王亮軍

（潞安環(huán)能股份有限公司五陽煤礦，山西 長治 046200）

1 智能化遠程控制系統(tǒng)的應用情況

隨著智能化礦山進程的不斷推進[1-5]，煤礦采掘、機電、運輸等生產環(huán)節(jié)中使用的設備越來越智能化、信息化，甚至現在很多先進的設備、先進的系統(tǒng)已然能夠實現遠程控制。在此背景之下，井下變電所的日常運行如何實現安全、可靠的無人值守已成為一個急需解決的技術難題和攻克重點。

通過前期市場調研發(fā)現，目前大多數煤礦井下供電系統(tǒng)的智能化遠程控制系統(tǒng)主要是針對如何控制高壓真空配電裝置的分合閘、調整保護參數、監(jiān)控收集電壓電流電量等運行參數來設計和制作。但在日常實踐工作中發(fā)現，以上功能的實現遠遠不能確保、井下供電系統(tǒng)的安全可靠運行。如在實際工作中，如對某臺電氣設備檢修，則需要對上級電源停電，同時要求將上級電源（高壓真空配電裝置）的隔離小車搖出。但在調研時發(fā)現目前市場上所有的智能化遠程控制系統(tǒng)均不具備該項功能，處于絕對的空白狀態(tài)。

2 高壓真空配電裝置隔離手車電動推移智能裝置

該隔離手車電動推移智能裝置的設計和制作就是為了解決某臺電氣設備檢修時將上級電源隔離小車控制電動搖進搖出的技術難題。

2.1 設計思路

設計了一套高壓真空配電裝置隔離手車電動推移裝置，該裝置由控制單元、傳動單元兩部分組成。傳動單元由成套的電牽引裝置組成，控制單元的控制回路通過對傳動單元的精準控制來實現將隔離手車推移至合、分位置的功能，并在試驗過程中安裝、調試、調整行程位置。

2.2 電氣原理設計圖及工作原理

隔離手車搖出（出車功能）：按下合閘按鈕→出車繼電器J1 得電→JI-1/JI-2 接通→伸縮電機動作，隔離手車搖出→隔離手車移動至“出限位”位置處→出限位指示燈亮。

隔離手車搖進（進車功能）：按下分閘按鈕→進車繼電器J2 得電→J2-1/J2-2 接通→伸縮電機動作，隔離手車搖進→隔離手車移動至“進限位”位置處→進限位指示燈亮，如圖1 所示。

圖1 隔離手車電動推移裝置電氣原理圖

2.3 技術方案及實物制作

傳動單元（見圖2）中電牽引裝置主要參數：型號XDHA12-150，工作行程150 mm，工作電壓DC12 V，最大推力1 000 N。按照電氣原理圖安裝、布線，安裝電牽引裝置，通過調試合理調整行程位置，確保隔離手車合到位、分到位。

圖2 傳動單元實物圖

控制單元（見圖3）中將隔離手車的合、分開關使用專用線路連接至開關面板的備用按鈕，實現按鈕控制隔離手車的搖進、搖出，同時也可使用與每臺開關控制單元相配套的遙控器控制隔離手車的搖進、搖出。

圖3 控制單元實物圖

3 變電站手車智能化系統(tǒng)設計

變電站手車智能化系統(tǒng)通過整體配電方案的優(yōu)化，降低了用戶的運維強度、提升了用電管理工作的管控效率。系統(tǒng)軟件深度融合了當前發(fā)展迅速的高速通信技術、高精度傳感技術以及大數據分析技術，系統(tǒng)整體具有結構簡單、智能化標準化程度高、實時反饋以及響應時間較短等優(yōu)勢。

3.1 設備健康管理

通過設備建模和大數據分析，實現設備運行過程中相關參數的實時監(jiān)測，主要參數包括設備電氣特性、機械特性和溫度特性等，將監(jiān)測結果進行實時反饋，對于異常數據及時進行預警提示，確保風險的防范和故障的及時排除。相較于傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的數據顯示，健康管理系統(tǒng)能夠以更直觀的方式顯示設備當前的運行狀態(tài)，為提升用戶設備管理的效率和質量打下扎實基礎。

1）開關柜狀態(tài)。開關柜狀態(tài)相關參數顯示主要包括斷路器工作狀態(tài)、小車實時位置、開關柜動作次數、保護系統(tǒng)工作次數以及待維修天數等。一旦開關柜的健康狀態(tài)不滿足相關指標，健康系統(tǒng)應當發(fā)出異常預警同時根據異常原因將解決措施傳遞至用戶終端。

