摘要:應(yīng)用電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng),可以實現(xiàn)全礦井電力調(diào)度管理的規(guī)范化、科學(xué)化。本文以小青礦為例,通過電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng),在地面隨時觀察到供電開關(guān)、電纜狀態(tài),開關(guān)跳閘或故障時隨時報警,調(diào)度員可以根據(jù)故障原因決定如何處理,防止事故擴(kuò)大,井下變電所無人值守。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控;工業(yè)技術(shù);監(jiān)控系統(tǒng);
隨著科技進(jìn)步,以及煤礦企業(yè)改造及現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入和發(fā)展,建設(shè)“五優(yōu)"礦井,創(chuàng)建數(shù)字化礦山,已在國內(nèi)煤炭行業(yè)悄然展開,為保證礦井生產(chǎn)調(diào)度的可靠性,增設(shè)礦井電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng),以實現(xiàn)全礦電力調(diào)度管理的規(guī)范化、科學(xué)運作,在當(dāng)前的環(huán)境狀況下,顯得尤為重要。
1. 小青礦原供電系統(tǒng)概況
小青礦供電系統(tǒng)包括井上、井下兩大部分;井上供電系統(tǒng)由10個高壓配電點、56臺高壓開關(guān)柜組成,井下供電系統(tǒng)由9個變電所、219臺高低壓開關(guān)組成。各個開關(guān)的停送電由礦調(diào)度電話指揮變電員或電工操作,操作可靠性差,當(dāng)電話通訊不暢,表達(dá)不清等會造成長時間不能及時送電、影響生產(chǎn),甚至誤操作造成事故。礦調(diào)度對電網(wǎng)運行情況和線路的故障情況,開關(guān)內(nèi)的參數(shù)以及故障不能及時掌握,在處理頂電時根據(jù)變電員的描述來判斷是否可以送電,送電后調(diào)度沒有顯示。礦調(diào)度不能實時監(jiān)測供電情況,不能進(jìn)行負(fù)荷調(diào)配和參數(shù)修改,不掌握全礦供電情況。
2. 電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成
小青礦電力監(jiān)控系統(tǒng)井上、井下分別建設(shè)兩個千兆以太環(huán)網(wǎng),兩個以太環(huán)網(wǎng)在控制室并網(wǎng),電力監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋礦供電系統(tǒng)井上下19個變電所、配電點。電力監(jiān)控系統(tǒng)采用KJ357型煤礦電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。
KJ357由計算機(jī)、通訊接口(光纖交換機(jī))、光纖通信以太環(huán)網(wǎng)、通訊分站、RS485總線和底層設(shè)備幾部分組成:底層設(shè)備:包括高爆開關(guān)保護(hù)器、饋電開關(guān)保護(hù)器、磁力起動器保護(hù)器、照明綜保保護(hù)器、移變高低壓頭保護(hù)器,組合開關(guān)保護(hù)器、電參量變送器,防爆電度表等;通過RS485總線連接至通訊分站,完成對電力設(shè)備的保護(hù)和電路測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、控制執(zhí)行工作;光纖通信環(huán)網(wǎng):多臺光纖交換機(jī)之間通過光纜相互連接組成光纖以太環(huán)網(wǎng),作為井下通訊傳輸平臺;監(jiān)控通信分站通過網(wǎng)線連接以太網(wǎng)交換機(jī),傳送各種參數(shù),數(shù)據(jù)和控制信號;監(jiān)控通訊分站:監(jiān)控通訊分站一方面通過 RS485總線連接底層設(shè)備,另一方面通過光纖以太環(huán)網(wǎng)連接頂層計算機(jī),作為井上監(jiān)控計算機(jī)與井下各種保護(hù)器之間信息的中轉(zhuǎn)、存貯、處理站;完成數(shù)據(jù)打包、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換、信息本地顯示、系統(tǒng)本地監(jiān)控、操作和整定工作。
3. 礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用
3.1 礦調(diào)度實時掌握供電情況
電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)把供電的每條線路電壓、電流、零序電壓、零序電流實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、運行曲線顯示在計算機(jī)屏幕上,使值班電力調(diào)度通過實時參數(shù)、曲線和運行歷史參數(shù)、曲線的對比了解電路運行的狀態(tài)。
3.2 提高了操作的可靠性
該系統(tǒng)具有遙控功能,在礦調(diào)度計算機(jī)上進(jìn)行電力系統(tǒng)任何一個開關(guān)、磁力起動器的停/送電操作和信號復(fù)歸操作;開關(guān)停送電全部由調(diào)度員操作,通過監(jiān)控電腦一人操作、一人確認(rèn)、核對無誤后才能進(jìn)行開關(guān)合分閘,取消了變電員或電工操作,提高了操作的可靠性。
3.3 故障報警、顯示功能
當(dāng)某配電室發(fā)生開關(guān)跳閘、保護(hù)動作等事件時,綜合保護(hù)器發(fā)出音響報警,將自動調(diào)出事故回路所在的畫面,監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)顯示故障跳閘時間、故障跳閘原因、故障跳閘時的電流值及故障跳閘前后的電流、電壓、零序電流、零序電壓波形,保護(hù)動作告警、電壓電流越限告警,并在事件記錄中記錄故障值,避免事故發(fā)生。
4. 電力監(jiān)控系統(tǒng)安裝
4.1 井上以壓風(fēng)機(jī)房配電室為例
