煤矿电力企业（精选7篇）
煤矿电力企业 篇1
1 前言
随着计算机网络的发展和企业信息化的实施, 信息网络系统正逐渐成为煤矿电力企业日益重要的基础设施, 电力企业通过它们实现了对生产、管理和调度信息的快速传递和共享, 极大地提高了运行效率。因此, 信息网络系统的安全稳定运行对于煤矿电力企业的正常运作而言非常重要, 它不仅直接影响到企业的发展与效益, 而且还影响着国家“数字电力系统”的实现进程。本文就煤矿电力企业信息化管理系统建设过程中, 对影响网络系统安全运行的因素进行了分析, 并对相应的解决方案进行了总结和探讨。
2 信息网络安全面临的隐患
随着通信技术和网络技术的发展, 接入国家电力调度数据网的电力控制系统越来越多, 在调度中心、电厂、变电站、用户等之间进行的数据交换也越来越频繁, 这对电力控制系统和数据网络的安全性、可靠性、实时性提出了新的严峻挑战。为此, 国家经贸委于2002年颁布了第30号令, 即《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》, 要求建立和完善电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护体系, 保障电力系统的安全稳定运行。因此, 电力控制系统和数据网络系统的安全性和可靠性已成为一个非常紧迫的问题。影响电力企业局域网安全运行的因素很多, 主要的可以分为以下几类:
2.1 恶意攻击对信息网络系统的威胁
不管煤矿电力企业内部组网如何, 电力企业信息网络都要和互联网相连, 都能受到来自互联网的攻击, 另外, 还有电力企业内部的攻击, 网络上的用户较多, 而各单位安全系统不一, 有可能给内部用户的攻击提供了便利, 最常见的是逻辑炸弹和木马等。
2.2 IP地址盗用对信息网络系统的威胁
IP地址的合理分配和使用是保障电力系统局域网安全稳定运行的一个重要基础, 煤矿电力公司都是通过专线方式接入互联网, 然后由网络管理部门为内网用户规划和分配IP地址, 然而在Windows操作系统下, 终端用户可以自由修改自身的IP地址, 这就使得IP地址盗用的问题在电力企业局域网的运行中时常发生, IP地址的盗用会直接影响电力系统局域网的稳定、可靠运行。
2.3 计算机病毒对信息网络系统的威胁
计算机病毒的蔓延和发展是影响电力系统局域网安全运行的另一重大威胁, 病毒软件等很容易通过U盘等各种途径侵入企业的内部网络。它们不仅可以通过占用磁盘空间和系统资源来使得主机和网络的运行速度变慢, 甚至还可以破坏网络中主机和服务器上的应用系统及数据造成主机及网络瘫痪。
3 应对网络安全威胁的对策
为了保障煤矿电力公司信息化管理系统的安全和可靠运行, 本文从系统硬件、系统软件、应用软件以及网络安全性等方面对系统的安全保障的技术应用进行阐述。
3.1 提高主服务器硬件安全系数
在保证主服务器环境满足系统安全运转后, 采用冗余备份的技术手段增强主服务器的运行安全系数。数据中心服务器采用冗余硬盘阵列来存放数据, 利用服务器的硬件机制提供保护措施, 即可以在不关闭系统的情况下更换故障硬盘, 保证系统的可靠、连续运行。
可以使用HA (高可用性) 软件把这两台主机做成双机系统, 实现真正意义上的互为备用:正常情况下, 两台主机各有分工;一旦任何一台主机出现故障, 另一台主机可把两个系统的服务承担起来, 同时保证了两个系统都不因主机问题影响业务, 这样既提高了设备的安全系数, 又使昂贵的设备得到最大限度的利用。
3.2 提高数据库层次上的安全性
数据库技术是企业网的核心技术, 其数据安全策略和技术在整个系统安全中具有重要地位。数据库层次上的安全性要求: (1数据完整性:保证数据的完整性, 任何对数据的改动、增加、删除、甚至顺序的微小变化都可检测出。 (2) 数据一致性:减少数据冗余。数据库层次上的安全性将从两个方面来理解, 一是数据库管理系统的安全性;二是应用系统数据库设计方面。
3.3 提高应用程序的安全性
作为系统重要组成部分的权限管理子系统对整个系统的权限控制作整体管理。
1) 对用户授权
通过用户授权, 限定用户账号、口令, 对应用系统的使用加以使用管理。一旦程序执行结束, 就立即自动取消与数据库连接授权, 退出应用系统。对用户的授权, 可以采用多级授权的方式, 这样便于系统的分级管理。
2) 系统加密
通过特定的用户账号、口令和访问权限 (如只对表具备查询权限) , 对接口系统的使用加以限制。保证其他系统可查询到所需要的数据, 但每个系统只能修改自己数据库的内容 (即每个应用系统不能更改其他应用系统的数据) 。
系统对连续登录失败的登录尝试禁止再进行登录, 连续3分钟 (时间可设定) 不进行操作, 系统自动封锁用户界面, 必须重新输入口令才能继续操作, 尽可能保护应用系统的安全性。
3.4 提高网络运行安全性
1) 安装企业级杀毒软件
为了保障电力企业网络的稳定运行, 在煤矿电力公司信息化管理系统建设过程中, 在网络中的服务器和主机上安装企业级的杀毒软件, 并且考虑如下的因素:防、杀毒方式需要全面地与互联网结合, 不仅要有传统的手工杀毒与文件监控, 还必须对网络层和邮件客户端进行实时监控, 防止病毒入侵;严格要求网络用户必须安装统一部署的防病毒系统、桌面终端防护系统、系统补丁分发系统、备份和恢复系统, 做到病毒库、漏洞等及时更新升级, 确保客户端及应用系统的安全。
2) 防火墙技术
防火墙是一种访问控制技术。它是设置在被保护网络和外部网络之间的一道屏障, 以防止发生不可预测的、潜在破坏性的侵入。它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流, 尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况, 以此来实现网络的安全保护。
3.5 提高网络中用户的安全保密意识
除了上面给出的一些措施外, 网络中用户的保密和安全意识的提高也是保障煤矿电力系统网络安全运行的一个重要因素。为此, 鸡西煤矿电力公司组织开展多种形式的信息安全知识培训, 使员工养成良好的计算机使用习惯。例如, 不要将与工作无关的存储介质在单位的计算机上使用, 不要在电脑上安装游戏或无关软件, 设置安全的开机口令并定期更改, 设置屏幕保护密码, 重要文件要备份, 不要轻易打开来历不明的邮件等等。
4 结束语
本文对影响煤矿电力企业信息网络系统安全运行的几个重要因素进行了分析, 并对相应的解决方案进行了探讨和总结。随着计算机和网络技术日新月异的飞速发展, 新的安全问题会不断产生和变化。因此, 网络信息的安全必须依靠不断采用新的安全技术、管理制度的不断完善和加强、网络工作人员素质的不断提高等措施来保障。
参考文献
[1]李晓辉.网络安全技术研究[J].福建电脑, 2009 (3) .
