浅谈煤矿变电站综合自动化系统

摘要：传统煤矿变电站存在的问题比较显著，比如监控失效差、设备安全性差等，这在某种程度上对煤矿变电站的安全运行极为不利。本文探讨了变电站自动化系统测控装置软件和硬件的结构以及原理，以期能够为该项工作顺利开展提供参考依据。

关键词：煤矿；变电站；自动化系统；通信协议

煤矿变电站在矿井安全生产和生活用电中充当重要角色，不仅能够负责电能的传输和分配，而且也负责监测、控制和管理。以后煤矿变电站发展的趋势就是自动化以及无人值守，这也是科技进步的必然结果，这种新变电站优势明显，既能够对矿井供电系统电压、电流、有无功功率等工作状态进行实时监测，又具有一系列优点，比如环境温度宽、抗电磁干扰能力强、抗震性良好以及运行条件平稳等，这使煤矿生产以及生活用电都得到保证，不但安全可靠，而且事故率低。

一、无人值守变电站自动化系统组成分析

变电站综合自动化监系统最主要的功能就是通过优化设计和功能组合的形式，把变电站二次设备（测量设备、远动设备、智能设备等）融合电子、通讯技术还有信号处理，对变电站的重要设备完成智能监控、测量和微机保护，而对输、配电线路也是如此。具体见图1。

图1 变电站综合自动化系统

（一）煤矿变电站电力监控管理系统

该系统主要监督测量、安保和控制煤矿供电系统和设备运转。现在供电系统和设备实时参数监控能够达到五遥操控，既可以监督故障预警以及保护和确定位置，还能传送故障数据和资讯，对解决煤矿供电系统越级跳闸、电压波动跳闸、突发大面积停电以及接地选线等煤矿供电问题有良好效果。另外，根据自动研究，对故障隐患进行提前预估，防止电力事故发生，增强解决突发故障的能力，在此基础上，可以在处理安全事故，计量检测、专业图表研究工具、录波研究工具和自动专家体系中得到良好应用，不仅如此，还能在供电管理、节能减排、降低事故发生率、提高工作效率上得到加强，配以智能程控技术和互联网远距离操控技术，能够令煤矿供电系统和生产设备实现自动化监控。

（二）变电所监控管理系统

该系统通过变电所多媒体综合监控站和现场监控分站，能够完成对井下变电所设备信息的操作管理、显示报警、调整设置以及检测，可以形成独立性强的当地集中控制体系，并且能够以电力监控子系统的方式接入矿井自动化网络构成中。由于变电所多媒体综合监控站通讯接口有多路，所以可以连接不同电力保护设备、供电设备、开关量传感设备以及模拟量传感设备，而且还可以把监控系统工作的画面以动态模仿形式展现出来，把监控信息和曲线体现出来，进行信息资料的搜集，参数的设置保护，对互联网中其它监控站数据资讯和工作情况进行查询，还能连接视频监督、电话通讯和语音广播设备，充分确保落实当地集控操作、异地远距离操作、当地语音报警等。

（三）集控主站系统

作为集控自动化的主体，集控主站主要由 WEB 服务器、视频监控主机、双操作员工作站、双 SCADA 服务器、双前置机等组成。集控站作为集控自动化主体，包括监控、遥巡、综合操作管理，这对集控主站以及受控子站的运行技术、维修管理以及调度技术起着决定性作用。

（四）受控站系统

该系统是集控自动化的根本，主要有防误闭锁系统、视频系统、自动化系统等。其子站自动化系统组成有微机保护测控设备、通讯管理机设备、当地监控设备等。完成变电站数据采集、处理以及变电站的控制，另外给集控站上传信息，同时对集控站信息进行接受。当前，受控子站自动化系统分为三种，即集中式、集中分布式、分散分布式。

二、自动化系统主要装置概述

（一）微机测控保护装置

微机测控保护设备有跟电脑技术一样的两个优势，即存储记忆和快速计算，而且通过对其防干扰对策、数字滤波、转换 A/D 模数、集成电路信息搜集等能力的运用，确保其在可取性和速冻性上优于原有保护系统，同时突显其生命力。相较于之前的原有保护，微机继电保护设备优势如下：第一，安全性。该设备能够对自身硬件和软件进行实时自检，如有问题，会及时报警。第二，保护性。该设备可以融入数学方法来保护。第三，易扩展。便于信息共享和控制。

（二）微机防误闭锁装置

该系统主要由各功能元件组成，包括防误主机、电脑钥匙、闭锁控制器单元、遥控闭锁单元、数码锁、综合操作屏等，对于电气设备五防要求而言，其已完全满足。具体情况见图2。

图2 微机防误闭锁系统结构

三、无人值守变电站自动化系统通信协议

变电站管控的主要内容就是无人值守和远距离控制，而这当中更重要的就是通信协议。当前，科技发展一日千里，电脑技术的持续进步对变电站运用计算机综合智能化控制方法而言优势显著，此模式通常由CPU分布式采集控制组成，通过不同CPU单元的通信进而实现对变电站的管控，令变电站即使在无人时候也能够控制、调整监督、策略相应数据。

在变电站综合自动化系统中，通信协议占据不可替代的位置。倘若要想使全变电站综合自动化和上一级控制中心具备五遥能力，那么就务必要保证主机、工程师站、工作站、控制设备、不同 CPU 单元之间准确通讯，而通信协议这是系统通信的核心。如果没有通信协议，那么计算機自动化系统就不能把其作用发挥出来，也不能实现信息的分享和交流。

现在的通信协议包括很多，最常用的主要包括IEC870-5-101通信协议（ 远 动 通 信 标 准） IEC870-5-102 、SCl801 通信协议、DNPV3.00 通信协议、Modbus 通信协议、CDT 循环通信协议等

四、结语

总之，煤矿变电站自动化系统会随着科技的不断进步而进步，而且还会有更多的高科技应用其中，这为变电站安全生产和降低运行成本提供了条件。

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作者简介：李强（1982.4—），男；汉族；籍贯：河南.新郑；本科；毕业于河南工程技术学院。