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安科瑞電氣股份有限公司
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淺談電能管理系統(tǒng)在礦井電氣設備管理中的應用研究

時間:2023/2/23閱讀:551
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摘要:長期以來,煤礦生產(chǎn)管理中能耗管理相對廣泛,井下電氣設備在使用中缺乏統(tǒng)一管理,使能耗始終居高不下,不僅降低了礦井的綜合效益,而且在一定程度上威脅了礦井的生產(chǎn)安全。以此為出發(fā)點,研究分析了礦井電能管理系統(tǒng)的應用。結合具體工程實際,在分析電能管理系統(tǒng)構成的基礎上,逐一探索其關鍵技術和系統(tǒng)功能,總結分析其實際應用效果,希望能為其他礦井類似工程的發(fā)展提供參考。


關鍵字:礦井;電力管理系統(tǒng);上位機;能耗質量

引言

 A礦山是2000年建成投產(chǎn)的現(xiàn)代礦山,設計生產(chǎn)能力為2.50x106t/a。近年來,隨著礦井開采深度的不斷增加,回收作業(yè)條件不斷惡化,地下生產(chǎn)所需的各種電氣設備數(shù)量不斷增加,分布范圍不斷擴大,大大增加了地下電能集中管理的難度。生產(chǎn)作業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)各種電氣故障,制約了礦井生產(chǎn)力。針對這類問題,A礦結合很多優(yōu)秀經(jīng)驗,研究設計了一套應用于地下的電能管理系統(tǒng),以有效降低礦井運行能耗,實現(xiàn)能源優(yōu)化管理。在提高礦井能耗質量的同時,增強了對電能的監(jiān)控和控制。

一系統(tǒng)構成分析

 本次設計的電能管理系統(tǒng)采用兩級網(wǎng)絡控制結構,監(jiān)控中心PC機借助冗余工業(yè)以太網(wǎng)對井下作業(yè)現(xiàn)場各設備進行網(wǎng)絡監(jiān)控,同時借助現(xiàn)場總線技術對各功能電表進行集中監(jiān)控管理。整個系統(tǒng)的構成大致可以分為兩個部分:硬件部分和軟件部分。

1硬件構成

 系統(tǒng)硬件部分主要包括系統(tǒng)主機、交換機、隔爆和安全電能監(jiān)測和通信分站、隔爆智能電表等組成部分,如圖1所示。其中,隔爆和安全電能監(jiān)測和通信分站是硬件系統(tǒng)的核心組件,其組成部分包括光纖收發(fā)裝置和MCGS觸摸屏(TPC7062K)、多路串口通信服務裝置、RS232轉換裝置和可編程控制裝置(PLC)等[1-2]。

圖1.png

圖1系統(tǒng)構成示意圖


2軟件構成

 系統(tǒng)軟件部分利用MCGS組態(tài)軟件收集井下電能設備的能耗數(shù)據(jù),通過分析判斷相關數(shù)據(jù),設計相應的電能使用數(shù)據(jù),方便用戶實時查詢用電參數(shù),查詢歷史用電參數(shù)和用電曲線。此外,通過對比分析監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)和預設的數(shù)據(jù),軟件可以及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,并及時發(fā)出預警信息,避免安全隱患對電能使用的不利影響,提高用電效率[3]。圖2是系統(tǒng)分界面的示意圖。

圖 2.png

圖2系統(tǒng)分界面示意圖


二系統(tǒng)功能分析

 設計的電能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對井下生產(chǎn)作業(yè)中電能使用的全過程管理,同時記錄各個作業(yè)環(huán)節(jié)和相應電氣設備的電能能耗。此外,通過隔爆和本安電能監(jiān)測裝置與通信站的配合,可以構建井下用電數(shù)據(jù)庫,綜合收集整理用電設備的能耗數(shù)據(jù),使其成為對實際工作具有良好指導意義的信息。這樣不僅可以方便操作人員實時查詢各種用電設備的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),還可以通過數(shù)據(jù)對比分析及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,發(fā)出預警信息,避免故障。

三實踐分析

 自井下電能管理系統(tǒng)投入運行以來,A礦直觀地觀察和了解了礦井生產(chǎn)作業(yè)中的電能及其消耗情況,顯著降低了各種電氣設備的電氣故障概率,大大節(jié)省了井下生產(chǎn)的人力物力,提高了能源利用效率,降低了運行成本。根據(jù)過去礦井生產(chǎn)的電能消耗相關統(tǒng)計,電能管理系統(tǒng)投入運行后,A礦每年節(jié)約電費可超過100萬元,節(jié)約電能可超過2.0×106kW·h,與此同時,也在一定程度上降低了井下作業(yè)人員的勞動強度,顯著提高了綜合效益。

四安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

1概述

 用戶端消耗整個電網(wǎng)80%的電能,用戶端智能用電管理對用戶的可靠性、安全性和節(jié)約用電具有重要意義。構建智能用電服務體系,全面推廣用戶端智能儀器、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案,實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括:先進的計算、智能建筑、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側管理等課題。安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案可以通過對用戶端用電情況進行細致用,并對用電進行細致用

2應用場所

(1)辦公建筑

(2)商業(yè)建筑

(3)旅游建筑

(4)科教文衛(wèi)建筑

(5)通信建筑

(6)運輸建筑

3系統(tǒng)結構

結構.png

4系統(tǒng)功能

 實時監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好,配電線路的運行狀態(tài)以配電一次圖的形式直觀顯示,電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息實時監(jiān)控,各配電電路斷路器、隔離開關、地刀等電參數(shù)信息動態(tài)監(jiān)控,以及相關故障、報警等信號。

(1)電能統(tǒng)計報表

(2)詳細電參查詢查詢詳細電參查詢

(3)操作報表

(4)變壓器運行監(jiān)控監(jiān)控

(5)實時報警

(6)查詢歷史事件

(7)電能質量監(jiān)測

(8)遙控操作

(9)用戶報告

(10)APP支持

5系統(tǒng)硬件配置清單

五結語

 本研究所設計的電能管理系統(tǒng)不僅運行安全,而且高效可靠,可以實現(xiàn)長期持續(xù)運行。還可以實時監(jiān)控地下電氣設備的電能使用情況,及時發(fā)出異常預警,根據(jù)操作人員的不同需求自動生成相應的數(shù)據(jù)報表,大大提高了供電管理質量和用電監(jiān)控的有效性。此外,系統(tǒng)結合監(jiān)控電氣設備的不同特點,有針對性地設計了在線監(jiān)控數(shù)據(jù),從而保證了數(shù)據(jù)監(jiān)控預警的針對性和準確性,為推動礦山現(xiàn)代化發(fā)展提供了堅實的保障。


[參考文獻]

[1]程衛(wèi)綱.礦山供電中IDP煤礦電能管理系統(tǒng)的應用[J].2013,28(3)山西科技:64-66.

[2]何海濤.井下電能管理系統(tǒng)應用研究

[3]2022.05版安科瑞企業(yè)微網(wǎng)設計與應用手冊



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