[2]罗凯.电力企业局域网IP地址盗用技术探讨[J].电力信息化, 2008 (6) .
[3]李凤英.对电力企业信息化建设工作的几点思考[J].河北工程技术高等专科学校学报, 2008 (2) .
煤矿电力企业 篇2
《中国总会计师》:管理会计体系建设在不同的行业会起到不同的作用。请结合您所在的行业, 谈谈管理会计体系建设的重大意义和主要目标。
王团维:企业管理以经营管理为中心, 经营管理以财务管理为中心, 这里的财务管理在实践中主要讲的是管理会计。管理会计是针对经营活动来开展工作, 回答的是经营活动对会计提出的问题:一个完整的经营活动需要解决的问题起码是:预测决策、规划控制、绩效管理。对于我所服务的发电企业来讲, 主要涉及到以下内容:
预测决策需要会计解决的问题是发一度电的单位边际贡献是多少?发多少电可实现亏盈平衡?由于发电企业是资本密集型企业, 项目贷款占到总投资的80%, 财务杠杆效应比较大;固定资产占总资产的70%左右, 经营杠杆效应也比较大;所以发电量对营业利润的敏感性强, 60万千瓦等级机组的平均敏感度是1:7。但发电成本中煤炭占到总成本的65%左右, 而国定成本是比较稳定的, 所以煤炭价格就决定了企业的保本量。每年年初, 财务部总是根据燃料部对煤炭价格的预测和生产部的发电计划预测全年的经营成果。在这个基础上, 计划部门编制全年的生产经营计划。
在规划控制阶段对会计提出的问题是:有作业, 必有计划, 有计划必有资金。如何保证资金的供应?如何合理控制资金的使用促进经营预算的实现?财务部门通常的做法是根据扩大再生产的资金需求, 资金成本, 时间错配, 风险控制做滚动的资金预算满足经营预算的需求。在这个过程中最有效的手段是召开季度经济运行分析会, 促进每个生产单位协调配合, 发现短板, 达到事中控制。
在绩效管理的过程中对会计提出的要求是如何评价各单位的业绩。这是会计最大的挑战, 也是会计产生的历史渊源。所以发明了平衡积分卡和360°全方位考核等多种绩效评价的办法。不管如何, 会计始终是绩效管理的核心工作, 而人资部门只是结果运用和组织牵头。
只要企业存在, 管理会计就存在, 比如, 满大街的小商小贩, 他们不需要财务会计, 但他们必须解决解决经营的问题, 要解决的好, 就必须应用管理会计。所以管理会计体系的建设有助于提高企业的核心竞争力。
《中国总会计师》:同煤集团在管理会计体系建设过程中采取了哪些措施?取得了哪些成果?有哪些值得分享的经验?
王团维:我长期以来一直重视管理会计的应用, 上学时这门功课也学的最好。从完全成本法应用到变动成本法, 到作业成本法;从定额管理不断创新到平衡积分卡的绩效管理。我觉得比较值得分享的措施有两个:
一是绩效管理, 我在山西电建二公司担任总会计师期间设计并推行的绩效管理方案获山西省电力系统科技进步二等奖, 设计理念是“三个人干五个人的活儿挣四个人的钱”, 不能回避的问题是对员工绩效进行三六九等的分类, 结果是使原来金字塔型的收入结构变成橄榄球型的收入结构。
二是经济运行分析会, 效果非常好, 最初组织经济运行会仅仅是民主理财、阳光理财的一种形式, 意想不到的效果是过程控制加强了, 反馈和修正了经营过程中的偏差, 每个单位都不想在大庭广众下献丑, 有利于经营预算的如期实现。
《中国总会计师》:我们知道, 王总作为同煤集团财务公司的董事长, 同时还担任漳泽电力的财务总监, 那么请根据您自身的经历, 来谈谈管理会计的发展对总会计师 (财务负责人) 的角色定位会产生哪些影响?您认为总会计师应如何适应这一发展要求?
