煤矿自备电厂供矿电量上网远程监控系统的设计及应用

ＤＯＩ：１０．１９５５１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１６７２－９１２９．２０２１．０７．０９８
煤矿自备电厂供矿电量上网远程监控系统的设计及应用
桑　伟（冀中能源股份有限公司矸石热电厂　河北　邢台　０５４０２６）
摘要：由于矿在低负荷运行时，电厂供矿电量时常经矿３５ＫＶ线路上网（上网电量不结算），造成一定经济损失。

为减少损失，加装矿３５ＫＶ线路（３３１和３８７两条线路）负荷指示远传至电厂，使电厂能够及时准确控制供矿负荷不上网，从而提高电厂上网电量，提高了经济效益。

关键词：供电负荷；视在功率；电网；增收节支；无线传输。

中图分类号：ＴＰ２７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－９１２９（２０２１）０７－０１００－０１ １　项目实施原由
电厂为了尽量向矿多供电，３＃发电机组一般都是处于满负荷运行状态，全力向矿供电，但在邢台矿用电负荷降低时，由于客观上不能第一时间发现并及时通知电厂降负荷，造成电厂供矿电量就会经矿３５ＫＶ线路上网，而这一部分上网电量供电局不予结算，造成一定经济损失。

为实现实时监控从
而减少经济损失，加装矿３
５ＫＶ线路（３３１和３８７两条线路）负荷无线传输装置，将数据实时远传至电厂，使电厂能够及时、准确控制供矿电量负荷，减少供矿电量经矿一侧上网，减少经济损失。

从而提高电厂上网电量，提高了经济效益。

２　项目内容与技术要求项目内容：１、在矿变电所３３１、３８７线路的二次回路上安装功率传感器。

２、在矿变电所安装一个无线数据采集装置，采集矿３３１、３８７线路两路功率传感器的状态数据。

３、在矿标宿楼顶安装一个无线通讯管理装置，能准确实时接收到３３１、３８７线路负荷的无线数据采集装置发出的数据。

并且作为矿变电所至电厂之间无线数据传输的中继。

４、在电厂主控室安装一个无线通讯管理装置，接收中继无线通讯管理装置传输过来的数据。

５、在主控室调度台安装一台装有组态软件的微机，作为
监控主机。

主控室的无线通讯管理装置以Ｒ
Ｓ４８５／２３２通讯方式，将数据上传至主机，实现监控。

技术要求：１、本项目为无线传输要求，所选设备须满足远传需求，防干扰，防雷电。

２、所接收的数据必须准确、清晰、不间断。

３、所用设备要有防雷电装置。

４、监控主画面内容直观，数据有历时记录，可实现数据报表、打印、历史趋势曲线查询等功能。

５、所有电箱都采用防橇设计、上锁，使外人不能接触。

６、工程实施中，按有关电业操作安装规程进行。

３　设备选型及技术方案
３．１三相功率传感器。

ＷＢ９１２８－１型三相功率传感器采
用特制隔离模块、专业ＭＣＵ控制器、高速数据同步采集和数据快速处理技术，隔离测量三相三线、三相四线电路，同时具备ＲＳ４８５总线输出和二路可选配模拟量信号输出。

具有高精度、高隔离、低功耗、低漂移、温度范围宽、抗干扰能力、性价比高等特点。

工作原理：
传感器主要由三相隔离采样电路、Ａ／Ｄ转换器、单片机、ＤＳＰ器件、Ｄ／Ａ转换器、定标放大器和专用厚膜集成Ｖ／Ｉ转换器组成。

三相交流输入信号经三相隔离采样电路后，形成三相电流、三相电压信号的共地跟踪电压信号，在单片机控制下由Ａ／Ｄ转换器对其进行多点同步采样，采样得到的数据由ＤＳＰ器件按电工原理计算出被测信号的三相有功功率（数字量），再经Ｄ／Ａ转换器把代表三相功率的数字信号转换为模拟量，由定标放大器放大、定标后，形成直流电压输出ＶＺ；
ＶＺ输出经专用厚膜集成Ｖ／Ｉ变换器后形成０～２０ｍＡ或４～
２０ｍＡ直流电流输出ＩＺ。

３．２无线数据采集装置。

无线数据采集装置（ＷＮ６０Ｓ）是集数据采集、控制与无线通信功能为一体的终端测控产品。

一台装置能同时采集多路模拟量、开关量、脉冲信号，输出多路开关量。

通过无线的方式上传数据。

无线数据采集装置用于采集分布式就地安装的传感器数据（比如压力、流量、温度、风速、风量、电量等参数），开关状态数据，并将采集到的数据经过无线的方式上传至监控中心。

３．３无线通讯管理装置。

无线通讯管理装置（ＷＮ９０）是无线传输网络的核心，启动和管理无线传感网络，协调传感接点的通信，使其构建管理的无线传感网络数据传输稳定、可靠。

读取无线传感采集装置的数据，将数据处理后上传至控制中心主机。

３．４系统软件。

系统软件选择Ｗｉｎｄｏｗ７，３２位操作系统，此软件稳定可靠，大部分组态软件都支持，便于系统的稳定可靠运行，兼容性，扩展性更好。

上位机监控软件选用组态王软件，该组态软件采用模块化的设计理念，各功能管理模块如前置机、数据服务、人机界面、数据库维护、实时监控等，各部分之间互不影响，模块化的设计理念提高了系统的灵活性和可靠性，同时具有良好的兼容性和可扩展性。

４　运行效果与经济效益
电厂供矿电量上网远程监控系统投入运行以来，主站软件功能强大，具有多种通讯方式，实现了分散采集，集中监控等功能，查询灵活多样，数据报表规范全面，权限设置按需定制；软件分级管理，安全性高。

硬件部分全具有系统智能监测功能，保证了系统安全运行的可靠性；通讯可靠：采用调频波段通讯方式达到高效率监测的目的；采集器具有数据实时采集、计量、存储和发送等功能。

各采集器独立工作、计量准确、系统不瘫痪；数据库具备自动备份与恢复；随时随地都可以查询数据信息，灵活方便。

５　结语
电厂供矿电量上网远程监控系统具有通讯组网方式灵活、维护简单、功能齐全、使用方便、采集数据准确快捷、设备稳定可靠性高，与信息化系统数据交换容易等特点，是实用化程度很高的无线数据采集与集中监控系统。

该系统，不仅能很好地满足电厂供矿电量的数据信息采集和监控的需求，而且也提高了生产和工作效率，创造了很好的经济效益和社会效益，符合经济建设和企业发展的要求。

参考文献：
［１］朱涛．并网电厂（站）远程实时监测管理系统设计与实现［Ｄ］．电子科技大学．
［２］殷青云，吴炜，郭辉，等．自备电厂远程监控的实践
［
Ｊ］．冶金设备，２０１９，Ｎｏ．２５２（Ｓ１）：２０４－２０７．作者简介：桑伟，男，１９８２年１１月１４日出生，河北省邢
台市人，机电工程师，大学本科学历，机电专业研究方向。

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