專利名稱：基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電力技術(shù)和設(shè)備，適用于6 I IOkV煤礦電力網(wǎng)，能夠?qū)?kV、35kV、IlOkV系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一處理，在正常運(yùn)行時(shí)能夠監(jiān)視電能質(zhì)量、運(yùn)行狀況；在發(fā)生故障時(shí)，能夠有效區(qū)分站內(nèi)及站外故障及故障類型。
背景技術(shù)：
我國煤礦供電系統(tǒng)一般由三級變電站組成:即地面變電站、井下中央變電站和采區(qū)變電站。礦井地面變電站是礦山供電系統(tǒng)的樞紐，它擔(dān)負(fù)著向井上、井下變配電的任務(wù)，它將IlOkV電壓變?yōu)? 35kV電壓，向額定電壓為6 35kV及以下的用電設(shè)備供電。安全可靠的地面供電是煤礦安全生產(chǎn)和職工正常生活的基本保障，是井下供電的源頭。煤礦35kV以下供電系統(tǒng)都采用小電流接地方式，包括中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地兩種方式，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流很小，線路絕緣不會(huì)破壞。但配電線路發(fā)生故障后的故障選線及定位問題沒有得到很好的解決。對于故障選線問題，由于接地電流遠(yuǎn)小于負(fù)荷電流，因此不宜檢測。特別是對于消弧線圈接地系統(tǒng)，由于電感電流的補(bǔ)償作用，接地電流更加微弱，導(dǎo)致選線困難。很多變電站仍然采用手動(dòng)拉路法進(jìn)行選線，降低了供電可靠性，耽誤了生產(chǎn)生活，同時(shí)有可能造成事故擴(kuò)大，導(dǎo)致大面積停電。為確保煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)，作為煤炭安全生產(chǎn)保障的重要部分一煤礦電力網(wǎng)，其對于安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求較公共電網(wǎng)更高，因此更加迫切需要運(yùn)用現(xiàn)代的技術(shù)和通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電網(wǎng)安全監(jiān)視和控制，以保障安全生產(chǎn)所必不可少的供電可靠性。隨著煤礦安全生產(chǎn)受到越來越多的關(guān)注，開發(fā)出功能強(qiáng)大的供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)顯得尤為重要。智能系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控變電站的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)各種在線監(jiān)測參數(shù)的異常診斷故障類型，分析診斷出故障原因，保證及時(shí)排除故障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提出基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過光纖以太網(wǎng)通信，在正常運(yùn)行時(shí)能夠監(jiān)視電能質(zhì)量、運(yùn)行狀況；在發(fā)生故障時(shí)，能夠有效區(qū)分站內(nèi)及站外故障及故障類型。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:—種基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能系統(tǒng)服務(wù)器、以太網(wǎng)光交換機(jī)和下位機(jī)三個(gè)部分組成，其特征為:所述智能系統(tǒng)服務(wù)器安裝在變電站主控室，接收所述下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進(jìn)行綜合地故障診斷；所述以太網(wǎng)光交換機(jī)也安裝在變電站主控室，接收并匯總各個(gè)下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號并上傳給智能系統(tǒng)服務(wù)器；所述下位機(jī)安裝于PT柜和出線穿墻CT下方，對各個(gè)電壓等級線路電壓、電流進(jìn)行采樣，并就地?cái)?shù)字化后傳輸至以太網(wǎng)光交換機(jī)。[0011]所述智能系統(tǒng)服務(wù)器將下位機(jī)傳來的各個(gè)電壓等級線路電壓、電流信號匯總，綜合分析故障類型。所述以太網(wǎng)光交換機(jī)的速度為1000Mbps,支持單模光纖和多模光纖,很好地滿足了數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的要求。各個(gè)電壓等級的電壓、電流信號接入下位機(jī)的A/D模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后將瞬時(shí)值通過光纖以太網(wǎng)上傳，保證了數(shù)據(jù)的完整性。所述煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)在系統(tǒng)異常時(shí)能夠準(zhǔn)確判別故障類型，同時(shí)能夠判斷故障位于站內(nèi)或者站外。智能系統(tǒng)下位機(jī)對各個(gè)電壓等級線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，各個(gè)電壓等級的電壓、電流信號接入下位機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D模塊，即將二次模擬信號就地進(jìn)行數(shù)字化，將數(shù)字信號通過光纖以太網(wǎng)經(jīng)光交換機(jī)傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)服務(wù)器。服務(wù)器匯總各個(gè)電壓等級的電氣量信號，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)視各個(gè)電壓等級系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，分析各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)。對電壓、電流數(shù)據(jù)的間歇性變化、波動(dòng)進(jìn)行捕捉錄波并提供信息，另外實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測功能并反映中性點(diǎn)偏移和對地電壓數(shù)值。在電網(wǎng)異常時(shí)立刻啟動(dòng)故障錄波，同時(shí)準(zhǔn)確判別故障類型:如系統(tǒng)諧振、接地故障、短路故障、線路斷線、系統(tǒng)絕緣薄弱、電流越限、落雷等。并判斷故障位于站內(nèi)或者站外。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:1、下位機(jī)對各個(gè)電壓等級的電壓、電流信號進(jìn)行就地?cái)?shù)字化，通過以太網(wǎng)傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)服務(wù)器，充分保證數(shù)據(jù)傳輸過程中實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。