時間:2022-11-10 15:45:17
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力監控系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
伴隨著社會的快速發展與信息化的不斷發展,對電網進行擴大已經成為一個必然趨勢,這也就對電網的全面綜合管理提出了更高的要求,傳統的綜合管理模式已經無法滿足時代的發展,因此國網公司應當依據實際發展情況對電網綜合管理進行長遠計劃。在對綜合網絡管理系統進行規劃設計前,首先應當對該系統的設計要求進行分析,基本確認在該系統投入運行之后需要擁有哪些功能,比如在進行計劃時應當對網絡覆蓋程度進行預設,防止出現信息孤島。而對電力系統實現綜合網絡管理其目的是為了實現對電網進行全面的監控并且對通信設備進行統一有效的管理,綜合網絡管理系統設計要求如下:(1)數據對電網的正常可靠運行十分重要,因此電力調度監控系統必須能夠令電力網中的數據被完整地傳輸、交換,信息得到有效的傳遞,同時網絡資源與設備也應當被統一全面且完整地進行記錄與管理;(2)電力調度監控系統對電網運行有著較為重要的意義,該系統應當令通訊網絡中的數據傳輸、交換以及信息傳遞等網絡資源與設備能夠得到較為有序的管理與記錄;(3)電力調度監控系統對硬件也有著較高的要求,為了網絡管理系統的良好正常運行,要求電力通訊網絡中站點機房應當配有全套的動力設備,方便對系統進行及時、準確的監控與管理;(4)該系統不僅需要滿足通訊網絡的全面需求,同時也應當能夠滿足各個層次的工作需求,并對其進行管理以及監控。在對電力調度監控系統的基本要求進行分析時,相關設計人員應當較為清楚地明確該系統所應當具備的基本功能;另外,還應當考慮在實施該方案所應具備的各類條件,比如技術條件、經濟條件等。在準備這些條件時,并不嚴格要求一定要完美,而是應當根據相應的要求選擇合適的監控系統條件,并且將設計控制在合理的范圍內,以保障經濟性。
2電力調度監控系統網絡構架
上文已經對綜合網絡管理系統的設計要求進行了簡單闡述,此處將對電力調度監控系統的網絡構架進行分析。對于電力調度監控系統來說,其可靠性十分重要,同時該系統也應當滿足穩定性、實時性、開放性的要求。為了保證監控系統的可靠性,可以利用雙網、雙服務器主備冗余設計,對系統中的前置服務器、歷史服務器以及實時服務器則應當使用雙倍冗余設計,一旦在系統出現故障時,該系統能夠及時自動地進行切換,保證系統能夠正常穩定運行。同時雙服務器的工作模式是負載分擔的工作模式,而不是整租備用、整租切換的工作模式,使用這樣功能的系統能夠在很大程度上提升系統的處理效率,同時也提升了數據的準確性,在一定程度上降低了工作誤差,有利于保證電網可靠運行。
3調度監控系統硬件配置
通常情況下,電力調度監控系統的硬件系統包括前置服務器、歷史服務器、實時服務器、磁盤陣列、調度工作站以及維護工作站等,接下來將對系統中的前置服務器以及實時服務器進行介紹。
3.1前置服務器
此設備的主要作用是將其接受到的數據進行預處理,對上傳的報文按照規定進行轉化,所謂的轉化就是將收到的原始報文轉譯為變電站遙測以及遙信數據的原始值,同時將這些翻譯過的數據傳送至實時服務器。如果想將這些工作順利地進行,就必須對硬件提出更高的要求,比如要求計算機對于實時通訊的處理速度應當達到規定標準,與此同時計算機的性能也必須應當能夠滿足工作需求,對數據的處理速度、處理質量要達到標準。
3.2實時服務器
該設備調度監控系統的數據處理中心部分,其主要作用是記錄并存儲實時狀態數據,前置服務器將數據傳送給實時服務器,實時服務器對這些數據進行處理,通過這些數據可以獲取變電站遙測、遙信數據的實際值,在固定的時間以及周期將這些數據存入庫中,與此同時還要向其他的應用模塊或者是系統傳送真實可靠的實時數據,對實時服務器的硬件也有一定的要求,最主要的是應當具備較強的計算能力,若想提升調度監控系統的服務質量,就要求計算機的CPU以及內存具備較好的性能,以滿足系統的容量擴展。
4電力調度監控系統安全防護
若想提升電力調度監控系統的安全性,就應當結合實際情況以及整體的設計方案對系統的安全管理進行設計,對監控系統安全性的要求包括應當能夠有效地預防或者是抵制入侵病毒在系統中的擴散,使系統在遭到病毒入侵后能夠快速的恢復,一般可以采用混合平臺設計來提升電力調度監控系統的安全性。另外,依據國家對電力二次系統安全防護體系的要求,在提升監控系統安全防護等級時,應當針對不同地區的系統進行相應的安全分區設計,比如設置防火墻、殺毒軟件等,努力構建一個安全系數高的電力調度監控系統。
5事項功能
該模塊在監控系統中的主要作用在于事項收集以及分發,同時產生事項緩存文件工作。該模塊應當能夠在保護信號發出警告時,在監控人員監控界面上也出現相應的反應,其作用是收集電網產生的實時事項并傳送至相關監控工作人員,收集控制系統產生的實時事項傳送至相關監控人員。
6結語
關鍵詞 :供配電;設計;電力;監控;系統;功能;
Abstract: with the development of society and progress, pay attention to in the design of power supply electric power monitoring and control system for the role in real life is of great significance. This paper mainly introduces the design for distribution in the electric power monitoring and control system of the role of relevant content.
Keywords: power supply; Design; Power; Monitoring; System; Function;
中圖分類號:TM7文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國科技水平的不斷發展和進步,我國生產力也在不斷提高,與此同時,要滿足居民和企業用電低成本、高效率的要求,以往的供配電設計是明顯無法達到社會對于電力需求的水平。為盡可能的滿足企業之間的運作需求,減少不必要的人力物力損失、提高各個領域的效率,節約能源,供電企業對電力系統的運行和管理需要越來越謹慎和嚴格,電力監控系統也逐漸成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。
一、電力監控系統概述
(一)電力監控系統的定義
電力監控系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,為變配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺,它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統,在變配電監控中發揮了核心作用,可以幫助企業消除孤島、降低運作成本,提高生產效率,加快變配電過程中異常的反應速度。
電網智能化,現有電力網絡中設備的運行狀態是由設備本身的工作指令來實現的,而與電網運行狀態無關,此為被動配電網絡:當設備的運行不僅由本身的工作指令來實現還要由配電網絡在自我診斷后,再根據電網能力,負荷重要性,發出設備運行指令,按負荷重要性等級順序控制運行時為主動配電網絡。正常工作狀態,首先要使系統工作合理,負荷分配合理,充分地消峰填谷:充分利用變壓器的過負荷能力:充分地采用各種技術措施節能。發生電力故障狀態,智能系統經過監測、分析、判斷,確保一級負荷供電,有效的控制二、三級負荷。
(二)電力監控系統特點
系統軟、硬件全部模塊化,硬件全部智能化。軟、硬件設計選擇工業級標準,可靠性非常高。整個系統的ICU(智能控制終端)、RTU(遠程智能通訊控制器)全部由16位微機組成,這樣的集散型監控系統,速度快,實時性好,同機種通訊可靠:ICU自帶CPU,采集周期短,實時性強,系統冗余度高,通訊幀數少,可大大減少通訊誤碼率:各系統都是獨立工作,互不干擾,實現了控制的硬件系統模塊化,采片j總線方式可節省纜線和工程費用:各子系統實現了模塊化,進一步提高整個系統的安全及可靠性:系統可帶電插拔,維護、檢修更加方便。
二、電力監控系統功能分析
1、數據采集與處理功能
在數據采集方面主要包括開關量、模擬量采集和電能計量采集三個方面。這其中,隔離開關狀態、運行報警信號、斷路器狀態以及斷電保護動作等信號信息,都是電力監控系統需要采集的數據信息;而供配電的電壓、電流以及功率、頻率等信息數據的采集,都是電力監控系統采集的模擬量;同時,利用機械式的電能表對無功電能以及有功電能的信息采集,就是電能計量,另一方面,對信息數據的記錄與存儲、分析,有助于電力監控系統及時有效的采取處理措施,在方便用戶查詢數據信息的同時,還能有效快捷的解決供配電過程中出現的突發狀況。
2、記錄功能
記錄功能包括時間順序的記錄和故障記錄兩方面。其中,時間順序記錄模式,可以有效的記錄供配電各個程序中的數據輸出和輸入信息狀態,當然這需要監控系統的采集數據庫有足夠大的內存空間,當遠方集中控制主站或后臺監控系統通信中斷時,還能確保事件信息、數據不會丟失;故障記錄是指對故障動作前后,對與故障相關的電壓和電流量等信息數據的記錄,這種信息的記錄,省去了費力去查找故障點的時間,同時,根據保存的數據,還能有效的采取應對措施。