2）開關柜機械特性。機械特性相關參數主要是對斷路器工作狀態(tài)的細化。主要參數包括斷路器分閘合閘速度、分閘合閘時間、分閘反彈、合閘行程、合閘反彈和觸頭開距等多項指標，根據測得參數進行雷達圖的繪制，根據雷達圖和陰影區(qū)域范圍進行狀態(tài)的劃分，將實時檢測結果在雷達圖中的落點作為判別依據實現故障診斷目標。

3）開關柜電氣特性。電氣特性主要用于電路的工作狀態(tài)細化，主要檢測參數包括分合閘線圈電流、儲能電動機和地盤車電動機電流以及響應時間等。由于電器模塊涉及參數較多，因此用戶根據需要查詢電氣特性模塊中對應的動作曲線，動作曲線以坐標系的形式直觀呈現，橫向坐標為動作次數，左縱標為電流軸，右縱標為時間軸。

4）開關柜溫度特性。溫度特性主要用于檢測開關柜溫度參數是否在標準范圍內，主要檢測參數包括斷路器上下觸頭、母線、出線電纜接頭實時溫度，同外界溫度變化速率相結合，進行溫度狀態(tài)的判斷。開關溫度特性柱狀圖如圖4 所示。

圖4 開關溫度特性柱狀圖

3.2 日常運維管理

日常維運過程中產生的維運信息應當及時進行記錄，以檔案的形式存儲在系統(tǒng)的指定區(qū)域并進行標號，操作人員可以根據標號進行對應信息的提取，降低維運難度。設備檔案是將設備相關參數以電子信息卡的形式進行存儲，電子信息卡主要包括以下信息：設備出廠時相關參數、設備額定參數以及動態(tài)參數等，為設備的順利調試和運行提供指導。

3.3 專家系統(tǒng)

通過智能分析系統(tǒng)實現斷路器的操作機構、電動底盤車、電動接地刀等設備狀態(tài)的實時監(jiān)測，以數據的形式向用戶進行設備狀態(tài)的實時反饋，并且能夠根據設備異常情況及時發(fā)出警報并給出故障處理方案;系統(tǒng)集成有光纖測溫技術，能夠實現指定位置溫度的實時采集，并同外界溫升情況以及設備負載情況相比較，進行溫度特性的故障判斷，一旦溫度過高，系統(tǒng)及時發(fā)出警報并給出處理方案;系統(tǒng)通過對斷路器相關參數的監(jiān)測進行設備機械特性的判斷，通過高精度傳感器合分閘時間、速度、開距和超程等參數進行監(jiān)測，能直接反映出斷路器的機械特性，進而能夠實現故障預警和實時反饋的目標，提升了設備維運效率和使用壽命。

3.4 環(huán)境管理

能夠將環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和安防系統(tǒng)集成在智能系統(tǒng)中統(tǒng)一進行監(jiān)測，提升了監(jiān)測效率，擴展了軟件功能。安防管理工作通常需要投入專人進行負責，人力物力消耗較為嚴重，將其集成于供配電管理軟件中能夠顯著提升管控效率和質量。

環(huán)境管理工作主要包括配電室內部溫濕度信息、照明煙霧報警信息、水浸、玻璃破碎和三監(jiān)防護等參數。為了便于用戶觀測，該模塊在界面設置時采用對稱設置的形式，面板左側依次顯示配電室環(huán)境參數，進行設備運行環(huán)境的實時監(jiān)測;右側依次顯示相關參數信息，一旦信息出現異常，左側對應模塊也呈現出異常狀態(tài)，提升故障診斷效率。

4 結語

1）該高壓真空配電裝置隔離手車電動推移裝置的設計及制作成功填補了高壓真空配電裝置自動控制隔離手車分、合的相關技術空白。投入運行以來，該裝置運行可靠，動作準確，解決了停電檢修時需安排專人到現場搖進、搖出隔離手車的問題。

2）目前該裝置已能在現場實現高壓真空配電裝置隔離手車的搖進、搖出功能?，F在，正在編制相應控制程序寫入保護之中，并通過供電系統(tǒng)智能化遠程控制系統(tǒng)實現對隔離手車搖進、搖出功能的遠程控制。