王团维:在现实中, 有很多总会计师和财务总监没有较高的职业资格, 比如注册会计师、国际注册内审师、高级会计师等, 其中一个主要的原因是他们有较高的管理会计思想, 董事长和总经理喜欢什么样的财务总监, 一个是通过核算过去, 能告诉主要领导未来可能发生什么, 一个是能为主要领导平衡好各种利益关系。我从业20多年来最大的感悟是“会计的智慧是预知, 会计的灵魂是平衡”。为此我也屡屡受到重用和提拔。
我觉得总会计师首先要解决的问题是经营活动提出的各种问题, 要通过管理会计来满足;其次要解决的问题是融资、投资、分配的问题, 这是财务管理的核心;再次要解决的问题是确认、计量、报告, 这是会计核算问题, 会计核算可以请事务所帮忙, 投融资问题也可请财务顾问来帮忙, 经营活动的问题则很难也很少依靠外力来解决。
《中国总会计师》:楼继伟部长在中国总会计师协会第五次全国会员代表大会上关于管理会计作了重要讲话, 请您谈谈自己的体会。
电力监测系统在煤矿供电中的应用 篇3
近年来, 随着电力系统管理体制的深化改革, 变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。远程视频/环境监控系统已逐步成为无人值班变电所新增的十分必要的自动化项目, 通过远程视频/环境监控系统, 安全值班人员、企业领导可以随时对电站的重点部位进行监控和监视, 以便能够实时、直接地了解和掌握各变电站的安全情况, 并及时对发生的情况做出反应。
为实现供电系统和设备的在线参数监测、远程操作控制、实时事故报警、数据统计分析、运行安全保护、用电计量管理;实现了“四遥操控”, 对故障监测预警、保护、定位, 上传故障数据和信息, 提供了快速解决手段, 也解决了煤矿供电系统越级跳闸、电压波动跳闸、漏电接地选线、突发大面积和长时间停电等困扰煤矿供电的运行难题, 我矿2008年按计划引进了KJ 357矿用电力监控系统。
2 系统总体结构
系统分为四个层次:设备层 (即高开综合保护层) 、变电层 (即变电所内的当地监控和自动化设备———井下测控分站) 、通讯平台层 (即变电所与地面间的公共通讯平台———光纤以太网平台) 、地面监控层。
设备层主要完成数据采集、计算、保护和控制执行, 并通过RS485总线接入变电所的测控分站中。测控分站一方面完成数据转发, 另一方面实现变电所综合选漏、录波存储、时钟同步和当地监控, 并通过光纤以太网, 完成与监控主站的通讯。通讯平台是由分站光端设备构成的光纤以太网或是专门的光纤以太网。监控主站是一套供电系统专业版组态系统, 可按照供电系统的规范, 对供电系统进行监测、控制、统计和分析。
一个变电所装设一台井下监控分站。变电所的高低压综合保护用双绞线接入变电所的测控分站, 监控分站直接接入现有环网, 以太网与地面监控主站通讯。
系统后台可以用OPC方式将数据传输到矿井综合自动化平台, 实现数据共享和网络发布。
3 实施方案
3.1 系统原理图 (图1)
井下各6k V变电所的高、低压开关通过RS485通讯线接入分站, 分站通过网线接入千兆环网, 监控中心服务器、监控主机通过环网读取各变电所的高、低压开关数据, 从而实现监测和控制。
3.2 系统连接
电力监控系统设备连接, 在井下泵房和变电所各安装一台监控通讯分站, 各变电所的监控摄像头通过网线或光缆 (根据现场传输距离情况决定) 连至电力监控分站, 由电力监控分站将电力监控数据和视频监控数据由网线连至环网交换机, 通过环网传至监控服务器和主机。
3.3 电力监控中心站的建立
在调度中心建立电力监控后台, 对地面35k V配电房和东地6k V配电房的开关柜进行数据监测和分、合闸控制, 井下16个变电所的高、低压开关进行远程监测、遥控、遥信、遥调和遥视。
3.4 地面配电房的接入需
将矿内地面35k V配电房和东地6k V配电房接入要建的电力监控系统实现配电室的监测、监控。
3.5 电力监控分站的建立
在井下共16个变电所中各安装一台电力监控分站。电力监控分站与变电所内的高、低压开关的综合保护器用RS485通讯方式进行联网, 实现变电所的就地监控、通讯转发等。电力监控分站就近接入变电所附近的千兆环网交换机, 通过已有的工业以太网与地面电力调度中心后台进行数据交换。
3.6 视频的建设
在井下变电所安装带云台隔爆摄像机, 并接入变电所的测控分站, 进行数据编码和压缩, 并通过以太网, 将视频传输到地面电力调度中心, 实现井下变电所的视频监视, 实现变电所的图像监视即遥视, 从而可以实现变电所的无人值班。
3.7 与综合自动化平台的连接
(1) 目前我矿已有千兆工业环网, 工业以太网共安装12台环网交换机, 地面4台工业环网交换机, 井下8台矿用防爆环网交换机。地面除了在机房安设两台核心交换机外, 还分别在35k V变电站和洗煤厂 (正在建设中) 各安装一台交换机。井下分别在8个变电所各安装一台防爆环网交换机。地面、井下通过单模光缆构成两个1000M高速光纤环网并实现冗余 (环网系统如图2所示) 。 (2) 现有综合自动化集成软件平台主要包括操作系统、数据库系统、组态平台及应用平台。操作系统选用Windows2003简体中文版, 数据库系统使用SQL2005简体中文版。组态平台作为整个系统组态开发平台, 采用HMI/SCADA自动化监控组态软件i FIX简体中文版作为组态平台。
综合自动化集成软件平台利用标准软件接口采集不同系统的数据信息, 进行集中处理、存储和发布, 以i FIX组态软件模拟生产过程, 将数据以图形及表格的方式动态表现出来, 并通过Web方式在网络上发布, 使信息资源有机整合到一起, 得到最大限度的利用, 便于企业领导及时掌握煤矿生产情况并做出合理决策。
综合自动化集成软件平台使用两台i FIX管控服务器, 一台运行, 另一台备用;还有两台数据库服务器负责对iFIX管控服务器收集的数据进行存储备份, 一主一备, 一台数据库服务器运行时如发生故障, 另一台自动投入运行, 确保对i FIX管控服务器所收集数据的正常存储。
电力监测系统通过OPC SERVER与全矿井综合自动化平台接口, 实现两者的无缝连接。
3.8 系统效益分析
(1) 使各变电站真正做到无人值班, 以综合性保护和控制增加了变电站整体安全和设备运行可靠性。 (2) 极大提高上级管理部门对下级操作部门、操作部门对所属变电站的监督和管理水平:a上级管理部门实时监督操作人员的工作状态和规范程度。b实时管理和监控变电站有关人员、物品进出等安全防护情况。c操作部门可实时监控变电站主要设备的运行状态。d优化相关操作、维护人员的派出和工作计划, 极大提高生产效率。e管理部门对变电站的突发事件能清晰看到、准确决策并在第一时间传达指令到现场。 (3) 降低变电站的日常维护成本, 每个变电站最少可节约两名值班人员人工成本。
4 结束语
该系统还可通过智能分析, 预告事故隐患, 预防突发电力事故, 具有应对突发安全事故时的电力预案程控操作功能, 可用于高效准确处置重大安全事故;系统的高精度计量监测、专业图表分析工具、录波分析工具和智能专家系统, 是加强供电管理、减少事故、降低损耗、节约电能、提高运行效率和管理水平的最新现代化工具, 运用系统网络远程操作控制和智能程控技术, 能实现煤矿供电系统和生产设备的全面自动化监控无人管理, 很值得推广。
参考文献
[1]高峰.煤矿电力监测监控系统的设计与开发[J].科技致富向导, 2013 (23) .
