文/溫曉軍

1 引言

煤礦井下供電系統(tǒng)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(wù)對象是采、掘、機、運、通等重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所需的供電負荷較大，并且區(qū)域的分布比較散。同時因井下地質(zhì)條件復雜、環(huán)境比較惡劣，使事故的發(fā)生幾率增大，而且由于生產(chǎn)線比較長，一旦出現(xiàn)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(qū)的安全供電。如果對煤礦采區(qū)的變電所采取集中監(jiān)控措施，建立礦井變電所無人值守監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，就能有效地解決這一難題，無人值守監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)還能有效促進煤礦井下供電系統(tǒng)管理的發(fā)展。如杜兒坪煤礦現(xiàn)井下供電網(wǎng)絡(luò)是由短電纜構(gòu)成的級聯(lián)供電網(wǎng)絡(luò)，變電所之間距離近，短路電流大產(chǎn)生越級跳閘較頻繁，傳統(tǒng)的高壓開關(guān)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(chǎn)。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(shè)無人值守的要求非常迫切，電力中心需要集中建設(shè)一個信息化調(diào)度平臺，可以監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)運行情況，以及對井下變電所進行視頻監(jiān)視。增加遠程監(jiān)控系統(tǒng)來滿足機電調(diào)度對所轄管理進行遠程監(jiān)視與監(jiān)控，實現(xiàn)機電調(diào)度的遠程監(jiān)測監(jiān)控。

2 集中控制信息化系統(tǒng)的建設(shè)

2.1 煤礦井上下監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2.1.1 信息化網(wǎng)絡(luò)框架建設(shè)

煤礦電網(wǎng)信息化監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則為配置齊全、功能完善，并能滿足控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的優(yōu)質(zhì)、安全和信息傳輸，監(jiān)控系統(tǒng)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(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控的主機來完成。

杜兒坪煤礦井下變電所監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)采用上海山源電子科技發(fā)展有限公司的KJ360 礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)進行建設(shè)。系統(tǒng)主要由地面調(diào)度主站、通訊分站、高低壓綜合保護器等主要設(shè)備組成，覆蓋了井下變電所的高壓開關(guān)、低壓開關(guān)、照明綜保、整流柜等設(shè)備，通過對各變電所設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進行通訊協(xié)議規(guī)約，各高低壓設(shè)備綜合保護裝置采用工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)傳至每個變電所設(shè)置的電力監(jiān)控分站，然后由電力監(jiān)控分站組成工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)方式將數(shù)據(jù)傳至電力調(diào)度中心，構(gòu)成電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1.2 煤礦井下變電所監(jiān)控設(shè)備裝置通訊建設(shè)

（1）監(jiān)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)。井下各變電所高壓開關(guān)綜合保護采用ZBT-11C 型智能綜合保護裝置，使用千兆網(wǎng)線與監(jiān)控分站連接，中間使用本質(zhì)安全型接線盒將保護連接，綜合保護裝置與開關(guān)裝置使用RS485 通訊總線接通，最后經(jīng)監(jiān)測監(jiān)控分站中交換機將各開關(guān)綜合保護中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(tǒng)較穩(wěn)定，體系結(jié)構(gòu)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(tǒng)具備較高的兼容性和數(shù)據(jù)的分析能力。井下每個變電所安裝此電力監(jiān)控分站，并在高爆開關(guān)內(nèi)安裝ZBT-11C 級聯(lián)縱差保護器，操作簡單，數(shù)據(jù)分析直觀明了，可通過現(xiàn)場分站屏幕觀察到每臺設(shè)備運行及參數(shù)情況。有語音報警裝置能隨時監(jiān)聽開關(guān)運行中出現(xiàn)異常狀況?？刂茣r間達到毫秒級，實現(xiàn)快速、準確、高效。

2.2 信息化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

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

3 結(jié)論

本文通過實例論述了煤礦井下變電所信息化監(jiān)測監(jiān)控的應(yīng)用優(yōu)越性，通過使用kj360分站接入遠程監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)井下變電所設(shè)備保護綜合自動化裝置的控制，通過光纜網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)變電所設(shè)備的遙信、遙調(diào)、遙控、遙視、遙測功能，利用地面主機控制系統(tǒng)裝置可以實時監(jiān)控低壓的饋電開關(guān)動態(tài)與高壓配電裝置控制。信息化系統(tǒng)與監(jiān)控主機與監(jiān)控主機經(jīng)光纜連接監(jiān)控主機和煤礦井下變電所綜合自動化的裝置共同構(gòu)成測控網(wǎng)絡(luò)。通過先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動化控制技術(shù)，通信技術(shù)實現(xiàn)無人值守變電所。提高了煤礦生產(chǎn)運行的安全性和可靠性，并降低誤操作的幾率。應(yīng)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(guān)無電量的參數(shù)顯示與故障性質(zhì)顯示以及記錄功能。無人值守監(jiān)控系統(tǒng)實施后，為煤炭企業(yè)減少停電事故大約80%，從而增加了生產(chǎn)效率，提高了煤炭企業(yè)的經(jīng)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(fā)展。