东风井扇风机房配电系统改造

一、项目现状

       要实现智能化建设，最基本实现综合自动化的“四遥”功能，需自动化系统和保护装置功能完善，东风井扇风机房配电室的开关柜及其保护装置也已经投运多年，通讯功能不完善、通讯质量无法保证，且已运行多年，电子产品都有一个寿命周期，电力行业要求一般使用寿命是8-10年，超过年限，设备可靠性、稳定性、抗干扰能力大大降低；其保护装置有可能会出现误动、拒动现象，起不到应有的保护作用，一次设备的运行存在很大的安全隐患。遥控操作无法实现，难以满足“四遥”功能必要条件。

       原有设备欠缺监测手段，主要靠巡检和定检来检查设备状态。不能及时有效的获得设备运行信息，无法远方遥控操作，给运行和检修带来极大的不便。并且随着供配电环境越来越复杂，对供电的安全性要求越来越高，自动化系统也开始暴露出不足。通讯技术和传感器技术越来越成熟，供配电系统往信息化、智能化方向升级改造势在必行。迫切需要建设一套集操作、监测、统计、分析、预测、预报、展示等功能的系统平台，完成自动化无人操作、信息化代人巡检、智能化运维管理，使煤矿的供电系统更加安全、高效的运行生产、发挥作用！

二、建设目标

       以保障职工安全、减轻职工劳动强度、危险区域少人为导向，以集团公司发展战略为指引，以集团信息化与工业化融合发展规划为指导，以“信息标准化”为基础，坚持需求导向，充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能技术，将工业技术、信息技术、管理技术高度融合，按照统一规划、分步实施的建设思路实现煤矿重要场所、危险岗位的安全智能化建设。

建设智能化监控系统，实现远程控制的运行模式，达到远方操作、无人值守的目的。满足日常的巡检、操作等工作。在区域和设备出现隐患、故障等情况时及时有效的告警提示，并自动启动联动机制做出有效的应对办法，及早消除隐患，缩小故障范围。在设备检修时，分析设备健康情况，给出合理的建议，指导日常运维管理工作。减轻运检人员工作负担、降低运检人员劳动强度、提高运检人员工作效率，提高设备的可用率，保障东风井扇风机房配电系统安全可靠的运行。

三、系统功能应用

      ePanel数字工作站不仅可以远程采集智能型高低压成套设备电气回路的电力参数和工作状态，包括设备的工作状态、故障状态、电压、电流等进行配电柜设备的电能管理；还可以对三相电流、电压、功率、功率因数、频率、电能为主的遥测数据、回路信息、断路器合分闸状态、通信设备运行状态等遥信信号进行实时监控；同时，还可以实现多系统数据互联，将配电系统数据接入供电集控平台，构建多端数据图表展示系统和数据运维全局监控平台，实现矿井配电系统安全生产核心数据的互联互通和资源共享，满足底层数据采集、存储、分析、展示等多维应用，完成人员和设备的链接，实现远程合分闸操作操作、供配电设备全生命周期管理、运行设备数字化诊断、智能运维、电能管理等功能，真正提升矿井配电系统安全生产、综合监测、风险预警和生产智能化的能力。

（一）电能管理

  系统电能管理功能全面综合的分析利用配电系统的各回路、各设备的电力数据，通过数据采集、存储和分析等技术，实现数据聚合。主要功能特点如下：

  电力系统监测功能可实现：供配电系统线路支路关系的单线图展示和实时支路数据展示；为任意对象（整个矿区、单个工线、系统、单个设备）任意时段（日月年）的电能提供饼图、柱形图、曲线图展示、管理；系统对采集的数据进行存储并分析，通过阈值管理功能，实现异常数据告警功能，对异常数据（漏电、三相电压不平衡、电阻过高等）进行设备状态显示、报警和状态推送；系统支持历史数据查询，支持导出excel数据报表；此外，系统能够综合分析供配电系统运行数据，生成运行分析报告，以客观数据为依据，对总能耗及各组成部分能耗进行监测，全面反映能源流向，发现能耗上的薄弱环节，并根据分析结果给出对应的专家建议。