[2]王朝阳.矿用电力监测系统研制成功[J].河北煤炭, 1998-05-30.
煤矿电力企业 篇4
供电系统是保障矿井井下照明和设备正常运转的系统, 关系到井下作业的生产进度和生命安全, 一旦发生故障轻者会影响到生产的正常运作, 重者会威胁到井下作业人员的生命安全。继电保护系统对稳定整个供电系统有着重要的作用, 它可以在电路发生短路或其它故障时自动断开电路从而保障供电系统不会大面积受到影响, 也可防止短路发生后引发设备故障和火灾。因此研究继电保护方法, 提高继电保护的工作水平有着重要意义。
1 煤矿供电继电保护系统装置的技术弊端
随着煤矿开采量的日益增多, 对开采作业的供电需求量越来越高, 其中供电系统电压, 大约在6 000 V~10 000 V之间。传统的电力网系统, 大多数采用直流操作和瞬时速断的两种保护装置, 随后又采用了环网货手车式高压开关, 由于定值和时限的配合, 矿井下的供电系统比较特殊, 因此也存在不少问题。
1.1 整定值小保护时限段
在煤矿井中, 电力系统的结构是属于单侧电源辐射网状结构方式, 煤矿采掘区离电源的距离比较长, 中国存在着多级开关, 因此定值所需时限和额度都既长又大。但是为保护好电源, 电力部门在时限和定值两个方面, 提出了限制性的规定, 这在一定程度上, 对整定数值起到一定影响作用, 比如数值较小, 并且可能因此保护时限低于规定值, 因此无法满足煤矿开采的电源保护配合工作。
1.2 多级继电保护
关于电缆的材料, 井下作业应用最多的是铜芯制电缆, 这种电缆的保护级数比较高, 而且级数之间靠得比较近, 电阻能比较弱, 中央变电所属下各级短路电流数值之间的差别比较小, 所以其整定保护作用比较弱小。在正常情况下, 上级变电所和下级变电所的保护时间, 分别为1.2 s和0.5 s。按此来推算, 如果每级别之间按0.5 s来计算, 基本上是起不了继电保护功能的, 如果发生电路故障, 可能无法发挥跳闸的保护作用[1]。
1.3 继电保护缺乏选择性
为计算出矿区变电所负荷开关定值, 需要明确远端负荷性质及负荷的大小值, 并逐级确定过流保护定值, 以此形成远端短路电流, 并起到速段保护作用。但实际上, 由于逐级配合的默契程度不足, 关于速断和过载保护定值、时限等, 从开采区域到变电所范围内, 呈直线下降趋势, 并且由于保护整定值太小, 远远不能满足电路故障时的继电保护需求, 在实际工作中超级跳闸等故障现象层出不穷, 严重影响矿区的供电安全。除此之外, 煤矿开采区域的变电所, 要求选定进线的开关定制, 并与上一级定值配合, 并且采区反时限时过流保护, 虽然可以在一定范围内增加保护可靠性, 但是由于没有进行很好的定值配合, 一旦出现故障, 继电保护也没有选择性。
2 优化改进煤矿供电继电系统的方法
煤矿供电系统关系到煤矿生产的安全, 为确保供电系统运行的可靠性, 就必须对电网的继电保护装置进行灵活控制, 保证其在继电保护作用时具有选择性和速动性, 以适应煤矿生产对供电装置的需求。以下就优化改进供电继电系统安全性提几点建议。
2.1 电流速断保护
电流速断保护是为在整定保护装置起动参数时保障下一线路出口位置发生短路故障时起关闭启动作用, 即是躲开下一条线路出口部位短路故障的条件整定;另外一种情况是在有特殊情况出现需要马上消除短路故障, 这时可以采用无选择性速断保护措施, 即是通过自动重合闸纠正这种无选择性保护动作。对于反应于电流升向的电流速断保护而言, 只有当实际短路电流与保护装置的起动电流相当或是比它大时, 保护装置才会起保护作用。在6 k V的电网系统中, 考虑到安全性和重要性, 一般会把整个保护装置分成三个段, 瞬间速动电流的标准确定, 是在最小运行情况下如果两相出现短路时, 至少可以对20%的线路起到保护作用, 其余线路则通过限时速断的方法来解决。对中央变电所和采区变电所的出线开关的保护, 要求不能够违背瞬时断电标准, 并控制在电流躲过线路末端的短路电流整定范围内, 方可形成有效的开关保护, 一般采取上级速断电流0.9倍的原则。有时电缆线路比较短, 在电流处于最小值的情况下, 线路末端保护区涵盖范围不广, 并且因为速断保护装置具有较高的灵敏性, 因此在短时间内, 可有效地将故障切断。在进线开关处, 由于在起保护作用时具有选择性功能, 因此, 一般就不需要设置瞬时速断保护功能[2]。
2.2 限时速断保护
煤矿井下的电路电网结构非常地复杂, 每个线路之间发生短路电流相距比较近, 就算是增加了电阻抗器, 但由于后续存在多级保护装置, 而且这些保护之间的动作电流间距还是满足不了保证系统纵向选择的需求。为了解决这个问题, 我们一般对传统的电路设计进行改变, 在II段位置按照时限与相邻出线、进线进行配合整定, 这样就可以有效防止电闸出线跨级跳闸现象。在对电流进行整定时按照统一灵敏度系数法来设计, 以保证在发生下线末端两相电路发生短路时, 有足够的灵敏度来进行整定。
