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1、【系統(tǒng)設計論文】智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)設計應用分析摘要:煤礦的井下開采中,由于井下環(huán)境的復雜多變性,造成供電系統(tǒng)的故障難以進行及時有效的解決。針對這一問題,設計采用智能化的電力監(jiān)控系統(tǒng),通過分析電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求,描述了監(jiān)控系統(tǒng)的組成及各組成部分的設計。通過電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計應用,可以實現(xiàn)對礦井供電系統(tǒng)的實時監(jiān)控,提供智能化的管理,提高供電系統(tǒng)的運行高效穩(wěn)定性。關鍵詞:井下供電系統(tǒng);監(jiān)控系統(tǒng);監(jiān)控主機;監(jiān)控分站;保護開關引言地下開采是煤炭的主要開采方式,由于煤礦開采井下作業(yè)的環(huán)境復雜、空間狹小、設備供電需求大、設備移動頻繁等,對于供電系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性要求,并且供電網(wǎng)絡的可擴展性等要能滿足生
2、產(chǎn)的需求。為了保證煤礦供電的穩(wěn)定,提高礦井的生產(chǎn)率,采用智能化的電力監(jiān)控系統(tǒng),對井下設備的供電進行在線的監(jiān)控,保障井下電網(wǎng)的安全運行,同時調(diào)節(jié)電氣參數(shù)的配置,提高電網(wǎng)的供電效率,實現(xiàn)煤炭的高效開采1。1電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能井下環(huán)境的復雜性,容易產(chǎn)生電力故障,采用電力監(jiān)控系統(tǒng)進行供電系統(tǒng)實時的監(jiān)控與保護具有重要的意義。電力監(jiān)控系統(tǒng)在功能上能夠具有良好的可拓展性,可跟隨礦井開采工作的進行及時的調(diào)整系統(tǒng),兼容不同的保護裝置,具有一定的抗干擾能力。采用監(jiān)控分站的方式進行設計,不同支路間互不影響,在不同的區(qū)域回路中采用監(jiān)控分站,通過監(jiān)控主機的形式對整個礦井供電系統(tǒng)進行管理2。系統(tǒng)要具有實時通信的功能,進行
3、參數(shù)信息的傳遞,并能進行及時的通訊,保護電路運行。監(jiān)控系統(tǒng)可以通過監(jiān)控終端得到系統(tǒng)內(nèi)各個支路的電壓、電流以及功率等參數(shù)信息,通過實時信息的分析,預判電路可能發(fā)生的故障,避免延時發(fā)生故障,造成損失。監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的安全可靠性,能對數(shù)據(jù)進行智能化的管理,通過歷史數(shù)據(jù)的分析對比,及時的對故障進行識別及排故,實現(xiàn)智能化的管理。監(jiān)控系統(tǒng)的設計采用監(jiān)控分站的形式,監(jiān)控分站實現(xiàn)獨立的對所劃分區(qū)域內(nèi)的供電系統(tǒng)進行監(jiān)控,能夠?qū)ΡWo開關的信號進行比對,判斷是否存在故障發(fā)生,并發(fā)出相應的指示;監(jiān)控分站能夠進行底端保護開關的信息通訊,并向監(jiān)控主機進行反饋。監(jiān)控分站通過按鈕、觸摸屏等方式實現(xiàn)人機交互,及時調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)
4、,提高供電系統(tǒng)的安全。2電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計2.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能,電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成包括井上部分的監(jiān)控主機系統(tǒng)、井下的監(jiān)控分站及保護開關組成。系統(tǒng)組成中,保護開關作為終端的檢測設備,對電網(wǎng)運行的參數(shù)進行檢測,并將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控分站中,供電系統(tǒng)的每個支路均需設置一個獨立的保護開關;監(jiān)控分站實現(xiàn)井下的電路保護,并與井上的監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)傳輸,監(jiān)控分站進行數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)并進行信息的處理,發(fā)出相應的保護指令,對保護開關的動作進行命令,實現(xiàn)小范圍內(nèi)的電路保護;井上的監(jiān)控系統(tǒng)進行各監(jiān)控分站數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及處理,從而實現(xiàn)對整個礦井內(nèi)的供電系統(tǒng)監(jiān)控,并可進行各電路的控制,可對電路的歷史數(shù)據(jù)
