浅谈井下移变站远程控制改造和自动化技术

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:侯景彬 韩振淼 史良
[导读] 摘要:移变站的设备改造,解决了井下移变站远程自动化控制一道关键技术难题,彻底解决了因人员误操作引起停电故障而影响生产的问题,为十二矿今后的长远发展奠定了坚实的基础,也是十二矿供电系统管理的一次突破,该项目的实施,不仅会取得良好经济效益,而且随着该技术的推广应用,将会产生巨大的社会效益。
        平煤神马集团  河南平顶山  467013
        摘要:移变站的设备改造,解决了井下移变站远程自动化控制一道关键技术难题,彻底解决了因人员误操作引起停电故障而影响生产的问题,为十二矿今后的长远发展奠定了坚实的基础,也是十二矿供电系统管理的一次突破,该项目的实施,不仅会取得良好经济效益,而且随着该技术的推广应用,将会产生巨大的社会效益。
        关键词:  移变站  电力监控  远程操作
        十二矿井下移变站共有十几处,移变站供电设备主要由移动变压器和低压开关组成,移变站分布范围广,多处都需配电工进行停送电操作。这些移变站多为掘进工作面和采煤工作面供电,因移变站故障较多,影响掘进工作面和采面工作面正常供电,无法保证工作面的正常生产。因移变站和低压开关无故障记忆功能,不能第一时间给维护人员提供故障详情,造成维护人员无法对故障进行判断,无法在最短的时间内对故障进行处理。
        随着掘进工作面增加,移变站不断投入运行,实行集中监控,实施集约化管理,是解决这一突出问题的有效办法。同时,通过设备改造和完善,提高设备健康水平和运行可靠性,提高企业管理水平;依靠技术进步提高劳动生产率,实现减人增效。
        实现井下移变站远程自动化控制,首先要对移变站设备进行改造,十二矿与北京广大科技有限公司合作,采用了 KJ326A矿井电力监控管理系统:
        KJ326A矿井电力监控管理系统的功能:
        KJ326A矿井电力监控管理系统是实现了矿井供电系统中远程遥测、遥信、遥控、遥调操作、操控的基础。
        系统基于千兆工业以太环网和CAN(RS485)现场总线网络,通过对设备供电系统的电气参数、环境参数、运转参数的在线采集监测,由系统监控管理软件,对监测数据进行多元综合统计分析,把生产、安全、供电、设备、用电等方面的实时运行状况和运行数据以模拟动画、数据报表、图形曲线等多种方式提供给管理人员。对异常和事故状态数据即时分析预测报警,使管理人员随时掌握生产、安全、供电、设备、用电等方面的运行情况和运行数据,为管理人员提供真实准确的、全面丰富的、实时的生产管理信息,对提高管理能力和水平有极大的帮助。
        监测管理系统通过对井下移变站供电系统主要用电环节的在线连续监测,提供全矿井各用电点的供电参数,供电记录和用电量情况统计全矿各类用电构成情况,自动生成各种记录表和考核表,建立全矿供电系统资料库,并可追溯查询任意时段的历史数据和资料,使供电管理人员随时掌握供电系统的运行情况和各运行数据,实现全矿井供电系统远程抄表记录和用电监测,用电考核管理微机化,帮助管理人员分析发现问题和隐患,并可扩展供电系统远程操作控制,为合理指挥生产预防避免事故,设备预防检修、事故调查分析、规划用电负荷,制定节电措施提供科学依据。
        通过监控终端及信息查询系统:将从文件中解析出组态图的各元件信息,并正确显示于屏幕上,解析出相应的数据,在组态图中显示出相应的设备状态实时数据,将传送来的报警信息做出相应的分类判断处理后,实时将报警信息显示出来。
        1、系统中产品均采用工业级设计,并通过电磁兼容试验(静电、放电抗干扰4级,射频电磁场辐射抗干扰度3级,电快速瞬变脉冲群抗干扰度4级,浪涌冲击抗干扰3级,工频磁场抗扰度5级等试验),适应煤矿恶劣环境下工作。
        2、系统采取可靠的软、硬件措施,确保监测中心数据安全性及监测网络各设备的安全性,系统具有自我检测功能,每个子系统均有自检显示界面,自动监测出故障点的区段,做出对应处理。