2.3 定时限过流保护
在整定最大工作电流的基础上, 综合考量煤矿开采现场是否存在自启动情况, 同步定时限过流保护, 在实践操作中, 一方面整定出保护范围内线路的最高峰电流, 以此代替正常工作的最大电流;另一方面是确定矿区设备运行工作电流在30 min内的最大负荷, 确定最高峰电流。与此同时, 同线路中的另外一台最大容量电机在启动时产生的短时最大工作电流, 根据井下防爆电动机的实际情况, 启动电流可以取5倍~6倍的数值。为了让继电保护装置可以对整条线路起明显的保护效果, 要求灵敏度的系统不能低于1.5[3]。
3 配电系统的电压保护措施
配电系统的电压保护一般是反应三相系统中的相间电压降低而起作用的, 既可以阶段式配置, 也可以针对性作为某段电流保护的配合。
3.1 过电流闭锁的电压速断保护
关于电压的速断保护, 低电压继电器装置起到关键性作用, 其中在线路子端上的电压量比既定的整定值小时, 它就会发出相应信号并自动切断故障设备电路, 而此时如果设备与母线连接, 母线会表现出电压值下降情况, 比如, 在最大运行方式下三条出线末端发生三相短路时, 任意一条线路发生短路故障, 都会导致母线电压下降幅度增大, 因此变电站的出现数量较多, 则不能够仅仅依靠电压量来判断具体设备故障, 也即是不具备选择性。所以, 为了保证线路拥有继电保护选择功能, 电流闭锁等保护是首选方式, 这种方式在整定过流元件基础上, 检查出线过电流元件是否同时启动, 及结合电压速断保护的低压电继电器同时发生启动的情况, 就做出动作信号。如果电流元件没有做出断路动作, 则在故障线被切断之后, 线路将自行启动选择性功能, 表现出较高的灵敏度, 所以被保护线路以外的部位发生故障时, 电压速断保护就不会有动作。
3.2 电压电流联锁速断保护
电流速断保护的运行方式, 与电压速断保护的灵敏度无关, 另外两者在最大运行状态下, 保护范围均有差异性, 譬如最大运行状态下, 灵敏度处于高值状态, 反之则保护范围缩小。电压电流联锁速断保护是由一个低电压元件和一个过电流元件“相与”构成, 这个同过电流闭锁电压速断保护的构成有点类似, 只是在整定的计算方式上有存在区别。在假设极端运行情况下, 低电压元件和过电流元件, 不适宜按照常规方式整定, 只能在躲过末端电路最小电压时, 按照低电压元件整定, 过电流元件则按躲过最常规运行方式下保护区最大电流来整定。这样一来, 就可以应用常规方式, 扩大保护区域面积, 此时即便运行方式加码, 过电流元件也会保持较高灵敏度, 不会因为末端母线存在短路而异常动作。二者相与结果就是不会发出动作信号。由此可见, 电压电流连锁速断保护可有效保证在常规形态下拥有较高灵敏度, 并且提供范围更广的选择方式。
3.3 区域选择性联锁保护
区域选择性联锁保护是针对短路短延时故障和接地故障而设计出来的, 一般应用于辐射式电网中, 这种类型的电网, 要求将断路器、脱扣器等安装在各级位置上, 借助断路器、脱扣器等, 提供通信和数据传递的基础条件, 以此实现选择性跳闸的目的。它的工作基本原理是当故障发生时产生的电流比短路短延时设置或接地故障电流时, 起到了良好的保护作用, 并且能够保持保护参数恒定, 而区域性故障电流保护, 仅仅适用于连锁区域, 即应用于上级断路器下端子和下级断路器上端子之间, 这种保护方式的配电系统, 扩大了系统上级和下级之间的选择范围, 并有效缩短系统承受短路故障电流的时间。这种方法还有一个断路器自锁定功能, 电路器能够发出等待信号, 以检验暂时延迟状态, 其功能是在联锁断路器有一个或一组未联锁断路器时, 以确保和下级断路器有选择性地配合。有相关研究数据表明, 区域选择性联锁保护功能, 还能够将短路电流对系统热应力的影响, 控制在最大限度范围内, 随着配电等级增加, 系统的热应力会反比下降, 从而有效延长电缆和电气设备使用寿命。
4 结语
强化对煤矿供电继电保护系统的优化和改善工作, 是中国重视煤矿生产安全性的重要体现。矿井下供电继电保护系统的可靠稳定安全运行是煤矿安全生产的重要保障, 因此, 需要通过采取瞬时速断保护、限时速断保护、定时限过流及升级配电网装置等方法对继电保护系统进行优化改进, 不断提高煤矿电力继电保护工作的质量水平, 以降低煤矿生产过程中发生用电事故的几率, 保证煤炭生产的安全。
参考文献
[1]韩兴凤.浅谈煤矿供电系统存在的问题和解决方法[J].中小企业管理与科技, 2011 (14) :24.
[2]辛伟.浅探煤矿井下供电系统继电保护[J].科技创新与应用, 2012 (4) :43.