3、監視功能
監視功能包括對電能質量的監視以及安全監視。電能質量問題主要包括電力設備故障、頻率的動態擾動和靜態偏差以及人為對電流、電壓的誤操作行為;安全監視指的是在電力監控系統在運行的過程中,對采集的電壓、電流等模擬量,以及自控裝置的運行狀況,進行不間斷的監視,以便在發生供配電故障時,能及時發出報警信號。
4、遠程操作功能
在允許電動操作的前提下,操作人員可利用計算機對隔離開關和斷路器進行分、合閘操作。比如說在供電過程中,操作斷路器時,可遠程控制自動重合閘;根據采集到的實時的信息,還可以實現自動隔離開關與斷路器間的閉鎖操作。這種監控功能,可以通過對采集數據的分析,在故障發生之前,為操作人員提供足夠的思考應對措施的時間。
三、供配電設計中電力監控系統的應用
(一)網絡設計
電力監控系統中的網絡系統能夠及時的對數據進行傳輸,并迅速傳遞操作指令,是實現電力監控系統各項功能的基礎。
對于小型電力監控系統來說,系統中監控設備相對較少,而且大多集中分布,此時,可以將所有設備全部接在一條現場總線上,通過轉換器來實現與主機的傳遞。
對于較大的電力監控系統而言,系統中設備較多,并且分布也相對比較分散,這時,可以先把每個設備就地與總線連接,之后在把各條總線全部接入網關。
對于特大型電力監控系統,它具有很多分屬系統,這時,為了確保系統的穩定運作,可以在各個分屬系統中分別設置分屬主機,每臺分屬主機負責本系統的監視和控制,同時,總中心主機可以對各個分屬主機的數據信息進行分析,從而了解整個系統的運作狀態。
(二)監控系統設計
在監控系統的設計中,要充分考慮客戶的實際需求,以及電力系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素,進而合理的選擇監控設備,這既有利于減少系統運作的成本,同時也有利于系統功能的實現。
電力監控系統的設計方案要符合各項基本要求,例如,在電力監控系統中,必須要滿足對主中壓進線回路的監控要求、對低壓進線回路的監控要求,以及對重要出線回路的監控要求。
在電力監控系統當中,監控要求主要有以下幾個方面。1.遠程觀測。要求系統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數、頻率、諧波畸變率等信息進行檢測。2.遠程通信。要求系統能夠及時的傳遞設備運作狀態以及故障信息。3.遠程控制。要求系統能夠遠程控制設備的開啟和關閉。4.報警。要求系統能夠通過設定,對各種信息進行報警。5.顯示。要求系統能夠就地顯示出各部分運作信息。
四、供配電設計中應用電力監控系統的意義
綜上所述,電力監控系統具有網絡通信、電子繪圖、數據編輯、身份校驗、故障報警、數據存儲記錄等功能, 使得工作人員在實際工作中更加方便,可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態,并能迅速傳遞出操作指令。而且,由于監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現,因此,不同的電力監控系統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精準的進行傳輸。另一方面,在供配電設計中運用電力監控系統,應該根據實際情況選擇監控設備。一般的電力監控系統通常都采用具有遠程通信、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備,而一些高端電力監控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。
在商務樓、寫字樓等場所設置電力監控系統,可以實現對樓內高低壓配電回路的實時監控,有利于電能管理。另一方面,電力監控系統不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況,它還具備網絡通訊等功能,能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合,及時的顯示樓內各個配電回路的運作狀態,當樓內電力系統的負載越標時,電力監控系統能夠迅速報警,發出語音提示。另外,電力監控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息,便于有關人員分析樓內各部分的用電狀況,使樓內的用電活動更加安全,從而保證樓內人員的生命安全,提高辦公人員的工作效率。
結束語
電力事業是我國國民經濟的支柱產業,它的發展和進步關系著我國綜合國力的提升,關系著人們生活、生產中的各個環節,而電力監控系統是保證電力事業穩定收益的有力保障,對電力事業的蓬勃發展具有深遠影響。在以后的日子里,我國的電力事業勢必會更加發達,電力監控系統也將更加完善,電力事業仍會不斷促進我國的國民生活水平,推動我國社會主義現代化事業的偉大進程,為我國在世界之林中的長久生存保駕護航。
參考文獻
[1]高士宏.電力監控系統在供配電設計中的應用[J].科技風.2011(21):115.
[2]張冰,許立國.淺析供配電設計中電力監控系統的作用[J].黑龍江科技信息. 2011(07):28.
關鍵詞:監控系統 智能儀表
一、基本概況
某天然氣凈化廠水源站、供水站、甲醇回收、鍋爐房低壓配電室均建于1997年,到目前為止運行時間長達13年之久,由于各種原因以前沒有安裝監控設備部分,目前全廠低壓配電管理主要依靠“人工巡檢“來解決中低壓變配電系統故障,電力故障不能及時的發現與處理,因此對供配電系統的遠程監測,實現供配電故障的迅速定位,建立一套完整的電力供配電監控系統顯的極其重要。隨著近年自動控制系統、通信系統及智能電子元器件的快速發展,自動化系統早已經擺脫了傳統的繼電器方式,進入微機型應用的階段,通過技術改造,可以實現變電所的實時監控;
二、電力監控系統功能
凈化廠具有工藝設施及輔助生產設施多,低壓用電負荷較為分散的特點,低壓變電所和配電間較多,主要由1#、2#配電室、供水站、水源站、1#鍋爐房、甲醇回收配電室組成,為減少人工巡檢的工作量,需要在有人值班的1#配電室對各分配電室所有重要回路的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、諧波等電氣參數監測,并在監控系統中實時顯示,即顯示各分配電室的所有電氣接線圖,并根據需要在各配電室主接線圖之間進行切換。對一般供電回路只監視開關狀態和報警狀態。
電力監控系統主要功能是完成低壓電氣設備的電氣參數測量、數據采集、傳輸、數據記錄、存儲、顯示、故障錄波、報表、諧波分析、電能和電能質量管理等。電氣參數的監測主要來源于分散安裝在各個回路的智能儀表,保護和控制方面主要依賴于電機保護器、變頻器、軟啟動等智能設備。電力監控系統還可以提高系統運行可靠性和連續性,縮短停電時間,減少停電損失、避免故障發生,監測電能質量、發現潛在故障。
三、電力監控系統結構
電力監控系統采用的是分散、分層、分布式結構設計,系統分中央監控層、通信網絡層、間隔層。
系統采用分散分布式單機單網結構,在1#配電室電氣值班室設置全廠電力監控系統,在水源站、供水站、甲醇回收、鍋爐房各配置一臺通訊管理機,分別采集各自配電室內間隔層數據,實現全廠供配電系統的智能化管理,能夠對供配電系統中所有電氣設備的運行狀態進行安全、可靠、準確地實時監視。
1.中央監控層
中央監控層由位于1#配電室的工作站、交換機、網絡打印機等構成,是系統的控制中心,負責人機界面,完成對整個系統的數據收集、處理、顯示、監視、控制功能。
2.通訊網絡層
通信網絡層是系統網絡構成的紐帶,完成監控層和間隔層之間的實時信息交換,實現不同系統的應用軟件通信的透明傳輸。在本系統中通訊管理層主要由位于各個配電室的通訊管理機組成,通訊管理機通過TCP/IP直接就近接入廠里的局域網中,無需另外單獨鋪設光纜。并且各個配電室的重要數據還通過通訊管理機的RS485串口連接到本站的DELTEV系統。使其在DCS系統中也能監視到電氣運行的重要參數。
3.間隔層
間隔層智能設備完成測量、保護、控制、操作監控等功能,在本系統中主要由分散安裝于各個配電室的進線開關柜上的智能關口表、帶通訊的變頻器、帶通訊的軟啟動器、電容補償器、變壓器的溫度控制器、智能遙信裝置、UPS等智能設備組成。各智能設備分別組成多個RS485網絡接入位于本站的通訊管理機,具有網絡通訊功能,通過通訊網絡上傳各個供電回路的遙信、遙測、故障報警等運行信息,通過接收主機下傳遙控命令,實現遠程控制進線、變頻器、軟啟動器等分合和啟停等。
四、電力監控系統結構
凈化廠根據水源站、供水站、甲醇回收、鍋爐房變電所存在的問題,可以參考2#配電室監控系統的監控情況。2#配電室于2003年10月投運,電力監控系統實時錄取了電氣運行中存在的問題,大大方便了我廠電氣事故的檢查、整改工作。
改造后電力監控系統結構圖如下:
五、電力監控系統的實現
在監控系統的結構中,中央監控層和通訊管理層主要是通過系統軟件和硬件配置實現。
間隔層的監控實現:
對于各個配電室的重要回路主要由以下幾部分組成:
1.供水站、水源站、1#鍋爐房、甲醇回收配電室進線開關配置高性能的智能關口表,實現四遙功能,遙信主要包括開關變位狀態和故障報警狀態,遙測主要包括電流、電壓、有功、無功、功率因素、有功電度、無功電度、諧波含量、電源閃變等電力質量參數,遙控主要是指在1#配電室能遠程控制這幾個配電室的進線的分合,特別是在故障停電后,電氣值班人員能迅速在1#配電室遙控操作,恢復供電。
2.供水站的2臺75KW的新鮮水泵,配置變頻器,變頻器帶通訊,變頻器通過RS485接入供水站的通訊管理機,實現通訊。
3.供水站有2臺消防泵、2臺臥式循環泵,改造后配置軟啟動器,軟啟動器帶通訊,變頻器通過RS485接入供水站的通訊管理機,實現通訊。
4.供水站、水源站、1#鍋爐房配電室有電容補償設備,電容補償器帶通訊、通過RS485接入本站的通訊管理機,實現通訊,監視電容補償的運行參數和相關報警參數。
5.在水源站的3臺132KW轉水泵配置帶遙控輸出的智能儀表裝置,儀表接入水源站的通訊管理機,在1#配電室的值班室和DELTEV系統能遠程啟停泵;
6.甲醇回收改造后的2臺15KW空冷器帶變頻器,變頻器帶通訊,通過RS485接入甲醇回收的通訊管理機,實現通訊。
7.對于電機回路配置低壓電動機保護控制器,進行全電量測量監視和電動機的遠程控制、過載和短路保護,熱過載保護、動力切換等等,并通過馬達保護器進行通訊。
除以上這些重要回路以外,對于一般的饋線回路我們配置簡單的開關量智能采集儀表,可采集斷路器、接觸器的狀態量或故障報警裝置信號。這種方式可實現一對多,既一個開關量輸入模塊可采集多個回路的開光量信號。
通過對以上電氣設備監控后,就能夠利用配電柜改造機會,同時將第一凈化廠水源站、供水站、甲醇回收、鍋爐房低壓配電室進行全面監控,電氣人員、中控人員、生產管理者都能實時監控,實現電氣設備數字化管理。
六、結束語
目前,我廠主要對變頻器、UPS不間斷電源、2#配電室等電氣設備進行了監控,監控系統還不算完整,系統側重于遙測和遙信,與DCS系統的連接僅限于電機運行狀態監控、變頻器調頻等,各配電室的關鍵電氣參數無法監控,停電后監控不到電力系統參數。系統全面監控后,能夠實現全廠關鍵設備受控,設備運行狀況實時監控,并有歷史記錄,能夠遠程恢復停電事故,能夠大大降低電氣人員的巡檢工作量,并能及時發現、處理電氣問題,生產管理部門也能隨時查看電氣監控參數,提高我廠電氣設備管理能力。
關鍵詞:煤礦井下 電力監控 研究
中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(b)-0067-01
1 我國煤礦井下電力監控系統的應用現狀
煤炭是我國十分重要的能源組成部分之一,而煤礦井下的安全問題一直也是困擾著煤礦安全生產管理者和國家相關監管部門。我國煤礦井下電力監控系統的應用較晚,早在80年代初,我國先后從國外引進了一批電力監控系統,使一部分煤礦的安全生產系數得到了提高。同時,我國相關技術人員對國外的電力監控系統進行研究分析,并結合我國自身電力安全監控系統的現狀,先后研制出一批符合我國煤礦井下作業的電力監控系統。如采用工控機的井下控制單元、用單片機作為控制器等。而目前被廣泛應用到煤礦井下的電力監控系統主要有以下幾種。
(1)由我國第一代時分制監控系統創始人賈柏青研制的鎮江中煤電子KJ101;
(2)在前身KJ2系統的基礎上發展起來的常州自動化所KJ95,它同長城瑞賽的主要區別在于能生產部分傳感器;
(3)由在我國的加拿大外資企業生產的電力監控系統森透里昂KJ31,此系統的優勢在于其傳感器采用分布式組網結構,沒有中間分站進行信息中轉,而是將信息直接傳遞到地面上的主機,所以具有抗瞬變脈沖群干擾的性能。
另外,還有一些比較知名的電力監控系統,如長春東高KJ19、撫順安儀KJ80,上海嘉利KJ92以及江西煤研KJ65等。雖然我國擁有眾多具備各種不同性能的電力監控系統,但由于煤礦井下電力監控系統是由地上監控主站、井下監控單元、傳感器、電纜等組成,系統結構宏大而復雜,因此對入井人員管理較為困難,井上的管理人員難以掌握井下人員作業的實時情況,而且一旦事故發生,對井下人員安全信息的獲取以及營救效率較低,加之我國的電力監控系統的發展水平一直還停留在上世紀90年代初,因此,充分了解煤礦井下電力監控系統的結構、工作原理和過程并提高煤礦井下電力監控系統的技術以保障煤礦井下作業人員的安全顯得尤為重要。
2 我國煤礦井下電力監控系統的分析研究
我國煤礦電力監控系統主要由井上系統和井下系統組成。而井上系統又由系統中心站和局域網絡組成。在系統中心站中,主要完成的功能有環境監測、生產監控、并由中心站軟件完全顯示測量數據及實現網絡連接。井上系統的工作過程是由地面上的光端機采集井下監控單元的數據,然后將這些數據傳送給地面監控計算機,工作人員再通過相關的軟件平臺對這些數據進行分析整理,再將整理后的數據通過地面光端傳送給井下監控單元。而地面上的集控站是通過以太網與井下監控系統相連,并通過采集的數據對煤礦供電系統的當前運行狀態進行分析處理以實現隨時對井下的電力系統進行監控管理。而對于井下的煤礦監控系統,雖然其形式多樣,但基本上都具備以下功能:開機自動檢測和本機初始化功能、通信測試以及監測功能(包括環境監測、瓦斯管道監測等)、死機自動復位且通知中心站功能、接收地上站的參數功能、自動識別傳感器型號功能等。而在這些功能中,傳感控制器的穩定性和可靠性顯得尤為關鍵,它關系著煤礦監控系統所反映的被測環境和設備參數是否正確,若參數不正確,將會直接影響地面集控站對井下煤礦作業的監控。目前我國所生產并用于煤礦電力監控環境系統的傳感器基本都滿足了煤礦安全生產監控的需要,如對風速、負壓、溫度、電流電壓的模擬量。但是這些傳感器也存在一些缺陷,如使用壽命相對國外產品短、可靠性的和穩定性方面也遠遠不如國外同類產品,其某些性能還不能滿足用戶的需要,因此對傳感器的升級研究非常重要。
再者,對于井下電力監控系統的研究方面,應格外注意以下功能的設計:井下工作人員的識別和定位、井下動態目標的定位,如車輛及其它設備、井下安全的實時監控、井下一旦發生安全事故時工作人員的及時救援。在對井下工作人員的識別方面,應尤其注意限制井下作業人的進出數量,并對其進行嚴格考勤和實時監控以確保一旦事故發生,地上管理人員可第一時間了解井下作業人的數量及位置,保證救援的及時性和準確性。而對動態目標的定位,通常是采取對不同的動態目標進行唯一編碼的形式以實現對動態目標的信息獲取和定位監控。在井下實時監控方面,一般通過采集煤礦安全數據并對其分析處理,以實現超時報警和斷電控制,同時采用高線形式對井下瓦斯濃度進行記錄分析,從而采取相應的安全生產措施并保證生產決策的正確性。而對于井下作業人員的救援方面,包括了逃生監測、輔助搜救,每個工作人員身上都攜帶了便攜式數據終端,通過這個數據終端,井上的監測中心工作人員可以準確地獲取工作人員的定位信息并及時救援。
3 我國煤礦井下電力監控系統的新技術
根據以上分析,我國煤礦井下電力監控系統雖能基本滿足煤礦井下作業的基本要求,但和國外同類產品相比其安全系數還有待提高,多數產品都存在以下問題:易發生故障越級跳閘、故障定位速度比較慢、漏電保護沒有選擇性、缺乏供電信息整合。針對以上問題,我國產生了一批煤礦井下電力監控系統的新技術。
(1)如采用XR-200系列煤炭專用型保護構成的區域保護系統,它能完全消除越級跳閘,在斷路器失靈時,上級能保護快速跳閘。
(2)防電壓波動而造成大面積停電,這類技術是采用流閉鎖方法而避免電壓波動造成保護誤動,甚至在失電后,失壓保護還能正常工作。
(3)對電網故障快速定位,這類技術是在調度SCADA系統的基礎上,實現供電系統的故障診斷,給系統的調度人員一個非常明確得提示。
(4)采用專利技術的XRA-600高壓選擇性漏電保護系統,它通過一個基于模型識別原理的算法,以實現耐過渡電阻能力強、不受消弧線圈和間歇電弧的影響。此系統速度快、原理十分可靠、靈敏度高且準確率達到了100%。
以上這些技術,實現了對井下工作情況的實時監控、地面及井下變電所無人值班,提高了安全運行效率,在減少安全監控工作人員數量的同時還提高了故障定位和處理的速度。
4 結語
雖我國的煤礦井下電力監控系統的發展日新月異,但相比發達國家的煤礦井下電力監控系統的技術仍有不小差距,且煤礦井下的電力監控系統關系著每一個井下工作人的生命安全,責任重大,因此對我國煤礦井下電力安全監控系統的進一步研究刻不容緩。
參考文獻
【關鍵詞】電力監控系統;自保護;安全性
0 引言
隨著我國工業自動化和智能化的快速發展,社會各個方面都對電力系統的穩定性和安全性提出了更高的要求。電力監控系統的應用極大的推動了電力信息化和智能化的發展,提升了電力系統的效率以及穩定性。電力監控系統主要是建立在計算機通訊技術基礎之上,但是從現階段的應用實踐情況來看,電力監控系統不可避免的存在著運行方面的問題,只要系統運行出問題就會造成大面積的停電,引發較大的社會問題和經濟問題。所以研究電力監控系統的自保護技術對于降低系統損失、提升電力監控系統運行穩定性具有非常重要的意義。
1 電力監控系統自保護技術實際情況
從現階段來看,對于電力監控系統自保護技術的研究主要集中在硬件方面的自保護技術、操作系統的自保護技術以及應用方面的自保護技術。由于篇幅有限,本文重點介紹應用層面的自保護技術。
(1)沙盒技術
所謂的沙盒技術就是指如果某些程序代碼發生了異常情況并不需要馬上停止運行,而是使其在限定的環境下或者容器內持續的運行,同時對其進行認真的觀察并記錄,對這些異常情況影響到的文件和系統環境等進行備份。如果能夠確認其屬于惡意代碼,那么可以將其終止運行,并且對受到其影響的文件和系統進行恢復。
