基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統的製作方法
2023-12-07 02:19:26 1
專利名稱：基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電力技術和設備，適用於6 I IOkV煤礦電力網，能夠對6kV、35kV、IlOkV系統進行統一處理，在正常運行時能夠監視電能質量、運行狀況；在發生故障時，能夠有效區分站內及站外故障及故障類型。
背景技術：
我國煤礦供電系統一般由三級變電站組成:即地面變電站、井下中央變電站和採區變電站。礦井地面變電站是礦山供電系統的樞紐，它擔負著向井上、井下變配電的任務，它將IlOkV電壓變為6 35kV電壓，向額定電壓為6 35kV及以下的用電設備供電。安全可靠的地面供電是煤礦安全生產和職工正常生活的基本保障，是井下供電的源頭。煤礦35kV以下供電系統都採用小電流接地方式，包括中性點不接地和中性點經消弧線圈接地兩種方式，其優點是當發生單相接地故障時，接地電流很小，線路絕緣不會破壞。但配電線路發生故障後的故障選線及定位問題沒有得到很好的解決。對於故障選線問題，由於接地電流遠小於負荷電流，因此不宜檢測。特別是對於消弧線圈接地系統，由於電感電流的補償作用，接地電流更加微弱，導致選線困難。很多變電站仍然採用手動拉路法進行選線，降低了供電可靠性，耽誤了生產生活，同時有可能造成事故擴大，導致大面積停電。為確保煤礦企業安全生產，作為煤炭安全生產保障的重要部分一煤礦電力網，其對於安全運行和經濟運行的要求較公共電網更高，因此更加迫切需要運用現代的技術和通訊技術實現實時電網安全監視和控制，以保障安全生產所必不可少的供電可靠性。隨著煤礦安全生產受到越來越多的關注，開發出功能強大的供電事故應急處置智能系統顯得尤為重要。智能系統能夠實時監控變電站的運行狀態，並根據各種在線監測參數的異常診斷故障類型，分析診斷出故障原因，保證及時排除故障。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術上的不足，提出基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統。該系統通過光纖乙太網通信，在正常運行時能夠監視電能質量、運行狀況；在發生故障時，能夠有效區分站內及站外故障及故障類型。本實用新型的技術方案如下:—種基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統，該系統由智能系統伺服器、乙太網光交換機和下位機三個部分組成，其特徵為:所述智能系統伺服器安裝在變電站主控室，接收所述下位機傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進行綜合地故障診斷；所述乙太網光交換機也安裝在變電站主控室，接收並匯總各個下位機傳輸來的電壓、電流信號並上傳給智能系統伺服器；所述下位機安裝於PT櫃和出線穿牆CT下方，對各個電壓等級線路電壓、電流進行採樣，並就地數位化後傳輸至乙太網光交換機。[0011]所述智能系統伺服器將下位機傳來的各個電壓等級線路電壓、電流信號匯總，綜合分析故障類型。所述乙太網光交換機的速度為1000Mbps,支持單模光纖和多模光纖,很好地滿足了數據傳輸實時性的要求。各個電壓等級的電壓、電流信號接入下位機的A/D模塊，轉換為數位訊號後將瞬時值通過光纖乙太網上傳，保證了數據的完整性。所述煤礦供電事故應急處置智能系統在系統異常時能夠準確判別故障類型，同時能夠判斷故障位於站內或者站外。智能系統下位機對各個電壓等級線路的電壓、電流進行採樣，各個電壓等級的電壓、電流信號接入下位機的模數轉換A/D模塊，即將二次模擬信號就地進行數位化，將數位訊號通過光纖乙太網經光交換機傳輸到智能系統伺服器。伺服器匯總各個電壓等級的電氣量信號，在系統正常運行時，監視各個電壓等級系統的運行狀況，分析各項電能質量指標。對電壓、電流數據的間歇性變化、波動進行捕捉錄波並提供信息，另外實現絕緣監測功能並反映中性點偏移和對地電壓數值。在電網異常時立刻啟動故障錄波，同時準確判別故障類型:如系統諧振、接地故障、短路故障、線路斷線、系統絕緣薄弱、電流越限、落雷等。並判斷故障位於站內或者站外。本實用新型的優點如下:1、下位機對各個電壓等級的電壓、電流信號進行就地數位化，通過乙太網傳輸到智能系統伺服器，充分保證數據傳輸過程中實時性和準確性。2、下位機設計具有很高的測量精度和速度，採樣率達到100點/周波，可實現對高次諧波的分析需求。3、技術成熟、可靠性高，在正常運行時能夠監視電能質量、運行狀況；在發生故障時，能夠有效區分站內及站外故障及故障類型。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的下位機原理圖；圖3是本實用新型光纖乙太網功能原理圖。
