徐博鴻

（陜西有色榆林煤業(yè)有限公司，陜西 榆林 719000）

引言

隨著煤礦開(kāi)采自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化進(jìn)程的推進(jìn)，煤礦供電系統(tǒng)逐步向無(wú)人值守方向轉(zhuǎn)變。煤礦供電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平的不斷提高，不但可以減少煤礦供電崗位工作人員，并且能夠?qū)崿F(xiàn)供電系統(tǒng)的安全可靠。杭來(lái)灣煤礦在無(wú)人值守礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方面的工作不斷推進(jìn)，本文以研究無(wú)人值守礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)分析了該系統(tǒng)的組成以及各個(gè)子系統(tǒng)的功能，該系統(tǒng)的主要組成部分包括地面主站監(jiān)控調(diào)度模塊、KJ360-F礦用監(jiān)控分站模塊和ZBT-11高開(kāi)保護(hù)器、ZBT-11c型防越級(jí)跳閘綜合保護(hù)器。

1 KJ360礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)

KJ360礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三部分：地面主站監(jiān)控調(diào)度模塊、KJ360-F礦用監(jiān)控分站模塊和ZBT-11高開(kāi)保護(hù)器。變電所綜合保護(hù)器與監(jiān)控分站模塊的連接方式為雙絞線模式，各個(gè)監(jiān)控分站模塊與總監(jiān)控網(wǎng)端進(jìn)行融合，通過(guò)光纖以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和聯(lián)系，與監(jiān)控調(diào)度模塊有機(jī)結(jié)合組成監(jiān)控系統(tǒng)。其構(gòu)成示意圖如圖1所示。

2 地面主站監(jiān)控調(diào)度模塊

地面調(diào)度模塊包括通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)匯總分析服務(wù)器、實(shí)時(shí)監(jiān)控工作站。系統(tǒng)硬件既支持單機(jī)系統(tǒng)，也可支持多級(jí)系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)算軟件采用B/C/S三層體系結(jié)構(gòu)，采用C++語(yǔ)言編寫，是一個(gè)專業(yè)的電力組態(tài)與監(jiān)控軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)支持Sybase、Oracle、DB2、SQL系統(tǒng)，除實(shí)時(shí)監(jiān)控功能外，還支持視頻聯(lián)動(dòng)、定值遠(yuǎn)程設(shè)定、錄波分析、電能管理、負(fù)載效率分析、故障自動(dòng)定位等功能，如圖2所示。

3 KJ360-F礦用監(jiān)控分站模塊

KJ360-F礦用監(jiān)控分站模塊是各個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集和分析的中樞，主要負(fù)責(zé)保護(hù)裝置與地面調(diào)度模塊的數(shù)據(jù)交換工作，分站模塊實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中匯集，并檢測(cè)分析各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，與綜合保護(hù)器共同實(shí)現(xiàn)單相接地選線功能。監(jiān)控分站的組成部件包括工作電源（防爆型）、通訊服務(wù)器，其中通訊服務(wù)器采用嵌入式，具有支持多波特率、多規(guī)約的特點(diǎn)，該服務(wù)器可以接入PLC、攝像頭、探測(cè)器等多個(gè)終端服務(wù)塊。

1）額定供電電壓為AC127 V，工頻50 Hz；整機(jī)功率不大于55 W。

2）與ZBT-11系列高開(kāi)離開(kāi)綜合保護(hù)器的本安型傳輸口接口數(shù)據(jù)：8個(gè)RS485/RS232（可選擇）；傳輸方式：主從、半雙工、RS485；傳輸信號(hào)最高開(kāi)路電壓峰峰值：不大于10 V；傳輸信號(hào)最大工作電壓峰峰值：不大于10 V；傳輸信號(hào)最大工作電流峰峰值：不大于4 mA；直流電阻不大于12.8Ω/km。

3）與地面中心站光傳輸口傳輸方式：半雙工單模光纖波長(zhǎng)1 310 nm；發(fā)射功率：大于等于-13 dBm；接收靈敏度：不大于-28 dBM；最大傳輸距離為20 km（光纖衰減0.4db/km）；備用電池工作時(shí)間：不小于4h。

4）支持路由、橋接模式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。視頻接口：兩路模擬視頻信號(hào)輸入，壓縮編碼后經(jīng)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛?；礦用電力系統(tǒng)分站相當(dāng)于：一臺(tái)通訊服務(wù)器、一臺(tái)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)、一臺(tái)漏選裝置、一臺(tái)錄播處理器、一臺(tái)以太光纖交換設(shè)備、一臺(tái)不間斷電源。