通過沙盒技術能夠有效降低誤殺情況,同時能夠保留惡意代碼的運行證據。但還是具有具有惡意代碼防范軟件較為滯后、需要及時進行更新升級方面的問題,另外還需要采取相應措施來確保沙盒環境的安全性以及可靠性,防止受到網絡攻擊。
(2)防惡意代碼軟件
從現階段來看,防惡意代碼軟件有很多種,并且不同軟件技術存在著很大的差異。總的來說,防惡意代碼軟件所采用的安全防御策略可以分成兩種,分別為:第一,和目標文件的特征值M行匹配,同時和惡意代碼庫進行比對來確定目標文件是否受到了惡意代碼的感染;第二,按照目標文件或者程序行為來判定。但是,現階段防惡意代碼軟件大多存在一定的問題,例如惡意代碼庫的更新無法跟上惡意代碼的破壞速度,對于全新的惡意代碼無效;匹配準確度相對較低,會在一定程度上影響系統功能的運行;由于惡意代碼庫需要進行定期的更新,這就對那些處于封閉狀態的電力監控系統沒有效果。
2 以系統告警機制為基礎的應用自保護技術
傳統的電力監控系統很多無法提供自保護能力,雖然某些新系統宣稱具有自保護功能,但是這些產品還需要進一步的完善,還無法完全滿足電力監控系統可靠性以及安全性方面的要求。
(1)以系統告警機制為基礎的應用自保護模型建設
為了進一步滿足電力監控系統安全防護方面的要求,可以采用以系統告警機制為基礎的應用自保護模型,其模型如圖1所示。
從圖1中能夠得知,此系統主要包括兩個模塊,分別為:定時告警模塊、后臺監控模塊。
第一,定時告警模塊。此模塊主要具有兩方面功能,監控定時設置模塊主要用來配置系統定時告警,能夠按照設定時間啟動需要的監控功能;監控內容設置模塊主要用來對監控內容進行配置,可以按照監控系統的實際需求對后臺監控的具體函數進行配置。定時告警模塊相關功能的實現主要是通過基于操作系統的定制告警相關應用程序接口進行的。
第二,后臺監控模塊。此模塊主要包括三方面功能。其中,系統性能監控模塊能夠監控整個系統所占有的帶寬和內存,同時也能夠監控處理器資源方面的性能,同時能夠在系統性能發生異常時采取相應的措施;系統安全監控模塊能夠監控應用系統關鍵進程存活以及重要數據完整性等相關指標,同時能夠在監控系統安全性發生差錯時采取相應措施;定時告警設置模塊能夠確保后臺監控模塊所在的進程被定時的激活,這樣就能夠防止遭到破壞。
以系統告警機制為基礎的應用自保護模型中兩個模塊(定時告警模塊和后臺監控模塊)能夠相互調用,并且能夠有效抵抗外部的干擾,不容易中斷調用關系,這樣就能夠確保應用系統的自保護監控功能實時運行,從而能夠有效解決傳統監控方式中監控進程容易受到破壞而中斷,進而造成應用系統自保護功能無法實現的問題。以系統告警機制為基礎的應用自保護模型可以當成獨立的系統來運行,同時也可以當成應用系統當中的一個模塊來運行。
(2)以系統告警機制為基礎的應用自保護模型代碼實現框架實例
由于操作系統自身所具有的應用程序接口之間具有差異,所以以系統告警機制為基礎的應用自保護模型實現方式也是不同的。比較常用的就是以JAVA虛擬機提供應用程序接口為基礎的實現機制,其模式實現技術框架如圖2所示。
在應用系統自保護模型技術實現框架中,定時告警模塊和后臺監控模塊分別在繼承自Service類的自定義子類TimerService以及繼承自BroadcastReceiver類的自定義子類Monitor And Control實例中實現。通過此方式實現的自保護模型可以確保后臺監控服務的持久性運行,并且能夠有效防止監控過程受到外部因素干擾而出現中斷的情況。如果按照業務的實際需求情況,在后臺監控模塊當中進行性能的監控和安全監控處理函數就可以對應用系統形成有效的自保護性能。
3 結束語
對于電力監控系統來說,其所具有的自保護能力在很大程度上影響著系統的安全性和穩定性。本文提出了以系統告警機制為基礎的應用自保護模型,此模型具有有效的自保護性能。此模型的提出也為今后電力監控系統的安全性和穩定性建設提供了相應的參考,對于推動我國電力行業發展具有一定的意義。
【參考文獻】
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【關鍵詞】電力線路 監控系統 具體應用
1 電力線路監控系統的具體應用
1.1 電力線路監控系統工作中的雷電監測
電能源與其他種類的能源相比,存在潔凈無污染、方便快捷的明顯優勢,但是同時電能也存在一定的危險,在電力線路輸電過程中,也存在著很多的隱患,需要引起人們的重視,減少不必要的損失。在雷擊出現時,線路短路,影響人們的正常生活。電力線路監控工作的雷擊監測,主要是指電力線路的耐雷水平,在發生雷擊線路時,線路絕緣不發生閃絡的最大流幅值。由于目前技術有限,所以對雷擊監測的運用和控制仍然不夠完善,需要在監測方面的雷擊監測進行更好的開發和挖掘,減少自然現象對人們用電的影響和對生命的威脅。
1.2 電力線路監控系統工作中溫度監測
電力線路是輸電、供電的介質,在線路選擇的各方面都需要很高的要求,尤其是高壓線的選擇,必須選用通過了國家測試的產品,以此來保證輸電的通暢和電力企業的服務以及人身安全。目前每個家庭的用電量都不斷增大,不論是在娛樂方面的電視電腦,同時在做飯時也都是用電器進行的,在每天都有幾個用電的高峰,晚上用電量的增加更加明顯,當供電量不足時,電力部門便會擴大電容,這是電力線路的溫度就會不斷升高,溫度升高的幅度需要電力線路監控系統進行監測,以保障在電力線路的正常承受范圍內進行調整和控制,防止由于電力線路溫度過高引起電線的加速老化和輸電過程中的短路,杜絕由電引起的火災的發生,減少對人們生活的不利影響。電力線路的通暢和安全是電力企業不斷努力實現的目標,電力線路監測系統更能夠保證線路的通暢和人們的生活安全,即使發生故障后,也能夠在最短時間進行處理和控制,對溫度的監測便是實現安全和供電質量的最好的方法。
1.3 電力線路監控系統工作中的弧垂監測
任何部分的供電實現都是通過線路進行的運輸,電力線路的架接是輸電的主要準備工作。電力線路的距離較長,總體重量也較重,受到重力的作用后會出現下垂的現象,所以,在正常的線路架接過程中需要尋找合適的位置對其進支撐。導線弧垂是指在平坦地面上,相鄰兩基電桿上導線懸掛高度相同時,導線最低點與兩懸掛點間連線的垂直距離。如果導線在相鄰兩電桿上的懸掛點高度不相同,此時,在一個檔距內將出現兩個弧垂,即導線的兩個懸掛點至導線最低點有兩個垂直距離,稱為最大弧垂和最小弧垂。在電力線路的正常弧垂范圍內進行輸電工作,防止車輛對電線的刮擦,以及線路不斷下垂后對人們生命安全造成傷害。
2 電力線路監測系統在應用過程中需要注意的問題
2.1 監控設備的維護
電力線路的監控系統由很多的監控設備共同組成,除了終端設備之外,很多監控的裝置都是安裝在戶外,露天的工作環境對戶外的監控裝置具有更高的要求,很多設備需要接受風吹日曬的考驗,所以,在電力線路監測系統的安裝過程中需要一定的措施對設備進行保護,尤其戶外的裝備,更要附加與之相適合的防護設備,以保證電力線路監控的正常進行和整個設備裝置的使用壽命,從而在節約成本的基礎上更好地提供供電服務。同時,電力線路的監控設備的安裝具有廣泛性和復雜性,電力企業需要對此進行及時的維修和處理,防止出現更多的供電問題和安全問題,電力企業應成立和組織相關維修維護組,專職負責監控設備的維修問題,將有經驗的技術人員進行專業培訓,以保證工作的效率,從而更好的監測線路問題,保證輸電的順利進行,保護人們的人身安全,更好地跟隨快捷的生活節奏和滿足工商業發展的需要。
2.2 輸電量的正常控制
我國屬于人口大國,不管是工商也還是人們生活都對電量具有很大的需求,由于家用電器的普及,目前我國的耗電量已經在世界范圍內名列前茅。我國人們的生活水平不斷提高,對于很多家庭來說,電費并不是負擔,于是對電量的浪費現象也是屢見不鮮,這更是導致我國的用電緊張。電力企業為滿足人們生活所用電量,不斷擴大輸電量,對電力線路的監控系統造成很大的影響,尤其是終端的視頻影像,輸電量增加時,電流的磁場也不斷增大,對電力線路監控系統的影像顯示具有很大的干擾,會造成影像模糊等現象。所以,電力企業需要引進先進的科學技術,不斷改進監控系統,同時也鼓勵和號召人們節約用電,樹立健康的消費理念,也可以適當采取一些收費控制的措施,如分段收費,這樣可以從心理上給人們一定的壓力,提醒自己節約用電。輸電量的控制也是在電力線路監控過程中會出現的具體問題,需要電力企業和人們配合來共同改進問題,最終才能實現電能的合理利用和社會的和諧共贏,讓電能帶給人們更多的便利和快捷。
3 結論
電能源已經成為當代生活中最不可缺少的能源,工商業用電和居民用電都成為普遍現象,輸電的速度和質量直接影響我國的正常生產和居民的正常生活,電力企業在社會中的地位也得到不斷的提高,在電力線路監控方面也承擔著巨大的責任和義務,為保障電力服務,電力企業也在不斷完善電力線路的監控系統,開拓它的應用,為電力服務提供更多的信息。本文從電力線路系統的雷擊監測、弧垂監測和溫度監測進行闡述,同時也提出了電力監控系統在工作中的問題和解決對策。只有電力企業與人們的節約意識共同作用,才能保證電能源的源遠流長。
參考文獻
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[3]張振華.高壓電力線路在線視頻監控系統工程應用及實踐[J].電力系統保護與控制,2013(16).
