關于井下變電所信息化控制的應用

文/溫曉軍

1 引言

煤礦井下供電系統的重要組成部分之一是井下變電所，煤礦井下變電所的主要服務對象是采、掘、機、運、通等重要的生產環節，所需的供電負荷較大，并且區域的分布比較散。同時因井下地質條件復雜、環境比較惡劣，使事故的發生幾率增大，而且由于生產線比較長，一旦出現故障排查起來比較困難，用時也較長，這就影響了煤礦井下的采區的安全供電。如果對煤礦采區的變電所采取集中監控措施，建立礦井變電所無人值守監測監控系統，就能有效地解決這一難題，無人值守監測監控系統還能有效促進煤礦井下供電系統管理的發展。如杜兒坪煤礦現井下供電網絡是由短電纜構成的級聯供電網絡，變電所之間距離近，短路電流大產生越級跳閘較頻繁，傳統的高壓開關保護裝置供電方式所采用的三段式過電流保護原理無法滿足選擇性保護動作的要求，影響煤礦的安全生產。因此隨著煤礦信息化、自動化時代的到來，對煤礦井下變電所信息化建設無人值守的要求非常迫切，電力中心需要集中建設一個信息化調度平臺，可以監控電網系統運行情況，以及對井下變電所進行視頻監視。增加遠程監控系統來滿足機電調度對所轄管理進行遠程監視與監控，實現機電調度的遠程監測監控。

2 集中控制信息化系統的建設

2.1 煤礦井上下監測監控網絡系統

2.1.1 信息化網絡框架建設

煤礦電網信息化監控系統調度網絡的設計原則為配置齊全、功能完善，并能滿足控制網絡數據的優質、安全和信息傳輸，監控系統的功能配置必須采用下放的原則，能在間隔層完成的功能不要經過網絡與監控的主機來完成。

杜兒坪煤礦井下變電所監測監控系統采用上海山源電子科技發展有限公司的KJ360 礦用電力監控系統進行建設。系統主要由地面調度主站、通訊分站、高低壓綜合保護器等主要設備組成，覆蓋了井下變電所的高壓開關、低壓開關、照明綜保、整流柜等設備，通過對各變電所設備網絡進行通訊協議規約，各高低壓設備綜合保護裝置采用工業現場總線網傳至每個變電所設置的電力監控分站，然后由電力監控分站組成工業光纖環網方式將數據傳至電力調度中心，構成電網安全監控系統。

2.1.2 煤礦井下變電所監控設備裝置通訊建設

（1）監控設備的結構。井下各變電所高壓開關綜合保護采用ZBT-11C 型智能綜合保護裝置，使用千兆網線與監控分站連接，中間使用本質安全型接線盒將保護連接，綜合保護裝置與開關裝置使用RS485 通訊總線接通，最后經監測監控分站中交換機將各開關綜合保護中數據轉換為光電信號傳輸至地面控制中心。

（2）裝置的特點。該裝置連接系統較穩定，體系結構配置比較靈活方便，接口較開放能滿足多功能擴充控制的需要，系統具備較高的兼容性和數據的分析能力。井下每個變電所安裝此電力監控分站，并在高爆開關內安裝ZBT-11C 級聯縱差保護器，操作簡單，數據分析直觀明了，可通過現場分站屏幕觀察到每臺設備運行及參數情況。有語音報警裝置能隨時監聽開關運行中出現異常狀況。控制時間達到毫秒級，實現快速、準確、高效。

2.2 信息化監測監控系統建設

井下變電所的智能綜合保護裝置與監控分站之間的現場總線采用RS485 通訊裝置，監控分站交換機與地面監控主機鏈接方式為多模光纜。遠程監測監控可實現防越級跳閘，利用差級聯動保護裝置，實現上下級配合，對現場運行狀態的實時監控，實時顯示井下變電所用電設備的工作運行狀態，系統運行實時反映開關的分合閘狀態，包括開關運行的各種參數、正常、事故遙信變位。開關斷路器的遠程控制，實現開關的遠程分，合閘操作。

3 結論

本文通過實例論述了煤礦井下變電所信息化監測監控的應用優越性，通過使用kj360分站接入遠程監控系統來實現井下變電所設備保護綜合自動化裝置的控制，通過光纜網絡通訊實現變電所設備的遙信、遙調、遙控、遙視、遙測功能，利用地面主機控制系統裝置可以實時監控低壓的饋電開關動態與高壓配電裝置控制。信息化系統與監控主機與監控主機經光纜連接監控主機和煤礦井下變電所綜合自動化的裝置共同構成測控網絡。通過先進的網絡技術，自動化控制技術，通信技術實現無人值守變電所。提高了煤礦生產運行的安全性和可靠性，并降低誤操作的幾率。應用無人值守變電所較大的提升了變電所的事故處理能力，彌補了低壓開關無電量的參數顯示與故障性質顯示以及記錄功能。無人值守監控系統實施后，為煤炭企業減少停電事故大約80%，從而增加了生產效率，提高了煤炭企業的經濟效益。這不僅能方便管理，而且更重要的是促進煤礦井下的供電管理，確保煤礦的安全發展。