監(jiān)控分站的主要功能介紹：一是先進(jìn)的遙控通信功能。在地面中心站即可實(shí)現(xiàn)高低壓開(kāi)關(guān)的控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高低開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)。出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信號(hào)；故障處理后，地面中心站即可實(shí)現(xiàn)預(yù)警動(dòng)作的復(fù)位。并且保護(hù)定值的調(diào)整工作可通過(guò)遙控進(jìn)行操作。二是完備的監(jiān)控功能。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)的參數(shù)內(nèi)容包括供電系統(tǒng)的電流、電壓、有/無(wú)功功率、有/無(wú)功電量、設(shè)備運(yùn)行功率因數(shù)、絕緣性能頻率等。三是顯示內(nèi)容具體詳細(xì)。顯示設(shè)備用電負(fù)荷信息、天/周/月/年的用電量統(tǒng)計(jì)信息，可實(shí)時(shí)打印供電系統(tǒng)的路波圖和各種用電信息曲線圖。四是聯(lián)網(wǎng)方式靈活多樣。支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)輻射通信并網(wǎng)方式，具備寬帶融合、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)融合、Intel網(wǎng)多種融合方式，可實(shí)現(xiàn)用電信息與礦務(wù)局電力調(diào)度的通信和聯(lián)絡(luò)。五是能效管理功能。通過(guò)能源預(yù)測(cè)、指標(biāo)管理以控制預(yù)算實(shí)現(xiàn)歷史報(bào)表分析；通過(guò)分階梯、時(shí)段計(jì)費(fèi)以及提高節(jié)能意識(shí)采取有效措施避峰就谷；通過(guò)設(shè)備運(yùn)行能效分析、預(yù)警已實(shí)時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，早起發(fā)現(xiàn)故障，避免事故；通過(guò)能效分析，明確礦山企業(yè)能效成本構(gòu)成，使管理者直觀掌握能源成本比重以及發(fā)展趨勢(shì)，順應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，降低企業(yè)能源消耗成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 ZBT-11高開(kāi)保護(hù)器

ZBT-11高開(kāi)保護(hù)器為礦用高開(kāi)綜合保護(hù)器，采用數(shù)字化控制技術(shù)，具備計(jì)量、監(jiān)控、通訊、保護(hù)預(yù)警、控制保護(hù)動(dòng)作的功能，具有精度高、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，采取雙CPU結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值的連續(xù)可靠，其與光纖環(huán)網(wǎng)的連接如圖3所示。

該保護(hù)器安裝在PJG/PBG礦用隔爆型高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)，采用數(shù)字化處理技術(shù)。保護(hù)性能可靠，設(shè)置了速斷保護(hù)、限時(shí)速斷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)三種模式，三種模式的保護(hù)電流和時(shí)間分別獨(dú)立設(shè)置，確保了上下級(jí)的配合協(xié)調(diào)保護(hù)，避免越級(jí)跳閘現(xiàn)象。

5 ZBT-11c型防越級(jí)跳閘綜合保護(hù)器

ZBT-11c型防越級(jí)跳閘綜合保護(hù)器適用于煤礦井下供電系統(tǒng)電網(wǎng)，要求其中性點(diǎn)不直接接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償接地，安裝于高壓磁力啟動(dòng)器開(kāi)關(guān)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)的檢測(cè)、控制、保護(hù)，其構(gòu)成如圖4所示。該保護(hù)器實(shí)現(xiàn)了縱差保護(hù)、零時(shí)延智能后備保護(hù)以及母線差動(dòng)保護(hù)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)故障區(qū)域的零秒速斷。設(shè)定縱差保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于35 ms，智能后備保護(hù)延時(shí)時(shí)間為0 ms；通訊線路的數(shù)據(jù)傳輸最大耗時(shí)小于5 ms。

6 智能電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)愛(ài)在杭來(lái)灣煤礦應(yīng)用以來(lái)，煤礦變電所的越級(jí)跳閘難題徹底解決，同時(shí)極大地改善了漏電保護(hù)選擇問(wèn)題，并且該系統(tǒng)具備的零延時(shí)智能保護(hù)功能和高精度漏電保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

7 結(jié)語(yǔ)

KJ360無(wú)人值守電力監(jiān)控系統(tǒng)配置了地面主站監(jiān)控調(diào)度模塊、KJ360-F礦用監(jiān)控分站模塊和ZBT-11高開(kāi)保護(hù)器、ZBT-11c型防越級(jí)跳閘綜合保護(hù)器四大主要組成部分，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了越級(jí)跳閘難題的根治，同時(shí)實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)在減員增效的前提下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。