作者簡介
楊后港(1976-),男,湖北省陽新縣人。現為黃石電力勘測設計有限公司送電線路技師、助理工程師,主要從事電網建設、輸電線路運行維護、線路勘測設計。
關鍵詞:電力監控系統 KJ36A系統 CZB1微機智能保護器
中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(b)-0026-02
隨著社會的發展與科學技術的進步,計算機技術、自動化技術和網絡傳輸技術也迅速的運用于煤礦的生產及安全管理。任何煤礦的安全問題都是重中之重,必須將其放在首位。煤礦井下供電系統的安全更是不容忽視,因此遵循可靠性、實用性和經濟性的原則,參照國內最先進的設計準則,在標準化的平臺上開發出一套功能實用、使用簡單、維護方便、易于擴展的煤礦井下電力自動化遠程監測監控系統。顯得很有必要。
在現在的礦井開采中,井下供電系統經常出現開關保護誤動的現象,造成井下局部或者更大面積的停電事故。事故發生后,由于缺乏電網的實時監測監控,對事故發生的地點和原因不詳,恢復供電需要很長的時間,很容易影響礦井安全生產。因此,對井下電力實現自動化遠程監測監控管理,對供電系統的運行狀態、故障診斷、技術參數以及停送電操作的管理很有必要。
煤礦電力監控系統的發展趨勢是實現對各電力回路的監測監控,保障電網的安全供電,實現事故的預警、記錄與分析故障情況,快速故障定位,開關定值參數的計算及遠程整定,實現變電所的無人值守,實現局級電力調度,最終實現煤礦井上下供電電網的數字化、智能化。
1 系統的構成
錢家營礦井下電力監控系統采用KJ36A電力監控系統。該系統采用三層結構,第一層為監控層;第二層為傳輸層;第三層為現場控制層。系統結構圖見圖1。
(1)系統監控層。
電力監控系統后臺配置二臺電力監控計算機。一臺主機,一臺備用機,采用雙機熱備分方式,保證系統運行安全、可靠。另外在監控室設置一臺網絡服務器,負責將監控數據通過礦井自動化平臺在網絡上,接入局域網的計算機都可以通過WEB方式瀏覽監控數據。電力監控系統后臺主機正常工作時,監控主機和備用機之間能進行數據交換,若監控主機工作異常時,操作人員通過備用機立即執行主機功能向各個變電所發送讀取數據指令,并提示用戶當前的故障信息。
(2)系統傳輸層。
該系統采用工業以太環網加現場總線的數據傳輸結構模式。主干信道是通過井筒主干光纖以太環網傳輸到中央及采區變電所,通過網絡交換機數據接口將變電所的開關數據接入主傳輸系統;在變電所內設立電力監控主站,采用總線RS485方式采集變電所內開關設備的運行參數和狀態,實現設備信息的就地集中數據監測和控制的功能,電力監控分站對采集到的設備信息進行組態,集中上傳到地面系統主機。井下變電所內開關設備的運行參數和狀態通過綜合保護單元采集并輸出,變電所的電力參數數據通過以太網傳輸到電力監控系統后臺。系統后臺可以網絡方式將數據傳輸到全礦井綜合自動化平臺,實現數據共享和網絡。
(3)現場控制層設計。
現場控制層采用智能型高爆開關,高爆開關采用CZB1型微機智能保護器。該綜合保護器硬件平臺采用DSP+CPLD為核心的方式來設計。通過電流、電壓互感器,零序電流互感器,瓦斯、風電、絕緣監視等閉鎖接點采集參數,輸入CPU模塊,完成保護功能、測控功能、人機對話功能、各種自檢及其他相關邏輯。通過RS485通訊模塊及時將井下電氣設備的電氣參數,運行參數,電量信息,設備工況以及故障信息發送到地面調度中心,同時也能夠接收地面調度主站發出的遙控、定值設定和信號復歸等命令,實現開關遠程操作。
2 系統主要功能
井下電力監控系統主要是通過建立上位機監控系統(KJ36A)實現多功能操作、參數的讀取與命令的發送。而系統搭建的基礎主要靠CZB1智能保護器來完成,因此系統能否實現各種功能,控制高爆開關的運行,直接取決于智能保護器的功能。
(1)KJ36A主要功能。
①五遙聯動功能,實現電力系統的遙信、遙測、遙控、遙視、遙調等“五遙”功能。
②停送電開關掛牌功能,通過系統后臺和電力監控站設置掛牌閉鎖操作,閉鎖開關分合閘操作。
③實時供電狀態監測功能,實時顯示并監測開關設備的運行情況,在一個界面上按順序排列同時顯示各個變電所的每一臺開關的運行情況,用戶通過操作可以直觀的觀察到設備的實時電壓、工作電流及開關分合閘狀態等電力參數。
④預警報警功能,動態的顯示越限、故障報警,工作人員可隨時掌握電網運行狀態,發生越限、故障時,系統能發出聲音報警,同時在報警信息窗口顯示其報警類型、報警狀態、報警時間等。
⑤查詢功能,可分時段對監控設備進行故障記錄查詢,用表格形式列出需查詢時間段的所有報警記錄,包括報警設備、報警參數、報警時間、報警類型、報警內容及值班員等。
⑥異常處理記錄,綜合保護器故障時音響報警;并在事件記錄中記錄故障值。
⑦報表及曲線打印、顯示。
(2)CZB1微機智能保護器功能。
①保護功能,三段式過流保護、反時限保護、電纜絕緣監視保護、漏電保護、過電壓保護、低電壓保護、風電閉鎖和瓦斯閉鎖。
②故障錄波功能,保護器每周波采樣24點,應用快速FFT算法,能準確實時采集電壓和電流信號。實時計算有功功率、無功功率、功率因數,當開關出現過流故障時能通過故障錄波迅速的查處故障時段的錄波參數。
③開關控制功能,新型操作控制回路,自動根據開關負荷適應跳、合閘電流。控制方式可采用無源接點控制方式,有源接點控制方式,增強保護器的適應能力。
④系統通信功能,保護器通過現場總線和以太網與系統連接組成光纖環網的以太網系統,使用現場總線具有響應速度快、節省通訊線的優勢。
3 結論
錢家營礦電力監控系統已經使用將近兩年的時間,井下高爆開關可以實現100%遠程操控,有效的預防了井下大面積掉電,越級跳閘等問題。期間伴隨著系統的使用,建立了很多的開關日常檢修、試驗、上位機維護等制度,采取了很多的防范措施,使KJ36A系統的平臺得到有效的發揮。為了能使系統更加可靠的運行仍需要很多改進,如上位機故障報警信息改進。目前當井下高爆開關出現過流、瓦斯、風電等故障報警時,會在系統界面“實時報警框”和數據庫記錄,但在系統操作界面沒有故障情況顯示。故障內容、故障重要等級、故障是否復位等無法通過操作界面直接反映出來。現有監控中心操作員主要是變電站值班電工,工作繁忙、開關多,一旦井下出現大面積掉電將導致恢復送電時間加長,造成礦井供電安全隱患。因此隨著系統的不斷升級改造,井下電力監控系統必將更加完善可靠。
參考文獻
【關鍵詞】電力監控;INT-iPS
Abstract:This paper design and realize an electric power monitoring system based on INT-iPS, which used in the distribution system of Xinyuan Company.The system meet the monitoring requirements,it can feedback information in time and improve the level of management.The electric power monitoring system based on INT-iPS can be used easily,wisely,expediently,and cost less money.
