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智能化井下供电监控系统方案
智能化井下供电系统 设计目标 智能化井下供电系统是计算机、通信、自动控制技术和各种矿用开关有机结合的整体，可用其对煤矿井下各种类型的供电设备进行可靠的管理，可以用其对井下各种用电设备进行可靠的控制。采用开放的现场总线技术，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、安全监视、继电保护、电量管理和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统，完成对整个煤矿生产过程及全部生产设备的监测与自动控制，提高了配电站的自动化水平，满足了四遥功能，实现“现场无人值守，总站少人值班”的目标。 另外，在设计的时候，在确保先进、可靠、开放、安全的前提下，始终坚持控制成本的原则。 实现方案 智能化系统是通过通讯网络将若干个采用了智能元器件的开关组合成一套具有遥测、遥控、遥信、遥调功能的系统，可以实现智能化计算机管理。主要包括硬件、软件两大部分。硬件由三部分组成该部分相当于整个系统的大脑，可进行配电系统管理、数据分析和储存，实现整个系统的监视、控制。通信网络系统该部分采用现场总线的要求进行布线选择主机及子网接口、网卡和网关等，相当于系统的神经，将整个系统有机地联系一起。智能化的开关在传统的开关基础上增加了带有通信接口的智能型开关综合测量保护软件由主控程序、通讯界面和人机界面三部分组成。具有实时监测和控制功能(器件的开、关、复位等)，记录系统数据，自动完成各类报告、报表或曲线，提供数据分析、故障诊断等功能，有利于管理。整体性能： 目前世界上最先进的主流产品系统具备良好的电磁兼容性，能够承受工业环境的严格要求，平均无故障间隔时间MTBF） 1×105小时。 监控系统的数据库结构应为面向对象的，实时式，关系型数据库。系统对数据变化响应可达到1毫秒。操作系统和监控软件具有冗余和容错及灾难性恢复等功能。 井下供电系统图 井下供电系统正如灌溉的河流一样，通过各种矿用开关将电能输送到各个用电设备，这些开关包括高压配电装置、馈电开关、移动变电站、组合开关、软启动器、启动器等，对这些矿用开关进行监视和控制就可以全面掌控井下电力系统。 控制系统示意图 控制方式 控制方式可以分为现场设备就地手动控制、计算机控制系统远程手动控制、计算机控制系统远程自动控制三种控制方式。三种方式的级别由高到低依次为就地手动控制、、自动手动模式：设备的现场选择就地方式时，通过现场上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。(如:过载保护、短路保护、漏电保护、瓦斯保护、风电保护、温度及液位保护等)不受方式选择开关的限制。现场矿用开关在“手动”位置时，， 远程手动模式：即远程手动控制方式。现场选择远程方式时，操作人员通过操作或操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择方式并对设备进行启/停、开/关操作。自动：现场选择远程方式时，且现场控制站的自动/设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各PLC根据工况及生产要求来完成对设备的运行或开/关控制，而不需要人工干预。；统计断路器动作次数；断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数；控制操作和修改定值记录。 微机保护的功能 微机保护包括全站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护；主变压器的主保护和后备保护；无功补偿电容器组的保护；母线保护；配电线路的保护；不完全接地系统的单相接地保护。 电压、无功综合控制的功能 智能化井下供电系统具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制也是井下配电站系统的一个重要组成部分。 在井下配电站中，对电压和无功的自动控制，主要是自动调节有载变压器的分接头位置和自动控制无功补偿设备的投、切或控制其运行工况。其控制方式有如下三种： （1）集中控制。集中控制是指在调度中心对各个配电站的主变压器的分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制。 （2）分散控制。这是我国目前进行电压、无功综合控制的主要方式。分散控制是指在各个配电站中，自动调节有载调压变压器的分接头位置或其他调压设备，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内。 （3）关联分散控制。所谓关联分散控制，是指电力系统正常运行时，由分散的安装在各站的分散控制装置或控制软件进行自动调控，调控范围和定值是从整个系统的安全、稳定和经济运行出发，事先由电压、无功优化程序计算好的，而在系统变化较大或紧急情况或系统运行方式发生大的变动时，可由调度中心直接操作控制，或由调度中心修改下属配电站所维持的母线电压和无功功率的定值，以满足系统运行方式变化后新的要求。 低频减负荷的功能 智能化井下供电系统的频率是电能质量重要的指标之一。电力系统正常运行时，必须维持频率在50±（0.1～0.2）Hz的范围内。系统频率偏移过大时，发电设备和用电设备都会受到不良的影响。因而当系统发生有功功率缺额的事故时，必须迅速地
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