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一．概述
電力集控系統(tǒng)作為煤礦綜合自動化系統(tǒng)的一部分，在提高企業(yè)用電的智能化和保證用電的可靠性方面有著舉足輕重的作用。供電質(zhì)量對煤礦安全和正常生產(chǎn)的影響很大，停電意味著停產(chǎn)，甚至會引發(fā)安全事故。隨著采煤機械化程度的提高，煤礦供配電系統(tǒng)運行的可靠性和合理性顯得十分重要。完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以保證井下電網(wǎng)的安全運行，并可實現(xiàn)供電的“移峰填谷”，給煤礦帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。
本方案設計采用的電力集控系統(tǒng)由后臺監(jiān)控計算機（監(jiān)控層）、通訊管理機（通訊間隔層）、智能監(jiān)控儀表和微機綜合保裝置（現(xiàn)場設備層）組成。
二．系統(tǒng)設計
系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控層（選用力控電力版組態(tài)軟件），第二層為通訊間隔層（主要設備是通訊管理機），第三層為現(xiàn)場設備層（主要設備是井上、井下微機綜合保護裝置以及其它具有通訊功能的智能采集模塊等）。
系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)模式。主干信道是光纖工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)到各變電所，為每個變電所設置一臺通訊管理機，監(jiān)控分站采用RS485現(xiàn)場總線方式與各微機綜合保護裝置或智能采集模塊相連，采集變電所開關(guān)設備的運行參數(shù)和狀態(tài)，實現(xiàn)就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測和設備控制的功能。同時通訊管理機對采集到的信息進行處理、轉(zhuǎn)換，通過以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)平臺集中上傳到系統(tǒng)后臺主機。
系統(tǒng)后臺設置有開放的通訊接口與全礦井綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡發(fā)布。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示:
地面電力監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖
井下電力監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖
三．系統(tǒng)功能
為實現(xiàn)對煤礦變電站系統(tǒng)的自動控制，系統(tǒng)應具有以下功能：
3.1、保護定值在線管理
力控電力版針對變電站中的微機保護裝置設計了一種四層的通用的數(shù)據(jù)模型，即：保護裝置\定值組\定值項\定值變量。定值在線管理分為在線召喚，在線修改以及定值單打印等功能。
圖2 保護定值在線管理
3.2、錄波數(shù)據(jù)管理分析
系統(tǒng)提供了完全支持Comtrade格式的故障錄波數(shù)據(jù)分析工具，波形數(shù)據(jù)的采集支持零漂過濾，方波判斷等。
圖3 故障錄波數(shù)據(jù)管理分析
3.3、 數(shù)據(jù)采集、“四遙”功能
遙測：采集高壓開關(guān)及低壓饋電開關(guān)的三相電壓電流、零序電壓電流、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、絕緣監(jiān)視電阻等數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)匯總到信息調(diào)度中心。
遙信：采集高壓開關(guān)及低壓饋電開關(guān)的斷路器狀態(tài)開關(guān)量，并且將數(shù)據(jù)匯總到信息調(diào)度中心。
遙控：可接收信息調(diào)度中心發(fā)出的控制指令，并且執(zhí)行控制操作。
遙調(diào)：可接收信息調(diào)度中心發(fā)送的數(shù)據(jù)參數(shù)，并可實現(xiàn)整定電壓變比、電流變比、額定電壓、額定電流、過載能力等參數(shù)。
3.4 、控制、保護功能
系統(tǒng)具有就地自動、就地手動、遠程手動控制功能，在中心站進行遠程控制時具有操作權(quán)限和操作記錄功能。
系統(tǒng)具有過載保護、短路保護、過壓保護、低壓保護、絕緣監(jiān)視保護、漏電保護等功能。當系統(tǒng)的監(jiān)測值超過設置的極限值時，可在本地和遠方進行報警，并且實時顯示報警信息。
3.5、雙機冗余、切換功能
力控電力組態(tài)軟件具備雙機冗余功能，可實現(xiàn)手動、自動切換，當系統(tǒng)局部發(fā)生故障或錯誤時, 整個系統(tǒng)仍然可以維持正常工作，主從機切換間隔很短。同時系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動同步功能。
3.6、Web查詢功能
系統(tǒng)提供Web查詢功能，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)實時圖表的WEB發(fā)布和查詢，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，包括遙測量和遙信量實時值，按設備為索引條件的WEB查詢能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，包括各類事件信息、告警信息、遙信變位、SOE、節(jié)點登陸信息等歷史數(shù)據(jù)的按時間為索引條件的WEB查詢，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠方管理。
四．結(jié)語
通過力控電力監(jiān)控軟件平臺的應用，能夠提高煤礦電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，可改善煤礦企業(yè)的管理水平，降低系統(tǒng)維護工作量，減少維護人員和值班人員，降低供電成本。
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