Keywords:electric power monitoring system;INT-iPS
1.引言
INT-iPS(intelligent power system)系統是以計算機為基礎,對變電站電力系統進行綜合自動化監控的監測系統,可應用于電力、化工等領域的數據采集與監視控制,集保護、監測、控制、通信等多種功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的電力自動化系統。
該系統對變電站、配電所、發電廠的一次主設備可實現遙測、遙信、遙控、遙調,對二次設備和輔助設備實現遠方控制和管理,并與上一級調度自動化系統通信,實現對電力系統綜合全面的自動化管理[1]。
本文以因泰萊公司INT-iPS電力監控軟件在江蘇中煙江蘇鑫源煙草薄片有限公司配電管理中的典型應用為例做一介紹。
2.項目概況
2.1 項目介紹
江蘇鑫源煙草薄片有限責任公司位于江蘇淮安工業園區清浦工業新區,占地面積約200畝,根據2011年7月國家局批復實施建設。
在中國卷煙產業發展戰略中,發展“中式卷煙”具有更重要的戰略地位,減害降焦是重要的戰略環節。而造紙法薄片的應用,將有效地幫助降低卷煙產品的特定有害成分,同時也可能調制卷煙配方、降低卷煙生產成本,使產品更具有市場競爭力。
2.2 配電情況介紹
電力系統監控現場分為兩個配電房:位于生產工房的1號配電房和位于辦公樓的2號配電房。其中監控室位于1號配電房值班室內。
要求電力監控系統能實時進行系統電力參數數據采集,并通過計算機實時監視、控制并接收系統報警。20KV電源進線設過電流速斷保護和帶時限過載保護,變壓器出線設過電流速斷保護、帶時限過載保護、單相接地故障保護、變壓器溫度上限報警和超限脫扣保護。
所有的干式變壓器均帶智能溫控系統,并能與微機綜合保護裝置進行即時通訊。
3.總體方案
3.1 參考標準
GB/T 2887-2000電子計算機場地通用規范
GB/T 14285-1993繼電保護和安全自動裝置技術規程
GB/T 19262-2003微機變壓器保護裝置通用技術要求
GB/J63-90電力裝置的電測量儀表裝置設計規范
GB/T13730地區電網數據采集與監控系統通用技術條件
3.2 組網方案
如圖1所示,總體架構分為三層,即站控層、網絡層、設備層。在監控值班室建立計算機系統監控,現場級控制層設備采用南京因泰萊電器股份有限公司生產的PA620系列綜合微機保護測控裝置以及其它智能設備,站級控制層采用INT-SCADA軟件監控平臺,站級控制層與現場級控制層設備通過屏蔽雙絞線連接,共同組成INT-iPS變電站綜合自動化系統[2]。
圖1
3.3 設備選型
3.3.1 網絡層設備
后臺監控主機:配置1臺監控操作員兼工程師站,對全所的各種實時數據進行組織管理,承擔全所的實時數據處理、歷史數據記錄和事件順序記錄等任務,對本所設備運行狀況進行安全監視。
通訊管理機:承擔本所的實時數據采集,數據實時處理,設備控制,與運行工作站、調度、繼電保護裝置、自動裝置及間隔層的測控單元進行通信等。
3.3.2 現場設備層
該系統現場間隔層主要采用先進的一體化數字繼電保護測控裝置PA620,裝置采用了計算機控制、網絡通訊等多項新技術,完全達到本次標書提出的技術要求,組成一個高效、安全、經濟、可擴展的變電所綜合自動化系統[3]。
PA620系列裝置是專門針對110kV電力變壓器開發的整套保護測控裝置,適用于110kV及以下電壓等級的兩圈和三圈(四側)電力變壓器。該系列裝置包括PA620-T1變壓器主保護裝置,PA620-T2變壓器后備保護裝置和PA620-SW非電量及操作箱等,每個裝置可單獨使用,也可相互組合配置,為各種常用電力變壓器提供完善的主保護、后備保護及相關測控功能。
PA620-R是因泰萊公司采用32位高性能微處理器、16位高精度A/D轉換芯片和大規模可編程邏輯器件研制的新一代變電站綜合測控裝置。PA620-R測控裝置具有超高精度,測量電流、電壓、功率、功率因數、頻率、諧波,其測量的電壓、電流量均達到0.2級。
4.系統功能
4.1 INT-SCADA體系架構
INT-SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)集成化保護監控系統處于系統的站級控制層。為了適應電力系統應用設備多、縱向橫向聯系緊密、擴建組建頻繁等特點,該監控系統從分析、設計到具體編程,全部采用面向對象方法,融合了最新的計算機編程技術,在滿足嚴格的可靠性、實時性要求基礎上,更在系統的可組態性、可擴展性、可用性、可維護性等方面有新的突破。
圖2
4.2 主要功能
4.2.1 數據采集功能
系統由數據采集裝置采集現場有關數據,包括模擬量,脈沖量及開關量,測量量,外部輸入訊號等數據傳至監控系統作實時處理,并可以從各保護裝置采集保護運行狀態、保護動作信息、保護定值信息、保護故障信息、保護電源及保護裝置自檢信息等,實時更新數據庫及顯示畫面,并在屏幕上采用模擬圖方式實時顯示現場設備運行狀況,顯示實時和歷史事件,具體如下:
(1)INT-SCADA監控系統能完成變電站模擬量運行狀態的監視,有效反映各模擬量(電流,電壓,有功,無功電量等)。
(2)INT-SCADA監控系統能對變電站內所有狀態量(開關,刀閘,分接頭等)進行有效,安全,可靠,直觀的控制,并能實現開關和刀閘操作的閉鎖,防誤功能。
4.2.2 控制功能
通過主站微機的鍵盤,鼠標器對控制對象進行分合操作。控制對象包括開關和斷路器隔離開關的分合(跳合)操作,保護投退,變壓器有載調壓,電容器投切,保護信號復歸,電壓切換,設備運行檢修。為保證受控設備的安全,所以有可靠的閉鎖和防范措施,控制操作時有口令,口令是操作員唯一通過微機來分合開關或斷路器的一把鑰匙。
4.2.3 屏幕顯示功能
INT-SCADA監控系統能在主控機顯示與實際相對應的一次主接線模擬圖,顯示各控制對象的運行狀態并實時動態更新。可形成實時的和歷史的模擬量連續變化的趨勢圖,如功率負荷曲線,電壓波動曲線。
4.2.4 抄表查詢
INT-SCADA監控系統可接收智能單元所提供的帶時標的數據,存儲數據,并可按標準格式打印各種報表,歷史數據庫內容,各種曲線,各種其他事項。其中的無編程報表設計功能,使沒有編程經驗的人員可輕松設計出各種復雜的、滿足電力系統要求的報表。
5.實際應用分析
實現數據集中采集,降低管理費用:可以實現各種電參量數據的集中采集記錄,集中數據分析,減少分支變電所數據的沉淀,集中信息反映。
保持數據的原始性,防止被修改:原始的由現場電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數據抄送過程中被修改而使領導讀臟數據的幾率,INT-iPS電力監控系統保持了數據的原始性,便于領導層了解真實的數據。
兼容性和可擴展性分析:INT-iPS電力監控系統充分考慮了與BA 系統之間的互連互通,避免成為信息孤島,只要稍做調整即可與正在實施或即將實施的樓宇自動化系統對接,可以充分保護企業的投資[4]。
6.結束語
INT-iPS電力監控系統把分散的監測站點聯系起來,統一、實時地檢測電力系統的運行狀況,同時保證對終端設備的用電情況進行統一管理,方便了電力記錄和統計。系統能夠對大型用電設備的電力使用情況進行分析,為節省用電提供決策支持。
同時,根據電力數據,建議起一套完整的計量體系,通過數據挖掘等技術手段,可以了解、分析整個廠區的總體能耗情況,編制降耗計劃,提高公司能耗使用效率。
參考文獻
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【關鍵詞】嵌入式;電力監控系統;研究;實現
中圖分類號:X924文獻標識碼: A
一、前言
嵌入式技術在許多的系統中都得到了應用,為了更好的進行電力監控,我們需要對嵌入式技術在電力監控系統中的使用進行研究。
二、嵌入式系統
1.嵌入式系統的定義
嵌入式系統是指以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件硬件可剪裁,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。它主要由嵌入式微處理器、硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶應用軟件等部分組成。用于實現對其他設備的控制、監視和管理等功能,它通常嵌入在主要設備中運行。
2.嵌入式系統的幾個發展階段
嵌入式系統的出現至今已經有30多年的歷史,近幾年來,計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯,嵌入式技術已成為一個研究熱點。縱觀嵌入式技術的發展過程,大致經歷4個階段:
第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統,具有與監測、伺服、指示設備相配合的功能。
第二階段是以嵌入式CPU為基礎、以簡單操作系統為核心的嵌入式系統。
第三階段是以嵌入式操作系統為標志的嵌入式系統。
第四階段是以Intemet為標志的嵌入式系統。
嵌入式系統技術日益完善,32位微處理器在該系統中占主導地位,嵌人式操作系統已經從簡單走向成熟,它與網絡、Internet結合日益密切,因而,嵌入式系統應用將日益廣泛。
三、軟件
系統的正常運行離不開軟件的配合, 不同的計算機上各自運行相應的用電監測和管理程序, 完成相應的工作。
1.工控機
工控機的實時監控程序用C 語言和匯編語言編寫, 主要功能有:
(1)及時采集現場的數據, 并控制采樣的時間,做到不重復, 不丟失;
(2)對原始數據進行計算處理, 生成用電數據源, 供上位機使用;
(3)監測現場的運行情況, 根據信號的類型和大小, 發送相應的報警或控制信號;
(4)完成工控機與工控機, 工控機與上位機的通信。
2.上位機
運行數據庫管理程序, 其中嵌入一部分C 語言和×86 匯編語言, 采用中斷和查詢結合的方式完成數據的處理、通信和控制等功能。上位機可運行數據庫和窗口式的界面, 數據的處理功能較強, 可以對大量數據進行更嚴密的分析和處理, 使操作人員得到更直觀及精密加工的數據。其主要功能有:
