煤礦井下變電所監(jiān)控系統(tǒng)的安裝測(cè)試與改進(jìn)
[摘要]：煤礦井下供電電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)變電所部分，還能實(shí)現(xiàn)地面遙控井下變電所高壓配電開關(guān)復(fù)位、合閘、分閘，可使變電所無(wú)人值守，提高了井下用電的科學(xué)管理化、控制自動(dòng)化水平。為使系統(tǒng)更適合煤礦使用，符合現(xiàn)場(chǎng)需要，解決實(shí)際問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)并不斷改進(jìn)、提高、完善。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，控制功能可靠，運(yùn)行良好。
[關(guān)鍵詞]：變電所；監(jiān)控系統(tǒng)；安裝；測(cè)試；改進(jìn)
煤礦井下供電電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)變電所部分，主要監(jiān)測(cè)井下變電所高壓配電開關(guān)的電流、電壓、有功功率、真空斷路器的開合狀態(tài)，還可通過(guò)地面計(jì)算機(jī)控制各配電開關(guān)的分合。該系統(tǒng)從實(shí)際出發(fā)，除了檢測(cè)和實(shí)時(shí)顯示以前無(wú)法知道的負(fù)載設(shè)備用電參數(shù)外，還能實(shí)現(xiàn)地面遙控井下變電所高壓配電開關(guān)復(fù)位、合閘、分閘，可使變電所無(wú)人值守，提高了井下用電的科學(xué)管理化、控制自動(dòng)化水平。為使系統(tǒng)更適合煤礦使用，符合現(xiàn)場(chǎng)需要，解決實(shí)際問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)并不斷改進(jìn)、提高、完善。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，控制功能可靠，運(yùn)行良好。
圖1 煤礦井下變電所監(jiān)控系統(tǒng)圖
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，井下部分由通信接口、系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)、其它網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等組成。只有系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)可以對(duì)井下真空配電開關(guān)進(jìn)行人工分、合閘操作，它直接與通信接口相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制輸出，其它計(jì)算機(jī)通過(guò)礦局域網(wǎng)可顯示監(jiān)控畫面和數(shù)據(jù)，但不能進(jìn)行控制操作。按照業(yè)務(wù)歸口管理規(guī)定，主控計(jì)算機(jī)放在安裝隊(duì)值班室，并只允許特定人員依照操作密碼和口令對(duì)計(jì)算機(jī)控制操作，不允許其他人隨意控制。井下部分主要由變電所監(jiān)控分站、智能采集器及傳感器等組成。每個(gè)變電所放1臺(tái)監(jiān)控分站，每臺(tái)分站可接16只智能采集器，即控制16臺(tái)真空配電開關(guān)，每臺(tái)被監(jiān)控的配電開關(guān)都具有地面分、合閘控制功能。地面計(jì)算機(jī)通信接口徑2根監(jiān)測(cè)線連接變電所分站，通信信號(hào)為CA現(xiàn)場(chǎng)總線方式。變電所分站通過(guò)兩芯電纜與智能采集器連接，通信信號(hào)為RS485。
系統(tǒng)安裝在兩個(gè)變電所，一是5319，即目前正在出煤的采煤工作面變電所；一是八采一橫，即下一個(gè)即將出煤的高產(chǎn)高效工作面變電所，兩個(gè)變電所內(nèi)使用的'開關(guān)全部是BGP9L-6G型高壓配電開關(guān)裝置。
2、系統(tǒng)測(cè)試
2、1、分站與智能采集器的通信測(cè)試
將一數(shù)碼顯示模塊插入智能采集器的顯示接口插座上，顯示模塊會(huì)循環(huán)顯示各點(diǎn)的電流、電壓功率值，記錄下這些數(shù)據(jù)，然后將顯示模塊插入分站內(nèi)的顯示接口插座，這時(shí)，顯示模塊會(huì)循環(huán)顯示各采集器的數(shù)據(jù)。等待顯示待測(cè)采集器的電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)時(shí)，將其記錄下來(lái)，與上面記錄的采集器顯示數(shù)據(jù)比較，結(jié)果數(shù)據(jù)一致，說(shuō)明分站與采集器通信正確。
