采區(qū)變壓器硐室高低壓供電遠(yuǎn)方監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)

趙賀明

（開灤唐山礦業(yè)分公司，河北 唐山063000）

前言

KJ85煤礦供電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，是根據(jù)煤礦企業(yè)生產(chǎn)供電的特點(diǎn)和管理模式專門設(shè)計(jì)的以計(jì)算機(jī)數(shù)字通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程分布式監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)。適用于煤礦高壓供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)地面調(diào)度（指揮）中心對(duì)井下高壓供電設(shè)備的遙測(cè)、遙調(diào)和遙控（三遙）。本系統(tǒng)可使煤礦井下高壓供電管理實(shí)現(xiàn)無人職守，提高煤礦供電智能化調(diào)度和信息化管理。唐山礦業(yè)分公司安裝的KJ85煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)，通過井下變電所內(nèi)安裝電力監(jiān)控系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)對(duì)井下變電所進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、監(jiān)視，對(duì)井下岳胥區(qū)-680首采變壓器硐室實(shí)現(xiàn)高、低壓供電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，硐室情況視頻監(jiān)視，地面監(jiān)控中心不僅能對(duì)高、低壓開關(guān)的運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能實(shí)時(shí)通過視頻觀察變電所內(nèi)的狀況，在地面能全方位的了解井下變電所的各種情況，提高工作效率，真正實(shí)現(xiàn)井下無人值守變電所。為煤礦供電可追溯性提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料，進(jìn)一步推進(jìn)煤礦供電管理向數(shù)字化，智能化的發(fā)展。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

在地面變電站安裝一個(gè)監(jiān)視、監(jiān)控中心站，包括電力監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)，井下－680變電硐室安裝一個(gè)隔爆攝像儀和一臺(tái)電力監(jiān)控高壓分站，一臺(tái)電力監(jiān)控低壓分站，對(duì)井下變電硐室內(nèi)高低壓開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控（遠(yuǎn)程分、合閘操作）、遙測(cè)（遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電壓、電流）遙調(diào)（遠(yuǎn)程整定）、遙信（遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分合閘狀態(tài)，故障信息），在變壓器硐室內(nèi)安裝攝像頭，全天候監(jiān)視變電硐室內(nèi)情況，形成井下供電系統(tǒng)的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人值守變電硐室。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

KJ85煤礦供電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，采用樹型結(jié)構(gòu)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)通訊，適應(yīng)性強(qiáng)。滿足煤礦多支路供電網(wǎng)絡(luò)及快速反應(yīng)的要求。井下多臺(tái)終端（設(shè)備）分別接在由監(jiān)控分站引出的相互獨(dú)立的通訊線上（又稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式），高壓開關(guān)信息同時(shí)傳送至分站，響應(yīng)時(shí)間快。若無命令下發(fā)時(shí)，分站便處于接收狀態(tài)，保護(hù)器將信息隨時(shí)上報(bào)分站，即使掉電也不丟信息。若有命令下發(fā)，分站立即迫使保護(hù)器接受命令，命令迅速執(zhí)行。此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全滿足煤礦供電系統(tǒng)的快速反映的要求，同時(shí)故障點(diǎn)指示明確，故障范圍不擴(kuò)大。系統(tǒng)分站還具備下分支功能，便于系統(tǒng)擴(kuò)展增容。

3 系統(tǒng)功能

3.1 KJ36A電力監(jiān)控系統(tǒng)

KJ36A電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、變電所監(jiān)控站、綜合保護(hù)單元等組成，采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控計(jì)算機(jī)，第二層為電力監(jiān)控站，第三層為智能隔爆高壓開關(guān)。

3.2 系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)模式

主干信道是以光纖太環(huán)網(wǎng)到各變電所，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的數(shù)據(jù)接口將變電所開關(guān)數(shù)據(jù)接入主傳輸系統(tǒng)；在變電所內(nèi)安裝電力監(jiān)控站，采用現(xiàn)場(chǎng)總線RS485方式采集變電所開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和設(shè)備控制的功能，主站對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，集中上傳到系統(tǒng)主機(jī)。井下變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)通過綜合保護(hù)單元采集并輸出，電力監(jiān)控站和開關(guān)綜合保護(hù)單元之間采用RS485接口（隔爆設(shè)備信號(hào)輸出需通過安全隔離器作本安隔離處理），變電所的電力參數(shù)數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)降V井電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)。

3.3 遙控功能

遙控功能包括由地面遠(yuǎn)程控制高壓開關(guān)完成分閘動(dòng)作(實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)是否拒分)；由地面遠(yuǎn)程控制高壓開關(guān)完成合閘動(dòng)作（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)是否拒合）；由地面遠(yuǎn)程控制高壓開關(guān)綜合保護(hù)器復(fù)位。

3.4 遙測(cè)功能

遙測(cè)功能包括對(duì)各高壓開關(guān)當(dāng)前的整定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)各高壓開關(guān)進(jìn)線電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)各高壓開關(guān)負(fù)載側(cè)電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)各高壓開關(guān)負(fù)載側(cè)出現(xiàn)故障跳閘的原因?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)綜合保護(hù)器是否自檢錯(cuò)誤。

