穩定運行帶來顯著成效,有力推動了礦山電網智能化步伐,開創礦山轉型發展新局面。


參考文獻
[1] 杜景軍,常海莎,孫園園.淺談變電站(室)集中值守的實現[J].自動化應用,2018(02):127-
128.
[2]劉利霞,常海莎,田立江.無人值守改造技術在礦山的應用
[3] 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版


作者簡介:

淮亞利,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事配電室綜合監控系統的研發與應用。



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