2、2、計(jì)算機(jī)與分站的通信測(cè)試將上面分站上顯示的某一待測(cè)采集器上的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的該分站傳來(lái)的同一采集器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果數(shù)據(jù)一致，說(shuō)明分站與計(jì)算機(jī)通信正確。
2、3、模擬傳感器測(cè)試因沒有用于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)高壓配電開關(guān)輸出參數(shù)的精確儀表，首先在選擇傳感器時(shí)，選擇了國(guó)內(nèi)信譽(yù)好、質(zhì)量好、價(jià)格高的廠家的產(chǎn)品。其次在安裝傳感器前，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了精確調(diào)試，所以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)采用了與高壓配電開關(guān)本身顯示結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果基本一致。
2、4、開關(guān)量測(cè)試這里只有真空斷路器的分、合指示開關(guān)量，采用計(jì)算機(jī)顯示和井下高壓配電開關(guān)顯示實(shí)際對(duì)比測(cè)試，結(jié)果全部正確。
2、5、軟件測(cè)試測(cè)試內(nèi)容主要有：長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性測(cè)試；現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作熟練性測(cè)試；各種功能，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，故障狀態(tài)顯示，分閘、復(fù)位、合閘操作測(cè)試；保密性測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果均比較滿意。
3、系統(tǒng)的改進(jìn)
3、1、解決了高壓配電開關(guān)真空斷路器的開合狀態(tài)采集輸入電路不匹配的問(wèn)題。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，是按照交流100V設(shè)計(jì)的，但實(shí)際上是直流12V，所以在采集器初裝上時(shí)，不能顯示高壓配電開關(guān)的分、合狀態(tài)，通過(guò)修改輸入電路，問(wèn)題便得到了解決。
3、2、設(shè)計(jì)“合閘”控制輸出時(shí)，疏忽了高壓配電開關(guān)的故障掉電時(shí)須先復(fù)位、再合閘的工作順序，即沒有設(shè)計(jì)“復(fù)位”控制輸出，結(jié)果系統(tǒng)只能在手動(dòng)分閘后的情況下，系統(tǒng)才能執(zhí)行合閘操作，使系統(tǒng)缺乏實(shí)用性。為此，在智能采集器上又增加了“復(fù)位”接點(diǎn)輸出，使得系統(tǒng)在執(zhí)行“合閘”操作時(shí)先執(zhí)行“復(fù)位”，然后再執(zhí)行“合閘”。這樣在任何情況下掉電，系統(tǒng)都可成功進(jìn)行“合閘”控制。
3、3在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，按照合同書要求，智能采集器只設(shè)計(jì)了“合閘”控制輸出接點(diǎn)，即系統(tǒng)只具有“合閘”功能。后來(lái)根據(jù)礦方提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，決定系統(tǒng)再增加“分閘”功能。將所有已安裝的智能采集器更換為有“分閘”控制輸出的采集器。
3、4、實(shí)時(shí)監(jiān)控窗口在開始設(shè)計(jì)為通用型的，這與現(xiàn)場(chǎng)上的實(shí)際布置不符。改進(jìn)后窗口中的開關(guān)布置、連線方式與實(shí)際相吻合，并且在每個(gè)開關(guān)圖形的下面又增加了開關(guān)的編號(hào)、容量、用途，還在該窗口的下面增加了圖標(biāo)區(qū)，注明了各種圖形代表的含義。與硬件的改進(jìn)相配合，先后增加了“復(fù)位”、“分閘”功能，與原來(lái)的合閘功能一起完成了高壓配電開關(guān)的遙控功能。在系統(tǒng)軟件中增加了在實(shí)時(shí)監(jiān)控窗口的各個(gè)配電開關(guān)圖形的點(diǎn)擊放大窗口中進(jìn)行遙控操作的功能。
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