王 彪 刘建东 韩晓辉 李保健 郭春华

（安徽马钢张庄矿业有限责任公司）

安徽马钢张庄矿业有限公司位于安徽省六安市霍邱县霍邱铁矿区，设计规模为采选综合能力500万t/a，采用地下开采、竖井开拓。选矿工艺为碎矿采用三段一闭路干磁抛尾工艺流程（粗碎在井下），磨选采用高压闭路辊磨—磁选抛尾—阶段磨矿—阶段选别选矿工艺流程。按生产需要在井下和地表各处共布置了8 个10 kV 及以上电压等级的变配电室，这些配电室部分配有后台监测系统，部分没有后台监测系统，加上矿山人力资源紧张，对这些变配电室和系统的监管难度较大，且很难监管到位。为加强对变配电室的监管,保障供电及安全，计划通过网络自动化对其进行远程集中监控［1-5］。

1 电力系统存在的问题及解决思路

张庄矿共有8个10 kV及以上电压等级的变配电室，有4 个变配电室配备后台监控系统，其中110 kV总降变电所配备北京四方的后台监控系统，主厂房10 kV 高配室及中细碎10 kV 高配室共用1 套南京钛能的后台监控系统，-480 m 水平中央变电所10 kV高配室配备国电南自的后台监控系统，这些系统各自运行、有效融合；另有4 个变配电室仅配备保护测控装置，未配备后台监控系统，对电网各类状态信息的监测力度不足。

另外，张庄矿地处偏僻，人员流动较快，人力资源紧张，熟练的电力系统运维人员较为缺乏；2020年，张庄矿正式达产，生产系统长时间连续运行，对电力系统的稳定性提出了极高的要求。因此，提高电力管理的效率成为张庄矿亟须解决的问题。

随着网络和自动化技术的发展，能够对不同厂家的监测系统使用同一平台统一管理，通过网络将分散在各处的系统集中到集控中心，为问题的解决提供了有效的技术条件。

2 解决方案

综合现场原有各后台监测系统的运行情况，选用国电南自作为智能变配电系统的开发建设单位，将不同保护测控装置的不同通讯协议转化为统一的104协议，通过网络通信接入通讯网关，并通过光纤网络上传到后台监控系统；系统无论是以何种方式安装，各功能单元均通过1 个二芯通讯电缆同通讯汇集单元进行通讯。通讯汇集单元为无人值守自动化系统的核心，负责整个系统的管理和调度，收集各功能单元的实时数据，采用标准通讯协议，以不同的规约和速率，通过上行信道同上级调度及当地监控进行信息交换，实现远方监视；同时亦接受其下行控制，调度命令，并下达到对应功能单元执行，全面实现“四遥”功能等。整个系统由智能集控中心操作员工作站、生产指挥中心平台和配电室监控平台组合而成。

2.1 配电室监控平台

每个配电室单独配置通信管理机及工业交换机，将本区域的电力运行数据及电量数据通过光纤环网上传到生产指挥中心平台配备的2 台应用服务器、2 台数据库服务器、1 台电量采集服务器及1 台WEB 发布服务器，应用服务器及数据库服务器互为备用，同时在中心机房安装1 台独立UPS 电源，预防突发断电等紧急情形对系统通信的影响，另在生产指挥中心二楼配置2台工作站，实时展示调取监控平台各类数据。具体如图1所示。

2.2 生产指挥中心机房

生产指挥中心平台主要由数据服务器、电能量采集服务器、应用服务器、WEB发布服务器等组成。

（1）数据采集服务器主要为系统提供实时数据管理支撑，负责数据采集，以有线、无线等多种通讯方式与地理分散的控制设备进行实时采集与控制，将实时数据提供给系统的历史服务器来完成数据的上传与指令下达。

（2）历史服务器对实时数据进行海量历史数据归档，提供历史数据接口服务。历史数据存储归档支持数据定时存储、条件存储、变化压缩存储、趋势压缩存储等多种技术，具备更强大的生产数据分析与统计功能。

