淺談煤礦井下變電所無人值守系統

雷浪濤

摘 要：煤礦井下變電所作為整個礦區電網中的一個節點，擔負著礦區井下所有的用電負荷，變電所無人值守則為礦井供電發展的方向，煤礦要實現井下變電所無人值守，首先需實現地面監測、控制、修改井下變電所設備參數的功能，即實現四遙（遙信、遙測、遙控、遙調）功能，同時應具備對無人值守變電站的圖像監控。煤礦無人職守變電所自動化系統的實現，對煤礦區供電系統的精益化管理及礦井的提質增效，有著很高的現實和經濟意義。

關鍵詞：煤礦;井下;變電;無人值守;系統

一、實施方案

在肖家洼井下變電所無人值守的改造中，首先就要實現四遙功能，同時需解決有人值守變電所高開易發生的越級保護跳閘的問題，井下變電所通過高壓防越級系統的構建，搭建環網，更換高開保護器，安裝監控分站方式，實現數據信號的采集、傳輸、反饋，實現四遙功能且改善原變電所高開的越級跳閘問題。故井下變電所無人值守的關鍵就在于高壓供電防越級跳閘系統的搭建。

礦井下變電所高開大多采用分段式過電流保護。按三段式過電流保護原理，無時限速斷保護保護范圍一般為線路全長的80%到85%，帶時限的過流保護作為主保護的后備保護，保護范圍到下級變電所的開關以下。而對于短電纜線路的煤礦電網，開關感受到的下一級首段短路電流和本線路末端短路電流基本上一樣的，開關無區分，上下級變電所短路保護無法進行有效配合，這樣，就造成下級變電所的線路短路，上下級短路保護同時啟動，造成越級跳閘的發生。同時不易實現地面監測、控制、修改井下變電所設備參數的功能。

防越級跳閘系統建設需注意以下事項

1.要切實適合井下開關移動性大的實際;

2.保護本地化，監控分析遠程化;

3.高壓開關的保護功能要在開關本地實現，不做集中保護，盡可能不做遠程保護，這樣，保護功能不依賴于系統，保證在任何情況下都不失去保護;

4.對于一些不是毫秒必爭的監控和分析，則在遠程實現。像錄波分析、諧波分析、電量分析，曲線分析，事故分析等都可以在地面監控機上實現;

5.保護相對獨立，便于開關的移動互換，變電所的擴展，也便于維護。適合礦井的實際要求;

6.方案簡單、原理可行、接入施工方便，維護方便才可靠，才實用;

7.環節越多，可靠性越低，可維護性越差;

8.先進性、可靠性、實用性相結合，才真正能夠解決現實問題;

9.保護器和分站都能夠進行遠程調試，遠程診斷和遠程維護以及遠程軟件升級。這樣，更加有利于系統維護，有利于事故分析。

二、實施過程

（一）無人值守系統搭建

為了實現信號的專網專用，同時保證信號傳輸的可靠性、利用已敷設好的光纖網絡，將所有變電所的ZBT-11C保護器的縱差通訊電口利用KJJ157本安通訊轉發器轉換為光纖通訊接口，搭建數字光纖通道，構成光纖縱差專網，通過專網搭建，采集、傳輸、反饋數據信號，實現地面監測、控制、修改井下變電所設備參數的功能，即為井下變電所的無人值守做好準備工作。

（二）井下變電所無人值守方式

井下變電所無人值守后對變電所高開的操作主要以遠方操控為主，主控室設在地面110KV變電站1#樓二層控制室，通過計算機、通訊接口、光纖通訊環網、通訊分站等建立遠控系統，已實現對井下變電所高壓開關的“四遙”功能，即：

遙測：遠程測量。采集并傳輸運行參數，包括各種線路上的電壓、電流、功率和負荷變化等。

遙信：遠程信號。采集并傳達各種保護信號和開關量信息，達到防越級功能。

遙控：遠程控制。接受并執行遙控命令，主要是設備分合閘，信號復歸、漏電試驗等。

遙調：遠程調節。對遠程的控制設備進行遠程調試，如對整定值調整、對保護投退調整等。

在地面主控室具備對井下變電所實現上述“四遙”功能的基礎上擬將井下變電所轉入無人值守。取消原實行四班三運轉的井下變電所值班員，僅在早班檢修時間安排一名巡檢工入井負責巡檢，對所內低壓設備進行漏電試驗，負責打掃變電所衛生等。在110KV變電站主控室，中、夜班各配置一名巡檢工。巡檢工由原井下變電所巡檢工組成，熟知井下變電所供電系統、設備數量、規格、型號、聯接方式、所帶負荷等。主控室配置兩名值班員，一主一副，負責110KV變電站和井下三個變電所所有設備運行監測、操作等，并填寫相關記錄。中、夜班巡檢工平常負責巡檢110KV變電站電氣設備、主控室監控設備、通訊設備等，在井下發生供電系統故障后，由值班隊領導根據事故情況判斷需要下井現場處理時，巡檢工應立即受命下井處理事故。

（三）無人值守其他應急注意事項

井下變電所無人值守后除早班派一電工巡檢外，中、夜班變電所內無人值守。而中、夜班恰為生產時間，電力負荷處于高峰期，事故可能性增大，無人值守后地面主控室值班員必須認真值守，通過計算機密切關注井下各種電氣量（線路上的電壓、電流、功率等量值）參數和負荷變化情況，并通過視頻監控實時監測變電所內設備情況，中、夜班位于主控室的巡檢工要加強光纖通訊線路。此外，膠輪車隊應增加一輛應急專用車，不得隨意挪作他用，以便于電氣事故的應急處理。

三、無人值守的意義分析

井下變電所無人值守后，高壓設備的大多數操作將由地面通過計算機界面完成，減少了配電工就地操作的次數，提高了人員操作的安全性。

井下變電所無人值守后，由地面供往井下各采掘工作面的高壓線路停送電操作將在地面主控室集中完成，避免了故障發生后多個配電點同時急于匯報造成通訊占線、調令受阻的情況和調度人員難于應付的局面。地面集控后，一條線路的停送電全過程將由一個主值負責操作，副職監護，在受令操作過程中思路明晰，減少了過多了聯絡，增進了井下高壓系統停送電過程的安全性。

其次通過地面操作井下高開停送電，避免人工操作可能出現的失誤，保證了操縱人員的安全。肖家洼煤礦變電所無人值守，同時是華電集團煤炭板塊第一家也是唯一一家實現變電所無人值守的千萬噸大礦，在華電集團煤炭系統具有領先地位和極大的推廣價值。

參考文獻：

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