(1)接受工控機送來的用電數據, 處理后生成用電數據庫;
(2)數據庫的運行、維護和管理;
(3)向工控機發送各項控制命令, 協調整個系統的運作;
(4)良好的人機接口, 便于人機交流。
目前在微機上常用的DBMS , 由于處理能力強,人機界面好, 使用方便, 因而得到廣泛的應用。但它們都不是實時處理系統, 當數據處理對時間有苛刻要求的時候, 例如要顯示瞬時功率時, 則往往不能勝任。為了解決這個問題, 我們在運行DBMS 的同時, 在系統中還嵌入許多實時處理程序, 以提高整個系統的實時性能, 做到既利用數據庫的強大功能, 又能滿足實時信號的處理。經過實際測試和用戶一段時間的使用, 效果良好。在使用中未發現丟失數據、反應不靈敏、重復計算等問題, 達到了預期的設計目標。
四、系統的設計和實現
1.系統結構及模塊的劃分
嵌入式電力監控系統是對已有基于桌面的電力監控組態系統(YSS2000)的一個擴充,原系統由設備開發子系統,工程開發子系統和實時監控子系統系統3部分組成。設備開發子系統和上程開發子系統組成了監控系統的組態開發環境;而實時監控子系統則負責對現場設備的監測和控制。設備開發子系統用于開發設備庫,設備庫以抽象設備為基本單位存儲不同型號的設備信息,設備信息包括設備的基本信息、窗口信息、變量信息和報文信息等;工程開發子系統用于開發具體的工程實例,工程實例足以監控現場為模型組建的物理環境的一種軟件模擬,工程中將設備實例化為子站,作為工程組成的基本單位。工程實例可以直接投運于運行監控子系統對現場設備進行實時監控。工程實例信息以XML形式存儲在硬盤上。
嵌入式電力監控系統讀入工程實例對現場中的設備進行數據監控和報警。嵌入式監控系統分為初始化和運行兩個階段,初始化階段中系統從文件和數據庫中載入用戶在工程開發系統中的建立的組態數據,并構建實時數據庫結構;而在運行階段,通過啟動定時器和通信線程系統完成顯示的更新和數據的實時更新。
系統和現場設備之間的數據交換是雙向進行的。一方面系統需要及時的讀取現場設備的數據,另一方面系統需要向現場設備發送數據進行功能控制和參數調整。圖1中的箭頭代表數據的流向。系統町根據數據流劃分為表示層、業務邏輯層和通信層。
圖1系統數據流示意圖
本系統基于軟件組件技術,以功能的不同劃分不同的組件,組件的功能大小決定了組件的粒度。組件化的設計的系統結構如圖2所示:
圖2功能體系結構
各組件的功能及設計簡要描述如下:
(1)工程信息組件:讀取組態的工程實例,把解析好的工程信息保存在內存中供其它組件使用。
(2)子站狀態查看組件:查看子站狀態,完成子站登陸卸載掛牌摘牌功能。
(3)數據字典組件:實現實時數據和歷史數據查看功能。
(4)通信組件:通信組件是整個系統的數據來源,它向下與各個子站通信,收發報文,完成四遙功能;向上為實時數據服務組件提供變量的實時值,以及接收從其他組件發送過來的遙控和遙調指令;
(5)實時數據服務組件:系統數據處理、組織、管理的核心,是監控變量的索引表,檢索并提供用戶指定的實時數據。考慮到數據的實時性要求,系統采用內存作為數據庫存儲單元來存儲工作數據。
(6)持久數據服務組件:存儲變量以及日志,并提供對數據的相關操作。
(7)界面組件:主要提供監控界面、四遙操作,通過實時數據服務獲取要監視的數據。
(8)報警組件:用于處理各種報警,以組態好的方式輸出報警;
(9)數據組件:本組件通過使用各種協議適配器與外部系統進行數據交互。
(10)系統事件查看組件:完成系統日志,歷史報警等歷史數據的查看。
(11)雙機各份組件:為增加系統的可用性和可靠性設計該組件,雙機備份組件支持主從模式和互備模式。
2.組件的設計
各組件的接口需要繼承下面的公共接口,用偽C++語言描述:
Class ELC_Interface
{
Public:
Virtual bool Start(int ParamsCount,char*Params[])=0;
Virtual bool Stop(void)=0;
Virtual bool Initialize(int ParamsCount,char*Params[])=0;
Virtual bool Destroy(void)=0;
};
各組件必須實現該接口的這四個方法,Start方法用來開啟該組件提供的服務,而Stop用來停止提供組件的服務,Initialize用來完成組件能夠提供服務前的一些初始化工作,如內存的申請、工程信息的加載,在系統加載組件時調用,Destroy用來釋放組件占有的資源,在組件退出系統時調用。
另外一個組件需要實現的接口是:
Class ELC_Factory
{
Public:
Void*CreateInstance(char*ClassName)=0;
};
這是一個用于創建對象的接口,采用工廠模式,使類的實例化延遲到子類。組件除了要實現上述接口外還要實現自己能夠對外提供的服務接口。為了保證組件的可重用性,組件的接口一旦確定小再改變。在各個組件內部采用單件模式,使各組件在整個系統的運行過程中只存在一個實例。
五、結語
總的來說,在電力監控系統中應用嵌入式技術,可以極大地提高電力系統的穩定性,并提高其抗干擾能力。
參考文獻
[1]彭洲紅,馬國強,吳金勇,徐健健 嵌入式電力監控系統的研究與實現 [J] 《工業控制計算機》 -2011年4期-
[2]趙麗敏,岳寧 基于ARM9的嵌入式電力監控系統的設計與實現 [J] 《電子技術應用》 ISTIC PKU -2010年4期-
關鍵詞:103規約、以太網、通信
引言
繼電保護在電力系統中起著非常重要的作用,一般的高壓電力設備都配備了集保護、測控功能于一體的綜合保護單元,并采用由國際電工委員會于1997年定義的IEC60870-5-103規約(簡稱103規約)來完成變電站控制系統與保護單元的通信。利用這個規約,保護測試系統不但可以獲得被測保護裝置的定值、保護動作單元等信息,而且可以與上位機總控制中心完成監測與控制通信,實現整個電力系統設備的自動化。
1.103規約簡介
103傳輸規約是國際電工委員會為了在不同保護設備和控制系統之間實現信息互換的目的而制定的繼電保護設備信息接口配套標準。它適用于具有編碼的串行數據傳輸的繼電保護設備和控制系統交換信息,使得變電站內一個控制系統的不同繼電保護設備和各種裝置達到互換,被電力系統廣泛應用。103規約使用的網絡模型是增強性能結構,即物理層、應用層和鏈路層。
1.1物理層
物理層采用EIARS485異步串行通信標準,1位起始位,8位數據位,1位偶校驗位和1位停止位。
1.2鏈路層
103規約所有的傳輸過程均由主站啟動,即輪詢問答過程:由啟動站向從動站觸發一次傳輸服務,或者成功完成,或者報告差錯,之后才能開始下一輪的傳輸服務。103規約采用的鏈路服務級別為三級,其鏈路服務級別及功能如下表所示。
1.3應用層
應用層為用戶提供服務,是用戶的窗口,它的服務直接提供給應用進程。應用層包含一系列應用功能,它包含在源和目的之間應用服務數據單元的傳送中。
規約數據單元由規約控制信息和服務數據單元組成,由于103規約未采用應用規約控制信息,所以在應用層中的應用規約數據單元和應用服務數據單元及鏈路服務數據單元是一樣的。因此在103規約中可將應用服務數據單元當作鏈路用戶數據。
103規約描述了兩種信息交換方法:兼容范圍和通用分類服務。兼容范圍基于嚴格規定應用服務數據單元和為傳輸“標準化”報文的應用過程。通用分類服務采用各間隔層單元自我描述和自我定義的方法對要求傳輸的信息進行定義,它可以傳輸任何類型數據。除國內已經生產的繼電保護設備可以在一段時間內使用專用范圍外,新開發的產品必須采用兼容范圍和通用分類服務。
2.系統設計
103規約通信的模型如下圖。
本系統負責實現的是監控保護設備這一層級,與上位機的通信基于以太網絡。在系統設計之前,首先需要考慮以下幾個因素:
(1)該監控保護設備是作業以太網的數據終端存在的,故選擇的系統控制芯片必須要有足夠高的運行速度,以保證其在100Mbit/s的以太網上能夠高效地傳送數據。
(2)考慮系統須對多路信號進行采樣、濾波,需要大量的傅立葉變換計算,系統控制芯片至少要有32位寬的乘法器。
(3)考慮到以太網數據傳送的高速性,以及處理器數據吞吐量的有限性,所以系統控制芯片最好能夠內部集成有靜態存儲器來作為接收數據的緩存。
(4)因為在網絡上傳輸的數據格式一般為16位,或者長度是16的倍數,所以在選擇協議控制芯片和網絡接口芯片時,應該選擇可以以16位模式進行數據操作的芯片。
(5)對于網絡接口芯片來說,除了要有16位的工作模式以外,最好是符合MII網絡適配器兼容格式的芯片,這樣在編寫應用程序以及存儲器的分配和使用上具有一定的通用性。
(6)網絡適配器接口芯片上應該具有片上RAM,這樣在數據量大的時候不會在網絡接口處產生數據丟失現象。
3.軟件設計
系統主要實現三方面的功能,一是數據采集;二是用戶的顯示與控制;三是利用標準103協議進行上位機的通信。
3.1通信功能設計
快速以太網驅動程序屏蔽了對底層網絡設備的處理細節,同時向上層操作系統提供與硬件無關的接口調用。在以太網通信之前,首先要實現位于硬件抽象層的快速以太網驅動程序,上層軟件與以太網控制器的交互都要通過驅動程序進行。網絡通信系統通常要與多個對象實現信息共享,TCP/IP是實現異構網絡互聯的網絡體系結構和協議標準,屏蔽各種物理網絡技術。
本文實現的以太網103規約采用UDP報文與TCP報文相結合的方式,采用UDP協議快速傳輸包含源結點IP地址的短報文;采用TCP協議傳輸大量需要交換的信息。利用TCP的可靠連接和重發機制,以保證信息傳輸的完整性及可靠性。在正常連接狀態下,主站只需定時向各子站發送UDP報文,子站采用TCP報文格式,以循環上送加變化上送的方式來傳輸實時數據。當子站發生事件或者有數據發生變化時,子站啟動一次傳輸過程,及時將信息通知主站。
3.2通信異常處理與故障報告
103規約采用窗口尺寸為1的非平衡方式傳輸的鏈路傳輸規則,即由控制系統向繼電保護設備觸發一次傳輸服務,或者成功的完成,或者報告產生差錯,之后才能開始下一輪的傳輸服務。如果發送/確認、請求/響應傳輸服務在傳輸過程中受到干擾,用等待/超時/重發的方式發送下一幀,發送/確認和請求/響應這兩種服務由一系列在請求站和響應站之間的不可分割的對話要素所組成。