煤矿电力企业 篇5
1 干扰对电力智能保护系统可能产生的影响
1.1 干扰信号的来源
一方面, 干扰信号可能来源于保护装置的内部, 如:微机高频时钟控制信号对保护装置中的其他回路产生干扰信号;供电线路是电网中导致电压入侵最主要的途径之一, 输出线路、输入线路、电压互感器、电流互感器等绝缘不良、系统接地不良等以及系统接地不良等都会给保护装置引入干扰。另一方面, 干扰信号可能来源于保护装置的外部, 如:对隔离开关等设备进行操作时, 保护系统的参数以及供电线路的接线形式都会发生不同程度的变化, 在保护系统中形成一种电磁暂态过程, 很容易导致高频电磁场干扰的发生;保护屏的连片和压板等借助于连线端子引入保护装置会引入干扰信号;对继电器触点进行操作、切换开关触点都会引入干扰信号。
1.2 干扰对电力智能保护系统产生的影响
由于电力智能保护系统的核心器件是D SP芯片, 硬件由人机交互系统、微机系统以及数据采集系统等组成, 产生干扰信号后, 就会在一定程度上影响模拟量输出的执行元件, 总之, 干扰对电力智能保护系统产生的影响主要表现在逻辑运算错误、微机芯片损坏、程序运行错误、采样值和实际值偏离等方面。
2 抗干扰对策
2.1 硬件抗干扰对策
电力智能保护系统的硬件抗干扰对策主要是通过削弱干扰源的作用, 切断干扰的途径, 降低保护系统对干扰信号的敏感性, 从源头处尽量降低干扰源对保护系统可能产生的影响, 是目前最主要也是最常用的抗干扰对策。电力智能保护系统的硬件抗干扰对策主要包括印刷电路板、隔离、屏蔽、接地等。
2.1.1印刷电路板抗干扰对策
电力智能保护系统中的印刷电路板主要是将电源线、信号线、元器件等集于一体的线路板, 具有密度高的特点, 直接会影响到整个电力智能保护系统运行的可靠性。电力智能保护系统使用的电路板通常为双面板, 使用的双层布线, 可以采用以下抗干扰对策:
1) 在走线表面敷上大面积的铜, 然后和接地网络进行连接, 但要注意电路板上IC的接地引脚必须直接在地线层上焊接, 尽量减少串行的电感, 这样不仅可以将简化地线网络的设计, 还可以屏蔽各个信号线之间产生的影响, 彻底隔绝噪声信号, 从而减少信号干扰。
2) 由于电路板的表面布满了电源, 所以具有较小的直流电阻, 将整个平面的V cc保持一致, 就可以将V cc平均分配到所有元器件上。
3) +1.8V、+3.3V、+5V等电压都是稳压电源的输出电压, 所以为了减少噪声产生的干扰, 就必须在电路板附近电源线的周围, 安装1~2个电解电容器, 这样就可以使电路在转换状态时, 尽量减少电源线上的尖峰电路, 从而减少噪声产生的影响, 降低低频干扰。
2.1.2 屏蔽和隔离抗干扰对策
屏蔽和隔离抗干扰对策主要是通过杜绝外部电磁干扰进入保护装置内部, 从而发挥抗干扰的作用。屏蔽技术主要借助于屏蔽体将磁场耦合和空间电场的干扰部分彻底隔离, 隔离技术可以将受干扰的装置和干扰源在电气上彻底隔离, 使输出电路和输入电路不再受到电的影响。为了避免防爆开关内产生的各种电磁干扰受到空间的作用而渗透到矿井智能综合保护器的内部电路中, 所以必须要不断提高保护器机壳的屏蔽性。保护器机壳的屏蔽主要是通过金属壳体包围所有需要保护的对象, 将电磁场从空间入侵的通道彻底隔离, 这不仅可以抗干扰, 还可以不断提高设备电磁的兼容性能。
2.1.3 接地抗干扰对策
接地抗干扰对策主要包括两个方面:一方面设置系统内部接地, 主要包括屏蔽地、功率地、模拟地以及数字地等, 另一方面是保护装置外壳的接大地要求。从保护装置安全和抗干扰性能方面考虑, 微机保护装置的金属机壳必须接大地, 并且接地电阻进行在10欧姆。
2.2 软件抗干扰对策
由于电力智能保护装置是在煤矿井下使用, 由于煤矿井下环境比较恶劣, 再加上真空接触器频繁吸合、电流大、电压高等特点, 导致地线中一些杂散的电路会产生比较强的干扰信号, 实施硬件抗干扰措施后, 仍然会有少数干扰信号进入保护系统内部, 所以还要实施软件抗干扰对策, 尽量避免窜入的干扰导致保护装置发生拒动或者误动。实施软件抗干扰对策, 不仅要保证系统的控制功能可以正常使用, 还要尽量提高软件使用的可靠性。电流接通后, 要先对D SP系统的软件和硬件状态进行检测, 及时发现异常情况, 尽快采取有效措施进行处理。
3 结束语
综上所述, 由于电力智能保护系统在煤矿井下运行的环境比较恶劣, 干扰源的种类比较复杂, 所以煤矿企业必须同时实施软件和硬件抗干扰对策, 尽量消除或者减少干扰信号对保护系统产生的损害或者影响, 提高电力智能保护系统运行的可靠性和稳定性。
摘要：随着科学技术的迅速发展和社会经济的不断进步, 煤矿产业发展进程也在不断的加快, 在煤矿产业电力智能保护系统中, 由于被控对象具有频率较高、功率较大等特点, 导致保护装置元器件的阈值和容量都有一定程度的降低, 再加上电力电子器件已经被广泛使用, 导致电力系统受到了很多“污染”, 产生的干扰信号会在很大程度上影响电力智能保护系统的正常运行。本文主要对干扰可能对电力智能保护系统产生的影响进行深入的分析, 探讨相应的抗干扰对策。
关键词：煤矿,电力智能保护系统,抗干扰,隔离,屏蔽
参考文献
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煤矿电力企业 篇6
在煤矿供电系统中, 从地面变电所到井下中央变电所, 再到各级配电所及用电设备, 均有高低压配
电开关。近年来, 随着国家对煤矿安全生产的管理越来越规范, 加强了对煤矿安全生产的监管力度, 要求及时了解与查询现场电力开关等电力设备的安全测控信息。目前, 煤矿的配电开关均使用了微电脑智能控制设备, 能根据各路负载的异常情况智能通断, 但无法将开关的实时状况传送至地面, 不利于统一管理和提前发现、及时处理故障, 容易造成严重的安全事故, 因此, 迫切需要一种新的远程通信方案, 以解决配电开关状态信息的远传问题。
CAN总线是当前流行的一种性能比较先进的现场总线技术, 是一种具有很高保密性、有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。笔者根据实际工作经验, 研制了基于CAN总线的煤矿远程电力通信系统, 较好地解决了煤矿供电系统中电力开关远程监控的问题。