2、下位機(jī)設(shè)計(jì)具有很高的測量精度和速度，采樣率達(dá)到100點(diǎn)/周波，可實(shí)現(xiàn)對高次諧波的分析需求。3、技術(shù)成熟、可靠性高，在正常運(yùn)行時(shí)能夠監(jiān)視電能質(zhì)量、運(yùn)行狀況；在發(fā)生故障時(shí)，能夠有效區(qū)分站內(nèi)及站外故障及故障類型。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的下位機(jī)原理圖；圖3是本實(shí)用新型光纖以太網(wǎng)功能原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書如圖，通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型提出的一種基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，其原理是智能系統(tǒng)下位機(jī)對各個(gè)電壓等級線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，通過光纖以太網(wǎng)經(jīng)光交換機(jī)傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)服務(wù)器，服務(wù)器匯總各個(gè)電壓等級的電氣量信號，進(jìn)行綜合地電能質(zhì)量分析以及故障診斷。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，A代表智能系統(tǒng)服務(wù)器，Bl-Bn代表下位機(jī)，C代表光交換機(jī)。下位機(jī)采樣率達(dá)到100點(diǎn)/周波，對各個(gè)電壓等級線路的電壓、電流進(jìn)行采樣，并將二次模擬信號就地進(jìn)行數(shù)字化，將數(shù)字信號通過光纖以太網(wǎng)經(jīng)光交換機(jī)傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)服務(wù)器。服務(wù)器匯總各個(gè)電壓等級的電氣量信號，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)視各個(gè)電壓等級系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，分析各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)。對電壓、電流數(shù)據(jù)的間歇性變化、波動(dòng)進(jìn)行捕捉錄波并提供信息，另外實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測功能并反映中性點(diǎn)偏移和對地電壓數(shù)值。在電網(wǎng)異常時(shí)立刻啟動(dòng)故障錄波，同時(shí)準(zhǔn)確判別故障類型:如系統(tǒng)諧振、接地故障、短路故障、線路斷線、系統(tǒng)絕緣薄弱、電流越限、落雷等。并判斷故障位于站內(nèi)或者站外。下位機(jī)的原理圖如圖2所示，通過二次電纜將各個(gè)間隔電流互感器和電壓互感器的副邊模擬信號接入下位機(jī)裝置的模擬量變換器板卡D1，板卡上的電壓變換器Al和電流變換器A2將電壓和電流轉(zhuǎn)變?yōu)?5V與+5V之間的低壓模擬量信號，該信號通過背板B的連線接到嵌入式主板D2上。嵌入式主板D2包括CPU、FLASH、AD、RAM，其中的CPU對數(shù)字信號進(jìn)行預(yù)處理，刪除掉錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，然后將瞬時(shí)采樣值通過光纖以太網(wǎng)口 Ethern實(shí)時(shí)地上傳給智能系統(tǒng)服務(wù)器C。主板上光纖以太網(wǎng)通信功能的實(shí)現(xiàn)原理如圖3所示，光纖以太網(wǎng)由以太網(wǎng)控制芯片CS8900A、10BASE-FX轉(zhuǎn)換芯片IPl 13A、光纖收發(fā)芯片AFBR5803構(gòu)成，CS8900A通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線連接到CPU。IP113A是把10BASE-T信號轉(zhuǎn)換成光纖信號，該信號通過AFBR5803光纖收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)收發(fā)，AFBR5803的發(fā)射與接收接入光纖網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求1.一種基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能系統(tǒng)服務(wù)器、以太網(wǎng)光交換機(jī)和下位機(jī)三個(gè)部分組成，其特征為: 所述智能系統(tǒng)服務(wù)器安裝在變電站主控室，接收所述下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進(jìn)行綜合地故障診斷； 所述以太網(wǎng)光交換機(jī)也安裝在變電站主控室，接收并匯總各個(gè)下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號并上傳給智能系統(tǒng)服務(wù)器； 所述下位機(jī)安裝于PT柜和出線穿墻CT下方，對各個(gè)電壓等級線路電壓、電流進(jìn)行采樣,并就地?cái)?shù)字化后傳輸至以太網(wǎng)光交換機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，其特征在于: 所述以太網(wǎng)光交換機(jī)的速度為IOOOMbps,支持單模光纖和多模光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，其特征在于: 各個(gè)電壓等級的電壓、電流信號接入下位機(jī)的A/D模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后將瞬時(shí)值通過光纖以太網(wǎng)上傳。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于分布式結(jié)構(gòu)的煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)，由智能系統(tǒng)服務(wù)器、光交換機(jī)和下位機(jī)三個(gè)部分組成，所述智能系統(tǒng)服務(wù)器安裝在變電站主控室，接收下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進(jìn)行綜合故障診斷；所述光交換機(jī)也安裝在變電站主控室，接收并匯總各個(gè)下位機(jī)傳輸來的電壓、電流信號并上傳給智能系統(tǒng)服務(wù)器；所述下位機(jī)安裝于PT柜和出線穿墻CT下方，對各個(gè)電壓等級線路電壓、電流進(jìn)行采樣，并就地?cái)?shù)字化后傳輸至以太網(wǎng)光交換機(jī)。本實(shí)用新型技術(shù)成熟、可靠性高。
文檔編號H02J13/00GK202949284SQ201220650769
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者張樹魁, 齊鄭, 曹振全, 蔡志偉, 李建斌 申請人:西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司發(fā)電分公司, 北京丹華昊博電力科技有限公司