故障報告則必須記錄了故障發生時的各種參數和系統狀態,包括故障時間、故障動作開關號、保護元件動作類型和保護啟動、出口、返回時間及相關電量參數。故障錄波記錄了故障前兩周波至保護元件動作返回時間內的電流、電壓波形及各通道諧波分析值。此時在DSP內生成一個擾動表,當控制系統發送讀擾動表命令時,作為一級數據傳給控制系統。
4.總結
103規約一方面可以面對復雜的計算處理;另一方面,比傳統的通過485總線通信的更具有擴展靈活性。滿足了系統的開放性與維護的方便性。同時利用DSP的強大的接口、搭配鍵盤、LCD,還可以在保護設備系統中完成用戶顯示、控制等功能,組成一個完整的自治系統。
參考文獻
3.2升壓站綜自監控系統
升壓站綜自監控系統主要承擔了升壓站數據采集處理等相關工作,在實際的工作過程中,還發揮著遠方控制操作,事件順序記錄及故障處理,異常報警例數,數據記錄等相關作用。該系統采用了C/S模式,可以將其分為站控層部分和間隔層部分兩個不同的部分。該系統具備數據采集與處理,歷史數據查詢,升壓站一次設備的自動控制等相關功能。在該系統的實際應用過程中,可以綜合考慮到實際的應用需要,加強用戶管理、報警處理等相關工作,具有很強的數據通信功能。而在該系統的實際應用過程中,可以聯合該系統與其他數據系統進行數據交互,做好安全防護等相關工作。通過加強與發電機監控系統之間的聯系,可以有效實現歸約解碼數據傳輸。而通過網線和調度數據網絡,實現與交換機相連,從而達到縱向加密認證和數據加密的目的,將所獲取到的數據信息有效傳輸到上級調度機構[3]。
3.3功率控制系統
在新能源電廠電力監控系統中,功率控制系統主要負責接收執行控制指令,并向主站回饋信息。功率控制系統主要由智能通訊終端、交換機、工作站共同構成。而具體的模塊功能分為:有功控制根據調度系統的指令,有效實現對每臺發電機有功功率的分配。而在無功控制活動開展過程中,主要是通過接收調度和地下發出總無功功率目標值。在電壓控制的過程中,主要是接收調度和當地下發的高壓母線電壓目標值,并且能夠根據該值,有效計算全廠總無功需求。功率因素控制主要是負責接收調度當地下發工的功利因素目標值,并且能夠根據該值,加強計算全廠總無功出力需求。因而在安全防護工作開展過程中,可以結合綜自系統遠動裝置,有效接收控制指令,并實現信息交互等相關工作。
3.4同步相量采集系統
在新能源電廠電力監控活動中,通過加強同步相量采集系統的使用,有效實現升壓站電氣設備模擬量和開關量數據信息的實時采集。在整個數據采集活動中,形成相應的電壓相角信息,通過數據管道向調度中心實現監控數據信息的實時傳遞,并且能夠實時記錄相應數據,裝置的狀態信息以及裝置發出的請求信息等相關內容。在同步相量采集系統的使用過程中,還可以從命令管道接收主站下達的相關命令,以實時地獲取相應的數據信息。同步相量采集系統,可以按照其不同的模塊功能,分為同步相量測量采集裝置,處理裝置,以太網交換機,通信接口裝置等四個不同的模塊。由于同步相量采集系統具備功能角測量功能,在實際的應用過程中,可以實現帶時標傳輸,并且能夠做好故障錄波及分析等相關工作。因而在同步相量采集系統安全防護活動開展過程中,可以將同步相量測量系統借助網線和調度數據網交換機進行有效的連接。通過采用縱向加密,認證裝置認證及數據加密等多種不同的方式,將相應的數據傳輸給上級調度機構[4]。
3.5功率預測系統
功率預測系統有著電場功率預測,數據上報等相應的作用。功率預測系統采用了B/S模式,可以將其整體分為天氣預報服務器,功率預測服務器,展示工作站等三個不同的部分。功率預測系統包含長期、短期和超短期功率預測模型,并且系統皆有通信接口的功能,能夠實現上報功能。因而在功率預測系統安全防護活動開展過程中,可以通過實現與其他數據系統進行交互,全面加強安全防護等相關工作。天氣預報服務器可以借助防火墻,從互聯網接入天氣預報文件和功率預測文件,并且能夠將獲取的數據信息,借助反向隔離裝置傳輸給功率預測服務器。在安全防護活動開展過程中,還可以通過串口接入測風塔數據。在加強天氣預報服務器防護的同時,加強數據信息的獲取和處理等相關工作。在功率預測安全防護過程中,借助發電機監控系統數據,在實現發電機數據接入的同時,更有效地獲取數據信息。而借助網線和調度數據網實現與交換機相連,有效提高整體的電力監控系統安全防護的整體效果。
4結語
總之,加強新能源電廠發展能夠有效緩解能源緊張問題,在為社會經濟發展提供清潔可靠能源的同時,有效保障電廠安全,推動電廠發展。在網絡安全防護活動開展過程中,要做到安全分區,網絡專用,橫向隔離,縱向認證。通過更加完善的工作流程,保障相應工作能夠高效穩定落實,并且能夠做好電廠安全防護問題整改等相關工作,全面加強電廠安全防護,運行管理等,有效維護電力監控系統網絡安全。
Abstract: The application of KJ36A power monitoring system in Qianjiaying mine is introduced, and the problems are analyzed. The practical application shows that as part of the whole mine automation, KJ36A power monitoring system realizes remote real-time monitoring and other functions, which improves the automation level of the mine.
關鍵詞: 礦井;監控;自動化
Key words: mine;monitoring;automation
中圖分類號:TD5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)24-0037-02
0 引言
開灤(集團)有限責任公司錢家營礦業分公司是國家“七五”重點建設項目之一,設計年生產原煤400萬噸,并有一座與之相配套110KV變電站,是我國自行設計與施工建設的一座特大型現代化礦井。針對如何保證安全供電,減人提效,錢家營礦引進新設備、新技術對原有供電設備進行改造并安裝了與其配套的KJ36A電力監控系統,通過全KJ36A電力監控系統對井上及井下各個變電所進行實時監控與管理。
1 系統特點及傳輸結構
KJ36A型電力監控系統針對煤礦供配電系統的特點,采用了地面電力系統自動化的新技術。該系統適用于煤礦井下的嚴酷環境,可對煤礦井下10KV以下供電系統以及地面變電所實施一體化的實時監控,結合嵌入式微控技術、視頻技術實現變電所的無人值守。
KJ36A型煤礦電力監控系統分為地面和井下兩個子系統:地面系統可以對礦井地面變電站、提升設備、壓風機、水泵等設備實施監測;井下系統適用于井下嚴酷環境,可用于10kV供電系統及變電所的實時監測、監控。系統監測、監控終端采用模塊化設計,配置靈活,部分終端亦可用于地面;井下數據采用本安信號傳輸,保證傳輸系統的本質安全性;系統電纜傳輸方式如圖1所示。
KJ36A系統在地面調度室設置2臺監控計算機熱備份,采用電纜傳輸時數據通過傳輸接口進入主機,采用光纜傳輸時可通過網口進入主機,數據由主機處理產生相應的圖形、報表、提示畫面等信息。監控主機的信息通過OPC/DDE等方式上網,相關部門可通過IE瀏覽數據,合理調整設備參數、安排機電設備的工作時間。
2 系統網絡結構
KJ36A電力監控系統建立起了一個統一的網絡傳輸平臺,將全礦井上及井下各個變電所的數據傳輸到集成監控平臺,實現對相關數據的綜合分析。通過權限設定,集控中心工作人員可以按照各自的權限及分工對全礦井安全供電的各個環節和設備進行實時監控及控制,實現變電所的自動控制及管理。
KJ36A型煤礦電力監控系統將計算機網絡、智能控制設備、井下本安數據通道結合在一起,形成一個完整的礦井供配電監控系統。按照集散型方式以變電所為單位來構建,智能設備和傳輸分站符合礦井的特點,充分利用每個設備的功能,滿足礦井對電力系統的監測監控的要求。網絡方式系統結構如圖2所示。
KJ36A電力監控系統由監控主機,傳輸接口,分站,傳輸電纜(光纜)和監測設備組成。主機不斷輪巡各分站,分站接收到主機對本機的輪巡命令后,判斷是否有變化數據上傳,若有將數據上傳,否則回復確認信息,這樣在確保數據及時更新的同時,減少主傳輸通道的數據量,保證了系統巡檢周期符合相關標準。
分站對下行數據口的智能設備進行數據采集,智能設備按照數據的優先級別上傳數據,關鍵的變位信息悠閑級別最高,報警信息次之,模擬量數據級別最低。
分站對所采集到的數據進行預處理后,等待系統主機對本機的輪巡。
當系統主機進行遠程數據調整或遠程控制時,主機首先下發遠程控制命令,分站將命令解析到相應的智能設備,智能設備回復該命令確認操作的內容,主機通過分站下發執行命令,條件允許智能設備進行相應的操作。
系統主機即計算機作為控制系統中的一個重要組成部分,完成預先設定的各種控制任務[1]。
3 系統問題分析
通過系統的安裝和調試,發現系統存在以下問題:
3.1 組態軟件的選擇 目前比較常用的組態軟件有組態王、力控、WinCC、IFIX、HMI、MCGS等6種[2],錢家營礦KJ36A電力監控系統選用的是MCGS嵌入版組態軟件。他具穩定性高,無硬盤,內置看門狗,上電重啟時間短,可在各種惡劣環境下穩定長時間運行;速度快,系統的時間控制精度高,可以方便地完成各種高速采集系統,滿足實時控制系統要求。但是軟件編輯動畫效果繁瑣,在調試過程中給本礦技術人員造成一定困難,所以應該加強對技術人員的相關培訓。
3.2 系統安全性 為保證系統的安全性,應該盡量避免監控主機接入外網,同時定期做好病毒查殺。但是在系統查殺過程中發現,殺毒軟件可能會誤刪除系統中重要插件,影響供電安全,所以應該充分與系統廠家溝通,選擇合適的殺毒軟件[3]。
4 結束語
KJ36A電力監控系統的建成極大的提高了錢家營礦的供電安全性,有效的提高了礦井自動化和管理現代化水平。當井上及井下發生供電事故時,系統能夠及時、準確的發出報警,反映出故障狀態及故障地點,方便了供電系統的巡視,縮短了查找故障點的時間,減少了供電事故時間,實現了安全供電,減人提效的目的。
參考文獻:
[1]姜學軍.計算機控制技術[M].北京:清華大學出版社,2005.