3.5 遙調(diào)功能

遙調(diào)功能包括由地面遠(yuǎn)程設(shè)定高壓開關(guān)的整定權(quán)屬于地面調(diào)度中心或者屬于井下現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)設(shè)定為井下優(yōu)先時(shí)，按井下現(xiàn)場(chǎng)整定值進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)由地面遠(yuǎn)程設(shè)定高壓開關(guān)整定權(quán)為井上優(yōu)先時(shí)，井下現(xiàn)場(chǎng)整定無效，由地面調(diào)度中心控制高壓開關(guān)的整定值；地面調(diào)度中心可隨時(shí)根據(jù)井下用電負(fù)荷對(duì)高壓開關(guān)重新整定，通訊型電腦綜保在高壓開關(guān)負(fù)荷側(cè)未出現(xiàn)過載和漏電時(shí)接受重新整定命令，自動(dòng)修改整定值。

3.6 遙信功能

遙信功能包括對(duì)各高壓開關(guān)的分/合閘狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓開關(guān)分/合閘時(shí)是否拒分或拒合。

3.7 保護(hù)器保護(hù)功能

系統(tǒng)中高壓開關(guān)綜合保護(hù)器具有過載反時(shí)限保護(hù),短路速斷保護(hù)和時(shí)限保護(hù)、電流型漏電保護(hù)、功率方向型漏電保護(hù),高電壓、低電壓、低電壓延時(shí)保護(hù)屏蔽電纜監(jiān)視開路、瓦斯電閉鎖、屏蔽電纜監(jiān)視短路和開路的保護(hù)功能、記錄短路故障電流功能。保護(hù)器為菜單式整定方式，只需兩個(gè)按鍵就可完成整定，無需打開防爆門，可實(shí)現(xiàn)不停電整定。顯示方式：LCD藍(lán)屏全中文顯示，分為工作界面和操作界面。操作界面下可進(jìn)行參數(shù)整定，時(shí)鐘校時(shí)，仿真試驗(yàn)，功能選擇，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇各種功能是開通或關(guān)閉等。保護(hù)器其他功能：故障跳閘保持功能；故障原因記憶功能；發(fā)生故障時(shí)間記憶功能；顯示電壓、電流功能；循環(huán)顯示整定值功能；循環(huán)顯示故障原因功能；顯示分合閘狀態(tài)功能；顯示整定優(yōu)先權(quán)功能。

3.8 系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)記錄功能

系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)記錄功能主要包括井下高壓供電異常時(shí)可在地面調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警；地面調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下高壓供電運(yùn)行的原始數(shù)據(jù)，并按指定時(shí)間記錄、打印；當(dāng)監(jiān)測(cè)到運(yùn)行狀態(tài)改變、發(fā)送命令、出現(xiàn)報(bào)警等情況時(shí)，進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄；系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的電流曲線、電壓曲線查詢。

3.9 系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表功能

系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表功能包括故障月報(bào)：系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)到的故障內(nèi)容實(shí)時(shí)顯示并填入本月故障月報(bào)保存供工作人員隨時(shí)查看本月系統(tǒng)故障；操作月報(bào)：系統(tǒng)記錄遠(yuǎn)程操作的操作內(nèi)容、操作人員、操作時(shí)間，同時(shí)系統(tǒng)記錄現(xiàn)場(chǎng)的整定操作、分合閘操作和操作時(shí)間填入本月操作月報(bào)；電力日?qǐng)?bào)：內(nèi)容包括有功用電量、無功用電量、高峰比例、低谷比例、功率因數(shù)等；電力月報(bào)：內(nèi)容包括有功用電量、無功用電量、高峰比例平均值、低谷平均值、功率因數(shù)平均值等。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 先進(jìn)性：充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的通信、控制方式，建立一套技術(shù)先進(jìn)、功能完整、管理簡便的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)預(yù)具有多種通訊接口，充分考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展和兼容。

4.2 實(shí)用性：滿足用戶的業(yè)務(wù)需求，具有監(jiān)控信息收集、處理、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，實(shí)現(xiàn)煤礦供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和井下變電所的無人值守。系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行也可以采用OPC方式與全礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)連接。

4.3 可靠性：在硬件設(shè)計(jì)、選型，軟件環(huán)境和應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)中充分體現(xiàn)系統(tǒng)在特殊環(huán)境下使用的可靠性。經(jīng)濟(jì)性：在考慮供貨商的資信度和維修服務(wù)能力的基礎(chǔ)上，設(shè)備的選型與配置遵循性能價(jià)格比最優(yōu)的原則。

4.4 擴(kuò)展性：預(yù)留硬軟接口資源，為以后電力系統(tǒng)擴(kuò)展用，以后增加變電所監(jiān)控時(shí)，只需增加低層設(shè)備，軟件設(shè)置一下即可，同時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)可提供給其他通信系統(tǒng)通信通道。

5 結(jié)束語

唐山礦業(yè)分公司井下－680變電硐室高低壓開關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)安裝運(yùn)行情況良好，不僅維護(hù)維修、試驗(yàn)簡捷方便，而且大大降低事故率，縮短高低壓事故處理時(shí)間，效益顯著。

[1]陸奎，張文軒.煤礦采區(qū)電力設(shè)備監(jiān)控信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化，2006（4）：63-65

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