（3）操作员工作站是调度、操作人员与系统平台的人机界面（MMI），它在控制中心监控系统中作为客户机，操作员通过它可详细了解配电室的运行状况并执行控制命令。

（4）电能量采集服务器每小时自动读取1次电能表数据并记录至数据库，提供电能表历史数据查询服务。

（5）在WEB服务器上部署界面开发工具，开发电力工艺图的界面，从历史库调取实时历史数据关联对应的界面，并进行网络发布，供网内用户调用，给用户提供人机交互页面工作。

2.3 智能集控中心操作员工作站

2.3.1 系统主页

进入系统后，点击系统主页内各个按钮可分别进入各不同配电室状态监视界面、读取各配电室电能数据及监视各配电柜总包装置通信状况，如图2所示。

2.3.2 110 kV总降变

点击110 kV 总降变按钮，进入110 kV 总降变状态检测图，通过该界面可实时监控张庄矿总降变110 kV母线及变压器运行状态信息，同时可监控10 kV母线及各10 kV馈电柜运行状态信息。

3 方案实施及效果

经改造后，整个系统采用104通讯规约将所有采集到的数据上传至生产指挥中心机房服务器进行管理，通过中心操作员工作站，可以实现对张庄矿所有10 kV 及以上电压等级变配电室的集中控制及远程监视，全面实现“四遥”功能，达到各变配电室无人值守的目的。具体功能如下。

（1）测量监视功能。对受控站变压器、电容器、线路、母线等主要设备的电压、电流、有功功率、无功功率、主变压器温度、馈线频率、相位、功率因数等进行采集和处理；实时监测接入开关、刀闸、变压器分接头等位置信息。

（2）电能量测量。人工抄表每月仅进行2 次，抄表时间长，数据误差大，对生产指导意义不强，该系统每隔1 h 自动读取电能量数据，彻底取代人工抄表，降低人工抄表数据误差，同时可减轻人员抄表工作量。

（3）数据处理功能。具有遥感信号取反、手动信号屏蔽、自动接点抖动检测和抖动屏蔽、双遥信节点，可根据事故总信号及保护信号自动判别事故变位。

（4）控制功能。可实现远方和就地变压器投切、分接头调节、断路器分合、电容器投切、保护及自动装置投切等控制功能，所有操作均记录入历史数据库。

（5）告警功能。系统可通过文字、语音、闪烁、推图、电笛、电铃、打印等多种告警方式对小电流接地选线动作信号、直流系统故障信号、设备运行信号等进行告警。

（6）事件记录功能。以毫秒级精度记录所有集控站开关设备、继电保护信号的状态、动作顺序及动作时间，形成动作顺序表。

（7）历史数据管理。具备完整的历史数据、历史事件信息、SOE 信息、操作事件记录的查询和显示功能。

（8）报表功能。系统具备报表制作、显示、发布、打印功能，报表子系统可以自定义各种报表模板，灵活地生成日报、月报、年报。

（9）WEB 功能。系统具备完备的WEB 功能，无地域的限制，可在预先不需要安装任何软件的情况下，查看监控系统的各种数据和图表，包括参数数据、历史数据、历史事件信息、故障数据、系统实时运行信息等。

4 结 论

（1）智能变配电系统项目研发完成后，实现了张庄矿10 kV 级及以上电压等级变配电室的远程集中监控，达到了有效降低作业人员劳动强度、减少高危场所值班人员数量及实现变配电室无人值守的目的。

（2）项目建设投入使用后，变配电室值班人员由原先的45 人精简为智能集控中心的4 人，大幅缓解了人力资源紧缺的情况。

（3）智能变配电系统使智能集控中心的调度人员和维护人员实时掌握电力系统运行情况，并能在需要时及时采取调度措施，使电力系统运行在最佳状态；同时实现电力调度自动化，有效实施以客观数据为依据的电力调度体系，减少电力管理的成本，提高电力管理的效率。