摘要:各地煤礦的生產(chǎn)、運輸以及管理等各環(huán)節(jié)均需要來自電能的支持,變電所可以處理高壓端電能,服務于煤礦工作,保證煤礦工作井然有序。基于此,本文分別就煤礦變電所的運行、煤礦變電所的管理展開論述,給出運行規(guī)范化、運行智能化、保證管理全面性、提升安全管理水平等建議,以期通過分析明晰理論,為后續(xù)煤礦變電所運行與管理工作的開展、優(yōu)化提供參考。
關鍵詞:煤礦變電所;運行規(guī)范化;安全管理;量化管理指標
0、前言
煤礦變電所可分為井上變電所和井下變電所,其主要作用是從電力系統(tǒng)中接受和匯集電源、變換電壓、交換功率,為全礦分配電能。煤礦變電所主要設施包括配電裝置、電力變壓器、控制設備、自動保護裝置、通信設施與補償裝置等?,F(xiàn)代煤礦生產(chǎn)作業(yè)以及日常行政等工作消耗的電能逐步增加,大型煤礦尤其如此,需要針對性加強煤礦變電所的運行與管理,對相關內(nèi)容加以分析十分必要。
1、煤礦變電所的運行
1.1實現(xiàn)運行規(guī)范化
煤礦變電所的運行,首先需實現(xiàn)規(guī)范化,以保證各項工作條目清晰,各類問題得到及時的發(fā)覺,也便于落實責任,綜合提升煤礦變電所的運行效率。要求在實際工作中將變電所的工作拆分為若干單元,每個單元的工作內(nèi)容均予以羅列,并理清其工作流程,出具運行規(guī)范,保證各項工作能夠在規(guī)范約束下具體進行。如變電所的電力變壓器,須給出其額定工作參數(shù),以規(guī)范參數(shù)標準進行設備采購、調(diào)試。以10kV變壓器為例,其工作參數(shù)如表1所示。
當變壓器工作參數(shù)超出標準工作值后,應予以檢查,了解是否存在異常,并給予處理。其他環(huán)節(jié)工作同樣如此,規(guī)范化是煤礦變電所運行的基本要求。
1.2實現(xiàn)運行智能化
智能化是現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢之一,煤礦變電所的工作職能與常規(guī)變電所/站是類似的,但由于工作環(huán)節(jié)特殊,可在現(xiàn)有基礎上謀求實現(xiàn)運行的智能化,在此提出分布式監(jiān)控方案。在煤礦井上、井下變電所的各個關鍵位置放置智能設備,收集目標對象的工作信息,實時進行分析,了解變電所運行態(tài)勢。該措施的關鍵點是單片機的識別能力,要求以降維訓練的方式,收集不同監(jiān)測對象的工作模型,在定義域內(nèi)作機器訓練,之后將結果輸入單片機中保存,當系統(tǒng)異常時,智能設備以傳感器做信息實時收集,由單片機識別該異常,再以有線通信的方式進行信息傳輸,便于人員發(fā)現(xiàn)運行中的問題,及時進行處理。
1.3實現(xiàn)運行質(zhì)量提升
運行質(zhì)量的提升,以工作的規(guī)范化作為基礎,以智能化技術的應用為核心手段,要求結合煤礦工作的實際需要,擬定運行標準要求,并以階梯遞進的方式,逐步進行運行質(zhì)量的優(yōu)化。如電壓穩(wěn)定性,假定某煤礦變電所此前電壓異常波動的幅值為5.0%,以規(guī)范化運行為工作要求,該礦更新了舊式設備,完善了工作流程,再通過智能設備進行實時監(jiān)測,了解電壓不穩(wěn)的原因,做進一步處理,使電壓異常波動的幅值在6個月內(nèi)降低為4.0%。在此基礎上,繼續(xù)提升工作質(zhì)量,要求在未來六個月內(nèi)將電壓異常波動值降低到3.5%的水平,不斷優(yōu)化煤礦變電所的工作成效。運行質(zhì)量的遞進式提升,還要求強化運行監(jiān)督,除智能設備的實時監(jiān)測外,可以對此前工作資料進行分析,收集同級別變電所大數(shù)據(jù),同步對智能設備收集所獲數(shù)據(jù)進行積累,以數(shù)據(jù)作為支持,了解影響、降低煤礦變電所工作質(zhì)量的原因,作為下一階段運行處理的重點。
2、煤礦變電所的管理
2.1保證管理全面性
嘗試優(yōu)化煤礦變電所的管理,基本措施是保證管理工作的全面性。在此前統(tǒng)計資料中,部分煤礦由于工作壓力大,對變電所工作的關注程度不足,管理上存在疏失,如設備運維工作不到位、老化設備沒有及時更換,可能造成煤礦電壓不穩(wěn),甚至釀成安全事故。后續(xù)工作中,應以規(guī)范化運行作為基礎,將各個工作環(huán)節(jié)羅列出來,再以拓撲學原理對所有環(huán)節(jié)進行深度處理,明確所有工作環(huán)節(jié)的組成要素,展開精細化的管理。如設備運維,牽涉到配電裝置、電力變壓器、控制設備、自動保護裝置、通信設施與補償裝置;變壓器又包括主變壓器和分變壓器;分變壓器又包括井上變壓器和井下變壓器。各要素得到明確后,再安排人員進行管理,擬定管理流程和條目,使煤礦變電所的管理能夠全面進行。
2.2提升安全管理水平
安全管理是煤礦變電所管理的重點內(nèi)容,在常規(guī)運行、全面管理的基礎上,要求提升安全管理的有效性。以上文(1.2)所述的智能化運行為手段,以智能設備收集變電所工作中的數(shù)據(jù)信息,進行安全性評估。如靜電的傳導,靜電持續(xù)富集、超出安全標準,可能對變電所工作設備產(chǎn)生威脅,甚至會增加井上部分遭遇雷擊的風險。以智能設備了解變電所周邊濕度、帶電粒子的富集程度等信息,自動進行安全評估,便于管理人員及時作出處理,將靜電導入地下,做到防患于未然。其他環(huán)節(jié)的安全管理同樣如此,以智能設備為依托,有效進行危險辨識,保證、提升煤礦變電所的安全管理水平。
此外,為求提升煤礦變電所安全管理以及綜合管理的效率,建議擬定量化管理指標,便于管理人員直觀了解管理工作的不足,作針對性加強。變電所各項工作均取百分制,得分在80以上,評定為“優(yōu)秀";得分在70-80分之間,評定為“良好";得分在60-70分之間,評定為“合格";得分在60分以下,評定為“較差"。以量化指標評估結果進行變電所管理的針對性優(yōu)化。
3、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺
3.1概述
基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺,滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求,實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個,集中存儲、統(tǒng)一管理,方便使用,支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警,并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
3.2應用場所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建。
3.3系統(tǒng)結構
系統(tǒng)可分為四層:即感知層、傳輸層、應用層和展示層。
感知層:包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外,其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關RS485端口。
傳輸層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關和交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù),并可進行規(guī)約轉換,數(shù)據(jù)存儲,并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至服務器端口,網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地,待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
應用層:包含應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器,若變電所數(shù)量小于30個則應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址,以接收各智能網(wǎng)關主動傳送過來的數(shù)據(jù)。
展示層:用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。
3.4系統(tǒng)功能
用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量,查詢跨度可設置為月。