1CAN总线概况
CAN (Controller Area Network) 即控制器局域网, 遵循现场总线协议, 可将不同厂家生产的分布在不同位置的、用途各异的测量控制仪表互连而形成区域通信网, 并可同Intranet和Internet互连。CAN通信网络主要由CAN网络节点、转发器节点和上位机等部分构成, 其数据通信具有可靠性、实时性和灵活性的特点, 适合于工业过程中监控和测控设备的互联, 是最有前途的现场总线之一, 其主要技术特点:
(1) 它是一种多主总线, 控制器工作于多主方式, 网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息, 多主站依据优先机制进行总线访问;网络中的各节点可相互访问, 因此有效地提高了系统的实时性、灵活性;支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。
(2) 采用非破坏性基于优先权的总线仲裁技术结构。
(3) 借助接受滤波的多地址帧传送。
(4) 对通信介质要求不高, 可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
(5) 其通信距离最远可达10 km (5 kbps) , 最高速率可达1 Mbps (40 m) 。
(6) 节点数目多, 实际可达110个。
(7) 由于采用短帧结构发送数据, 实时性高, 检错效果好。
(8) 远程数据请求配置灵活, 中继结构简单。
(9) 发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发, 暂时错误和永久性故障节点可自动判别且故障节点自动脱离CAN总线。
(10) 易与其它接口兼容。
2系统设计
2.1 系统网络设计
要实现煤矿供电通信系统的信息集成, 必须建立一个实时的网络系统, 笔者采用了一个2层的总线型网络, 其拓扑结构如图1所示。上层是采用TCP/IP协议的以太网通信总线的管理网络, 该层网络的主要功能是完成井上、井下所有供电设备的集成监视、控制与管理等功能。下层是采用现场总线协议的现场网络, 该层网络的主要功能是完成生产现场各个设备的数据采集与控制, 2层网络间的通信通过图1中的嵌入式网关实现。
2.2 硬件设计
2.2.1 CAN节点的硬件实现
设计CAN总线通信接口是一个很重要的环节, 设备的正确运行与其密切相关。图2为实际的CAN总线通信单元电路图。
整个系统电源采用+5 V, 上电复位芯片MAX813L不仅可保证上电时正确地启动系统, 而且可避免程序在恶劣环境下“乱飞”或进入“死循环”, 从而保证了系统稳定地运行。微处理器采用PHILIPS的P89C52单片机, 该系列单片机是80C51微控制器的派生器件, 指令系统与80C51完全相同。由于SJA1000需要低电平复位, 所以来自MAX813L的复位信号需要经过反相才可送入。本电路设计采用带有施密特触发器的反相器74HCT14, 不仅可保证复位电路的正确, 而且对波形进行了良好整形。CPU和控制器SJA1000各自拥有独立的晶振, 这要求在软件编写时要恰当设置时钟分频寄存器, 两者之间的读写等相关控制线及8位数据线直接相连即可。另外, 电路设计中采用了新的CTM系列隔离CAN收发器模块, 以确保在CAN总线遭受严重干扰时控制器能够正常运行, 具体设计见收发器隔离电路设计。
2.2.2 收发器隔离电路设计
在常见的煤矿供电系统保护中, 收发器隔离电路一般采用2个高速光耦 (6N137) 实现电气上的隔离, 1个电源隔离模块 (+5 V转+5 V) 实现电源上的隔离, 另外还需要计算电阻值的大小才能搭建出合理的收发器隔离电路。需要注意的是仅有高速光电耦合器、却没有电源上的隔离, 此时的隔离将失去意义。这种方式存在着体积偏大, 成本偏高, 采购不便等缺点。
笔者设计的收发器隔离电路中采用了新推出的CTM系列模块, 它是集成电源隔离、电气隔离、CAN收发器、CAN总线保护于一体的隔离CAN收发器模块。该模块TXD、RXD引脚兼容+3.3 V、+5 V的CAN控制器, 不需要外接其它元器件, 直接将+3.3 V或+5 V的CAN控制器发送、接收引脚与CTM模块的发送、接收引脚相连接即可。
图3为CTM1050与SJA1000连接电路图。
该电路采用了隔离CAN收发器模块。有了隔离CAN收发器, 可以很好地实现CAN总线上各节点电气、电源之间的完全隔离和独立, 提高了节点的稳定性和安全性。
CTM系列隔离CAN收发器共有8个型号, 带“T”后缀表示内部集成双TVS总线保护元件, 可以较多地避免由于浪涌、干扰引起的总线错误或元件故障。其主要优点:成本比分立元件低, 设计简单, 稳定可靠。
2.3 软件设计
2.3.1 系统通信协议
本系统由地面监控中心PC机和井下各CAN节点装置构成主从式通信系统, 由主机轮流询检各分机工作状态, 各分机只有在本监控区域出现严重故障时才打破主机的“询检”次序, 向主机发送紧急报文。因此, 要正确获取某点的参数信息, 必须制定相应的具体协议。本设计采用Pelican模式、标准帧格式, 如表1所示 (为1帧信息格式) 。表1中, 信息帧格式的第5字节表示该节点要发送的参数类型 (如电网电压、三相电流、漏电电阻、绝缘电阻、供电开关转台等) 。实际参数内容用2个字节即可表示, 但为了数据传输的可靠性, 第6～11字节均表示实际参数信息。主机接收时, 可以根据“三中选二”的原则, 这样就进一步降低了数据受干扰的几率。
2.3.2 通信软件的设计
软件的合理设计是系统实时有效地完成数据采集和通信任务的关键, 软件主要包括系统初始化、现场数据采集、现场数据处理、数据显示刷新及CAN信息处理等功能模块。在CAN处理模块中, 特别重要的是CPU在访问CAN控制器前要对器件进行测试, 通过测试寄存器写入固定数据 (通常为0AAH或#55H) , 而后读出并校验其正确与否。通过测试能及时发现CPU与SJA1000的接口故障。在SJA1000控制口初始化和报文发送、接收的过程中, 采用了分步检测、冗余判断、错误警示的编程思想, 保证CPU对SJA1000控制器的每一步操作都可靠、正确, 有效地提高软件的稳定度。