具體實施方式
下面結合說明書如圖，通過具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。本實用新型提出的一種基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統，其原理是智能系統下位機對各個電壓等級線路的電壓、電流進行採樣，通過光纖乙太網經光交換機傳輸到智能系統伺服器，伺服器匯總各個電壓等級的電氣量信號，進行綜合地電能質量分析以及故障診斷。本實用新型的結構示意圖如圖1所示，A代表智能系統伺服器，Bl-Bn代表下位機，C代表光交換機。下位機採樣率達到100點/周波，對各個電壓等級線路的電壓、電流進行採樣，並將二次模擬信號就地進行數位化，將數位訊號通過光纖乙太網經光交換機傳輸到智能系統伺服器。伺服器匯總各個電壓等級的電氣量信號，在系統正常運行時，監視各個電壓等級系統的運行狀況，分析各項電能質量指標。對電壓、電流數據的間歇性變化、波動進行捕捉錄波並提供信息，另外實現絕緣監測功能並反映中性點偏移和對地電壓數值。在電網異常時立刻啟動故障錄波，同時準確判別故障類型:如系統諧振、接地故障、短路故障、線路斷線、系統絕緣薄弱、電流越限、落雷等。並判斷故障位於站內或者站外。下位機的原理圖如圖2所示，通過二次電纜將各個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將電壓和電流轉變為-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對數位訊號進行預處理，刪除掉錯誤數據，然後將瞬時採樣值通過光纖乙太網口 Ethern實時地上傳給智能系統伺服器C。主板上光纖乙太網通信功能的實現原理如圖3所示，光纖乙太網由乙太網控制晶片CS8900A、10BASE-FX轉換晶片IPl 13A、光纖收發晶片AFBR5803構成，CS8900A通過數據總線、地址總線、控制總線連接到CPU。IP113A是把10BASE-T信號轉換成光纖信號，該信號通過AFBR5803光纖收發模塊實現收發，AFBR5803的發射與接收接入光纖網絡。
權利要求1.一種基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統，該系統由智能系統伺服器、乙太網光交換機和下位機三個部分組成，其特徵為: 所述智能系統伺服器安裝在變電站主控室，接收所述下位機傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進行綜合地故障診斷； 所述乙太網光交換機也安裝在變電站主控室，接收並匯總各個下位機傳輸來的電壓、電流信號並上傳給智能系統伺服器； 所述下位機安裝於PT櫃和出線穿牆CT下方，對各個電壓等級線路電壓、電流進行採樣,並就地數位化後傳輸至乙太網光交換機。
2.根據權利要求1所述的煤礦供電事故應急處置智能系統，其特徵在於: 所述乙太網光交換機的速度為IOOOMbps,支持單模光纖和多模光纖。
3.根據權利要求1所述的煤礦供電事故應急處置智能系統，其特徵在於: 各個電壓等級的電壓、電流信號接入下位機的A/D模塊，轉換為數位訊號後將瞬時值通過光纖乙太網上傳。
專利摘要本實用新型公開了一種基於分布式結構的煤礦供電事故應急處置智能系統，由智能系統伺服器、光交換機和下位機三個部分組成，所述智能系統伺服器安裝在變電站主控室，接收下位機傳輸來的電壓、電流信號，對供電事故進行綜合故障診斷；所述光交換機也安裝在變電站主控室，接收並匯總各個下位機傳輸來的電壓、電流信號並上傳給智能系統伺服器；所述下位機安裝於PT櫃和出線穿牆CT下方，對各個電壓等級線路電壓、電流進行採樣，並就地數位化後傳輸至乙太網光交換機。本實用新型技術成熟、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 優先權日2012年11月30日
發明者張樹魁, 齊鄭, 曹振全, 蔡志偉, 李建斌 申請人:西山煤電(集團)有限責任公司發電分公司, 北京丹華昊博電力科技有限公司