站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù),支持按負荷率、功率等升、降序排名。
運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。
配電圖展示被選中的變電所的配電信息,配電圖顯示各回路的開關狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息,支持電壓、電流、功率等詳細運行參數(shù)查詢。
3.4.6視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面(視頻直播),選中某一個變配電站,即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。
對平臺所有報警信息進行分析。
任務管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務,查看巡檢或消缺任務的狀態(tài)和完成情況,可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。
3.4.10用戶報告
用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù),對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進行統(tǒng)計分析,并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
3.12APP支 電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊,支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢,設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。
應用場合 | 型號 | 外觀圖 | 型號、規(guī)格 |
變電所運維云平臺 | AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺,滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求,實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個,集中存儲、統(tǒng)一管理,方便使用,支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警,并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 | |
網(wǎng)關 | ANet-2E4SM | 4路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模塊)輸入電源:DC12V~36V。支持4G擴展模塊,485擴展模塊。 | |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊:4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊:支持4G全網(wǎng)通 | ||
中壓進線 | AM6-L | 三段式過流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實時及需量;電流、電壓不平衡度;負載電流柱狀圖顯示;66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示; | ||
中壓進線 | APView500 | 相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度,有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子)、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波,波形實時顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲,內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口(+1維護網(wǎng)口)+1USB接口,支持U盤讀取數(shù)據(jù),支持61850協(xié)議。 | |
中壓饋線 | AM6-L | 三段式過流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實時及需量;電流、電壓不平衡度;負載電流柱狀圖顯示;66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示; | ||
低壓進線 | AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級;工作溫度:-10℃~+55℃;相對濕度:≤95不結露 | |
低壓出線 | AEM72 | 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,有功電能計量(正、反向)、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量(2~31次);A、B、C、N四路測溫;1路剩余電流測量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD顯示;有功電能精度:0.5S級(改造項目) | ||
無線測溫 | ATE-400 | 合金片固定,CT感應取電,啟動電流大于5安培,測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 | |
ATC-600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、 AHE等傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報警出口。 | ||
環(huán)境溫濕度 | WHD | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源:AC/DC85~265V工作溫度:-40.0℃~99.9℃工作濕度:0RH~99RH | |
水浸傳感器 | RS-SJ-*-2 | 接觸式水浸傳感器,監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況,工作電源:DC10-30V工作溫度:-20℃+60℃工作濕度:0%RH~80%RH響應時間:1s繼電器輸出:常開觸點。 | |
攝像機 | CS-C5C-3B1WFR | 支持720P高清圖像,支持分辨率可達到130萬像素(1280*960)內(nèi)置麥克風與揚聲器具有語音雙向?qū)χv功能,支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務,通過手機、PC等終端實現(xiàn)遠程互動和視頻觀看。 | |
煙霧傳感器 | BRJ-307 | 光電式煙霧傳感:電源正極(DC12V):+12V 繼電器輸出:常開觸點 | |
門禁 | MC-58(常開型) | 常開型;感應距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度,干接點輸出。 | |
配套附件 | ARTU-K16 | 常開型;感應距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度干接點輸出 | |
KDYA-DG30-24K | 輸出DC24V;24V電源 |
4、總結
綜上,煤礦變電所的運行與管理是一項長期工作,要求以現(xiàn)代化思維保證運行與管理的質(zhì)量。運行方面,首先要求強調(diào)規(guī)范化,在此基礎上謀求技術突破,嘗試運行智能化,后提升運行質(zhì)量。管理方面,鑒于變電站工作的重要性,應首先確保管理實現(xiàn)全覆蓋,之后提升安全管理水平,并通過量化指標使管理工作長期有序的進行。后續(xù)工作中,可參考上述措施,保證煤礦變電所的工作成效。
參考文獻
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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022,05