图5、图6、图7分别为SJA1000控制器的初始化程序流程图、报文接收程序流程图和数据发送程序流程图。
3结语
本文介绍的基于CAN总线 (控制器为SJA1000) 的煤矿远程电力通信系统, 吸收了CAN总线在电力、通信等行业中的成功应用经验, 结合煤矿井下恶劣的实际工作环境, 将传统的CAN接点驱动器进行了硬件电路系统改造, 在软件设计中提出了健康、可靠性检测等新的编程思想并成功实施。该系统已在太行煤矿1号井等单位试用, 效果良好, 在煤矿行业有较高的推广价值。
参考文献
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煤矿电力企业 篇7
关键词：电力电缆,防火及阻燃,防火阻燃技术,预防对策
1 引言
电力电缆是电力系统的重要组成部分, 作用是传输和分配电能, 它由绝缘芯线、绝缘护套及保护层等部分组成, 为了能适应各种复杂的敷设环境, 它还被设计为具有良好的绝缘性能、防水性能和机械性能。但是, 当电缆回路内发生过电流而导致电缆过热时, 其各项性能会发生变化, 引起火灾。本文对煤矿变电所10KV电力系统中曾发生过的电力电缆头着火事故进行分析, 对照相关技术标准, 制定切实可行的预防措施, 以推广电力电缆防火阻燃技术, 加强对矿用电缆的有效管理, 避免类似事故再次发生, 减少煤矿供电损失。
2 着火经过
大陆变2009年10月12日11时29分压风机677#开关跳闸, 经运行人员在后台监控机确认信息后, 到高压室检查发现677#电缆头短路着火, 火苗较长, 火势较猛。运行人员及时用解锁钥匙将电缆室门打开, 用灭火器将火扑灭, 险些造成严重后果。事后电力系统召开了专题分析会议, 对照《煤矿安全规程》和国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》中相关规定, 找出真正引起火灾的原因, 即采用的不延燃矿用电缆在实际使用中没有起到不延燃的作用, 从而引发了火灾事故。
3 原因分析
造成电缆火灾事故的原因不外乎有两种:一是外部火灾引燃电缆着火;二是电缆本身事故造成电缆着火。因此除保证电缆敷设和电缆附件安装质量外, 在施工中应按照设计做好防止外部因素引起电缆着火和电缆着火后防止延燃的措施。
3.1 不利的安装环境是造成着火的首要条件
2008年11月末大陆变改造后投入运行, 10KV电缆型号为YJV22-70胶联聚氯乙烯电缆。在冬季施工, 受环境影响, 查当时运行记录, 室外为零下18度, 施工时电缆用刀滑, 硬掰, 电缆施工工艺有问题。三相电缆掰分后, 外皮受外力破坏, 造成电场分布不均匀, 再加之经过近一年的运行, 长期积尘, 三相静电放电, 外面的屏蔽层没有真正屏蔽起来, 绝缘下降了, 造成击穿短路, 这是发生火灾事故的条件之一。
3.2 对矿方的电缆管理不善是着火的主要因素
电缆没有使用防火包带、防火涂料等, 电缆热缩绝缘终端头也不是阻燃的, 在电缆头着火的过程中热缩绝缘终端头加大了其火势。矿方电缆在改造后没有编写试验报告, 对电缆运行管理不到位, 埋下了安全隐患。
4 预防对策
4.1 加强和规范电缆的管理, 提高施工工艺水平
针对以上事故, 对所有变电所的矿用电缆的热稳定进行核算, 对不符合最小截面的电缆, 向机电处打报告, 并制定了矿用电缆安装作业指导书, 矿井变电所电力电缆管理办法等。目的是规范对接入变电所的高压电缆的管理, 减少因电缆质量、施工工艺、外力破坏等因素引发电缆接地、短路, 防止电缆井、电缆沟电缆遂道、电缆桥架着火、群爆等事故发生, 保证矿井安全供电。
4.2 电缆头制作与防火措施
(1) 电缆终端及接头制作时, 应严格遵守制作工艺规程, 防止电缆刀划伤、硬掰伤。 (2) 制作电缆终端与接头, 从剥切电缆开始应连续操作直至完成, 缩短绝缘暴露时间。剥切电缆时, 不应损伤线芯和保留的绝缘层。附加绝缘的包绕、装配、收缩等应清洁。 (3) 三芯电力电缆在电缆中间接头处, 其电缆铠装、金属屏蔽层应各自有良好的电气连接并相互绝缘;在电缆终端头处, 电缆铠装、金属屏蔽层应用接地线分别引出, 并应接地良好。 (4) 电力电缆接地线应采用铜绞线或镀锡铜编织线与电缆屏蔽层连接其截面面积不应小于25 (mm2) 。 (5) 电缆头制作完成应试验合格并出具试验报告。 (6) 在电缆沟或电缆井内的多根电缆, 部分电缆涂刷防火涂料或包防火带。 (7) 在电力电缆接头两侧及相邻电缆2~3m长的区段施加防火涂料或防火包带。
4.3 加强变电所电缆巡视检查与监测
(1) 电缆终端头绝缘套管应完好、清洁, 无闪络放电痕迹电缆接头测温无发热现象。 (2) 电缆芯线、引线的相间及对地距离是否符合规定, 接地线是否完好。 (3) 电缆相色是否明显。 (4电缆沟内有无积水或渗水现象, 盖板是否齐全;是否堆有杂物及易燃易爆物品。 (5) 明敷的电缆, 检查电缆外表有无锈蚀、损伤沿线挂钩或支架有无脱落。 (6) 控制室、高压室等通往电缆夹层穿越楼板、墙壁、柜、盘等处的所有电缆孔洞和盘面之间的缝隙 (含电缆穿墙套管与电缆之间缝隙) 必须采用合格的不燃或阻燃材料封堵。 (7) 用红外线测温仪进行监测, 有条件的也可加装温度传感装置。
5 结语
综上所述, 电缆易着火蔓延, 如果应用电缆阻燃包带和防火涂料, 当涂层遇火时发生膨胀, 生成一层均匀致密的蜂窝状隔热层, 能有效地阻止电缆着火延燃。但这些材料只能在局部范围内使用, 而且绕包或涂刷施工麻烦, 工艺要求高, 且使用年限还有待在实践中进一步总结, 使用阻燃热缩绝缘终端头可以解决电力电缆的防火问题。同时通过制定管理制度, 来加强对矿方电缆的规范化管理, 避免由于电力电缆着火给矿井带来影响, 可间接提高经济效益, 保证矿井的安全供电。
参考文献
[1]电力工程电气设计手册.1989.