      系统通过智能算法分析，可查出矿区内存在漏电、跑电或设备电阻过大导致能耗异常等情况。通过排查维修，优化能源结构，可实现节能降耗。同时实现详细的负荷分析，加强科学管理，从而做到“削峰填谷”，提高符合率，改善负荷曲线，以保证整个矿区供配电系统的安全、经济运行。

（二）远程遥控操作

      本次改造针对低压配电柜，安装智能IO模块，该模块可以通过WiFi直连ePanel数字工作站，对各配电系统设备进行远程控制。同时，在配电室高压开关柜加装智能操控装置，通过该装置直观展示开关柜一次回路模拟图、手车 (隔离刀）位置、断路器位置（分、合闸状态、弹簧储能状态）、接地闸刀位置等运行状态，实现高压带电显示（自检）、 带电闭锁、缺相报警、开关柜内环境温湿度的检控及故障显示、分/合闸、远方/就地控制、手储/自储控制、柜内照明、RS485通讯等功能，极大地提高了高压开关柜操控的集成度和智能化。该装置内置物联网模块，与ePanel数字工作站上位机实时通讯，接收上位机分合闸指令，实现远程控制配电开关分合闸的功能，具备操作快，节约人力成本等优点。

（三）配电柜设备全生命周期管理

ePanel数字工作站能够建立符合实际情况的基于全生命周期管理的煤矿供配电设备管理系统，实现设备管理、检修维护等规范管理。煤矿供配电设备管理系统以设备个体的生命周期为线索，将设备需求计划、采购、到货入库、领用出库等物资管理流程，与设备出库后使用、维护保养、移交、维修、报废、处置等设备、资产管理流程衔接起来，形成了以设备流动的全部过程为导向，以设备的实际应用环节为跟踪依据的全面跟踪管理，实现对煤矿供配电设备各种基础信息、技术参数建账，技术资料归档、检修维护、故障信息管理等功能。

      此外，该系统能够基于设备实时信息和数据库的历史信息，对设备的身份信息、运行状况、故障等进行统计分析，研究设备及元件的生命周期变化趋势，建立设备元件生命周期演变模型，以实现设备更换、安装、备件库存情况等信息的全方位管理。系统具有元件身份信息查询，状态查询，备件查询，更换提醒，维护提醒，更换记录，成本预算管理等功能。

（四）智能告警功能

智能告警功能有别于传统的通过设置阈值告警模式，通过各类监测装置、传感器、视频装置，采集现场各类设备、环境数据。智能化系统利用智能视频分析和深度学习神经网络技术等对开关量、数据量、视频进行分析，参考历史数据、运行环境情况，针对负载设备进行各种运行参量的协同分析，得出负载运行动态阈值区域，给出更准确的预警提示信息。

  运用数据动态绑定的故障诊断技术和事件逻辑运算方法，对故障事件之间逻辑关系的分析，判断故障位置及故障性质，并对告警信息进行图形化、表格化呈现、智能推送。建立告警信号智能预判模型，对告警信号进行分类处理，将告警与故障进行递进分析，最终达到告警信息的及时性、准确性和高效性。

（五）智能运维管理

系统分析某台设备有隐患或故障后，会及时提示报警，并及时定位故障设备和故障位置，报告出故障点和故障原因，给出相应的检修建议。运行过程中，系统记录每次故障发生的各项数值，并录入事后调查确认的故障原因，形成历史故障数据库。随着历史库的不断累积，故障分析还能起到故障预测的作用。利用每个设备的分析模型，根据监测的设备状态、统计的设备运行时间及设备运行期间的重大事故、过负荷等情况，并根据状态报警提示检修。

在系统中建立应急事件处理信息库，根据系统报警信息提供的内容，自动下发维修工单。管理人员根据设备的健康情况，安排检修人员现场维修处理，处理完成后需要维修人员将维修结果上传，管理人员可根据最终结果驳回或销核，直至处理完成。从设备管理到隐患消除形成生产运维的闭环管理。

智能运维管理功能支持日常检修工单管理、周期计划管理等功能，系统中的每个项目都会独立创建工单，分配给相关人员进行处理，管理人员可通过工单状态、内容，了解每个检修项目的进展，全方位跟踪问题处理过程。数据服务器，前置机，PME服务器，视频服务器.

  四、配置清单