        3、操作控制与管理有授权,操作对象状态的检验和显示,操作过程数据和状态反馈,图形显示和过程记录,并可以设置操作限制条件对违章操作自动报警。
        4、系统有多级密码验证,自动屏蔽、恶意操作和非法操作。


        5、系统执行国家标准,具有开放性能与其他系统挂接,能与国内主流设备生产厂家产品兼容,并且配置灵活,安装简易方便,可方便地对系统进行扩容和升级。
        6、在因上级电源原因发生大面积停电或因某一支路发生短路故障造成越级跳闸,引起较大范围停电时,能自动判断故障性质,并能够将故障线路迅速切除,并具有一键复电功能,复电逻辑程序由使用人员进行具体设定。
        7、监测系统设备具有CANRS485双接口,CAN总线接口采用数据主动上传方式,可确保数据的实时性,监测分站具有工业以太网接口,符合OPC协议,具有网络双向通讯功能。
        8、装置采用整体全封闭机箱,强弱电严格分开,取消传统背板配线方式,同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,装置的抗干扰能力大大提高,对外的电磁辐射也满足相关标准。
        9、后备电源的选用,确保装置在母线失电后能够可靠动作、本地故障显示并把故障数据上传到地面集控站。
        通过应用监控管理系统,供电的安全可靠性有了很大程度的提高,使操作人员和维修人员随时掌握和查明跳闸原因及故障数值,极大地方便了故障判断和查找,实施对供电管理系统的运行状况,针对负荷大小做出负荷调整,在处理故障跳闸方面,可以实时、全面的了解每一次操作步骤,防止现场人员误操作,管理人员在开关负荷变化后,可通过远程操作及时调整保护整定值,减少现场人员操作上可能出现错误的机率。
        解决了井下移变站及开关型号繁杂,保护不完善,管理困难,维护、维修量大等一系列问题,使管理人员随时能全面掌握供电系统的运行状况,故障自动预警、预报为安全供电打下坚实基础,为全矿的安全生产创造良好的条件。
        移变站远程自动化控制的设备具有以下优点:
        1、遥测:监控系统地面主机实时显示三相电压、电流、零序电压、零序电流、视在功率、频率、绝缘电阻、功率因数、有功电量、设备温度等遥测数据。
        2、遥信:实时在线监控开关变位,风电瓦斯开入量状态、控制输出状态、各种故障报警状态等信号量。
        3、遥控:高低压开关的不合闸控制操作,保护信号复位操作,启动录波操作和挂接检修牌,提供并实现高低压开关的就地/远控两种操作控制方式实现远程操作。
        4、遥调:可远程在线进行保护定制整定、分时段整定、最达需要量周期整定、结算点整定、通讯设置整定等操作。
        5、具有告警:事故画面显示,事件记录存储检索功能,并具有开关跳闸后能迅速准确判断事故所在范围,实现故障优先报警。
        6、电路板采用多层表面贴装技术,减少了电路体积,减少发热,提高了装置可靠性;
        7、产品中无可调节元件,无需在现场调整采样精度,大大提高运行稳定性。
        8、移变站实现高低压联锁提供了供电的可靠性。
        9、增加了电力监控的移变站可重复使用,移变站换了使用位置,只要重新敷设监控线路就仍可使用。
        参考文献:
        [1]郭青.智能变电站顺控操作的应应用[J].大众用电,2014,(2)
        [2]梁志明.变电站程序化操作的方案探讨 [J].电子世界,2014,(2)
        作者简介:侯景彬  1978年12月6日出生于河南省商丘市 大学本科 助理工程师
        通信地址:河南省平煤集团十二矿供电队  467000   E-mail:50301439@qq.com
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