壓風(fēng)機(jī)房配電室有6臺6kV高壓開關(guān)柜;在壓風(fēng)機(jī)房配電室安裝一臺機(jī)柜,一臺網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。機(jī)柜內(nèi)安裝一臺以太網(wǎng)交換機(jī),一臺地面監(jiān)控通信分站,一只光纖終端盒,一套在線直流不間斷電源。高壓開關(guān)柜保護(hù)器的通信信號用屏蔽電纜并接到壓風(fēng)機(jī)房配電室監(jiān)控通信分站的一個RS485接口上,壓風(fēng)機(jī)房配電室的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)用網(wǎng)線直接連接到以太網(wǎng)交換機(jī)的百兆電口。壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信信號通過網(wǎng)線直接連接到以太網(wǎng)交換機(jī)的百兆電口。
4.2 井下以主要變電所為例
在主要變電所安裝1臺防爆千兆以太網(wǎng)交換機(jī),1臺防爆監(jiān)控通信分站,2臺本安網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī);在變流機(jī)室和南翼臨時配電點各安裝1臺本安網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。主要變電所27臺高爆開關(guān)保護(hù)器用礦用阻燃屏蔽電纜并接到防爆監(jiān)控通信分站的兩個RS485接口上(一個接口可并接16臺設(shè)備);變流機(jī)室和南翼臨時配電點的6臺高爆開關(guān)保護(hù)器用礦用阻燃屏蔽電纜并接到防爆監(jiān)控通信分站的第三個RS485接口上;主要變電所9臺饋電開關(guān)保護(hù)器、1臺照明綜保保護(hù)器和南翼臨時配電點的1臺饋電開關(guān)保護(hù)器、2臺防爆低壓電度表用礦用阻燃屏蔽電纜并接到防爆監(jiān)控通信分站的第四個RS485接口上。
主要變電所的2臺本安網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)用礦用阻燃網(wǎng)線直接連接到防爆千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的百兆電口;變流機(jī)室和南翼臨時配電點的本安網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)用礦用阻燃光纜直接連接到防爆千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的百兆光口。
4.3 調(diào)度監(jiān)控室安裝
在控制室安裝一臺HP服務(wù)器專用42U機(jī)柜(機(jī)柜內(nèi)配置8口KVM切換器(RJ45)鍵盤鼠標(biāo)顯示器共享器、17(顯示器、轉(zhuǎn)接頭、線纜等),機(jī)柜內(nèi)安裝2臺通信數(shù)據(jù)服務(wù)器(一主一備)、1臺WEB服務(wù)器、1 臺視頻服務(wù)器、1臺核心千兆以太網(wǎng)交換機(jī),1臺在線UPS電源等作為主監(jiān)控平臺。
通信數(shù)據(jù)服務(wù)器(一主一備)、WEB服務(wù)器、視頻服務(wù)器、調(diào)度室3臺工控機(jī)通過網(wǎng)線連接到核心千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的千兆電口。地面、井下各個變、配電所,各種監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過地面、井下以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器處理、存儲。電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)、綜合自動化監(jiān)視主機(jī)、視頻監(jiān)視主機(jī)通過核心千兆以太網(wǎng)交換機(jī)調(diào)用數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、顯示、監(jiān)控。
5. 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
5.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行提供了堅實的保障。
5.2應(yīng)用場所
辦公建筑(商務(wù)辦公、辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等)
旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)
科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、衛(wèi)生、體育建筑)
通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)等)
交通運輸建筑(機(jī)場、車站、碼頭建筑等)
廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計,可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo) 準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
5.4設(shè)備選型
6. 結(jié)束語
電力是煤礦生產(chǎn)的能源,電力系統(tǒng)和運行狀態(tài)直接影響著煤礦的生產(chǎn),電力保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行給礦井供電智能化和信息化起到了至關(guān)重要的作用,已經(jīng)成為礦井供電管理不可少的管理手段。
參考文獻(xiàn)
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[3] 安科瑞電力監(jiān)控與保護(hù)類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.
[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊,2022.05.
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