5、進行分析比對,從而預判故障,及時進行調(diào)整。系統(tǒng)采用工業(yè)總線和以太網(wǎng)的形式進行數(shù)據(jù)通信,其基本構(gòu)成如圖1所示。2.2監(jiān)控分站的設計監(jiān)控分站作為系統(tǒng)獨立的監(jiān)控部分,是實現(xiàn)智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分,監(jiān)控分站進行數(shù)據(jù)的接收及處理后對保護開關的工作進行控制,從而實現(xiàn)對電路的保護,監(jiān)控分站在井下安裝于防爆外殼內(nèi),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。監(jiān)控分站的設備連接如圖2所示。保護開關在電網(wǎng)運行的過程通過各類傳感器的作用,進行數(shù)據(jù)的采集,并將信號傳遞至監(jiān)控分站,由監(jiān)控分站進行信號的處理,并進行決策,保護開關接收監(jiān)控分站的指令進行動作,從而實現(xiàn)對電路的實時保護。2.3監(jiān)控主機系統(tǒng)的設計監(jiān)控主機系統(tǒng)作為井上的監(jiān)控部分,采用
6、以太網(wǎng)的形式,各終端設備及監(jiān)控分站采用環(huán)網(wǎng)的形式進行連接,實現(xiàn)多平臺的監(jiān)控,實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化無人管理。圖3為監(jiān)控主機系統(tǒng)的連接圖,系統(tǒng)采用雙機備用的形式,當主機發(fā)生故障時,備用機自動切換為主機運行模式,保證系統(tǒng)的運行,系統(tǒng)采用環(huán)網(wǎng)交換機獲取監(jiān)控分站的信息,并在終端設備進行實時的顯示,可以通過終端設備進行管理,也可通過系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進行自主的管理,實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的智能化管理。2.4電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計監(jiān)控系統(tǒng)采集電網(wǎng)的運行參數(shù)進行數(shù)據(jù)的存儲及比對,實時的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是進行信息處理及決策的核心。數(shù)據(jù)庫能夠進行數(shù)據(jù)的采集存儲、實時數(shù)據(jù)的更新、歷史數(shù)據(jù)的查詢等功能,能夠在系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)的讀取,并對控
7、制系統(tǒng)進行反饋。數(shù)據(jù)庫的設計采用SQLServer作為數(shù)據(jù)存儲的平臺,通過需求分析、概念設計及邏輯設計等階段,進行數(shù)據(jù)庫的設計實現(xiàn)。3電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用智能化的電力監(jiān)控系統(tǒng)應用于煤礦的井下供電系統(tǒng),能夠進行電網(wǎng)運行參數(shù)的實時監(jiān)控,并進行相應的信息交互,監(jiān)控分站進行數(shù)據(jù)分析,通過保護開關的動作實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時保護;在電網(wǎng)運行中,通過主機監(jiān)控系統(tǒng)可實時查看電網(wǎng)的運行情況,通過智能化管理和數(shù)據(jù)比對進行故障預判,及時采取相應的措施,避免故障的發(fā)生,提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在礦井生產(chǎn)中,通過監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)礦井的全網(wǎng)監(jiān)測,并可以通過交互接口進行電網(wǎng)參數(shù)的調(diào)整,提高電網(wǎng)的效率,利于煤礦的節(jié)約生產(chǎn)。隨著自動化技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展,對于煤礦的電力監(jiān)控系統(tǒng),可以采用離線仿真、智能優(yōu)化等方式,實現(xiàn)對電網(wǎng)更加準確優(yōu)化的控制,從而更好的為煤礦的生產(chǎn)服務。參考文獻:1蔡榕,周長江,楊毅,等.基于數(shù)據(jù)挖掘的電力儀表圖像智能監(jiān)控系統(tǒng)設計J.自動化與儀器儀表,2020(03):117-119,123.2王迎春,王仲禹,孫永平,等.電纜隧道智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)J.電子元器件與信息技術(shù),2020,4(04):161-162.