变电所综合自动化控制改造方案

郑宏刘砦（新密）煤业有限公司

变电所综合自动化控制改造方案

一、变电所综合自动化实施原因

煤矿井上、井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。煤矿井上、井下重要岗位监控系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段。

为提高劳动生产率，确保各生产岗位及各变电所高效、可靠运转，提高矿井的生产能力和现代化管理水平，特设计变电所综合自动化系统。现有变电所缺点:①安全性、可靠性不高。传统的变电所大多采用常规的设备,尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远控装置等。②电能质量可控性不高。各工矿企业对保证供电质量的要求越来越高。衡量电能质量的主要指标是频率和电压,目前还应考虑谐波问题。③实时计算和控制性不高。供电系统要做到优质、安全、经济运行,必须及时掌握系统的运行工况,才能采取一系列的自动控制和调节手段。现有的变电所不能满足向调度中心及时提供运行参数的要求;一次系统的实际运行工况,由于远控功能不全,一些遥测、遥信无法实时送到调度中心;而且参数采集不齐,不准确,因此没法进行实时控制,不利于供电系统的安全、经济运行。④维护工作量大。常规的继电保护装置和自动装置多为电磁型或晶体管型,接线复杂且其工作点易受环境温度的影响,因此其整定值必须定期停电检验,每年校验保护定值的工作量相当大。

二、实现变电所综合自动化的目的

根据我矿企业生产供电的特点和管理模式精心设计，是以计算机数字通讯技术为基础的远程分布式监测、监控系统。实现矿高低压供电系统的远程监测、监控，实现地面监控中心对井下高低压供电设备的遥测、遥调和遥控，并可生成相关的供电生产记录和管理统计报表。可使井下高低压供电管理实现无人值守，提高矿井供电智能化调度和信息化管理。提高我矿生产自动化工作的科学性和可靠性。

1、生产信息化：通过对监测数据进行转化、整理、挖掘，管理系统对供电情况进行综合性动态分析和数据管理。

2、使操作人员从繁杂的手工劳动中解脱出来，以便从事其他有价值的工作。

3、实现对供电开关的集中管理，对网络上的各供电开关进行监控和处理，为正常供电提供保障。

4、能够有效地实现生产、安全管理和综合查询等功能，使其成为一个综合性系统工程。

三、矿变电所综合自动化改造原则

采用的技术和设备必须安全可靠、先进实用、系统开放、易于升级，易于扩展；

具体遵循以下原则：

1、充分考虑我矿的各种具体要求和实际情况：整个监控系统针对地面监控中心、地面控制中心、井下控制分站做出完善的设计规划。

2、采用先进的监控系统，能够堵塞安全漏洞及消除因工作人员的失误而

引起的纠纷，为突发事件提供依据；

3、解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分

发挥效率的缺点，实现就地无人操作，仅设巡检人员。

4、具有高度的可靠性和工作的连续性，最大限度地减少维护工作量；

5、结构合理，信息共享，实现提高指挥效率和生产率，达到减人提效的

目的，充分考虑日常可能发生的各种突发事件，灵活性强；

6、系统具有报警自诊断功能，实时数据采集、处理及多种显示功能。

四、变电所综合自动化系统特点

1、具有性能优良的操作平台，功能强大，互动性强，用户可随供电网

络的变化进行配电图设计，性能稳定可靠。

2、在线运行的可靠性高。变电所综合自动化系统可以利用软件实现在线

自检,具有故障诊断功能。

3、供电质量高。由于在变电站综合自动化系统中包括有电压、无功自

动控制功能,故对于具有有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站,可以大大提高电压合格率,保证供电系统主要设备和各种电器设备的安全。

4、后台机系统友好、功能完善。后台机可通过交换机与其它局域网连接。

采用平台式支持多种应用软件,系统模块化设计,方便系统扩充。具有功能强大的作图软件,大量图库,可制作多层多平面的系统图。实时多媒体数据库可录入语音、图象等。系统所有的在线修改可在线进行。大大提高了变电站运行管理的自动化水平。

5、维护调试方便。由于综合自动化系统中,各子系统有故障自诊断能力,

系统内部有故障时能自检出故障部位,缩短了维修时间。微机保护自动装置的定值又可在线读出检查,可节约定期核对定值的时间。

六、我矿变电所综合自动化系统构造

1、地面变电所改造方案

（1）、10kV线路双回路进线,主变压器2台。变电所的保护、监控系统均采用微机综合自动化系统。该系统根据具体要求以及现场环境提出了相关的

技术方案,主变压器、10kV线路采用集中组屏方式,与后台监控系统一起放置在高压控制室内,10kV保护装置型号YZ-2000，分散安装在各个开关柜上,并且每台保护装置均具有RS485通讯接口，通过监控系统将所有信息上传至后台,这种方式既节省空间又方便值班人员的操作和控制。后期改造需要安装与保护装置配套的微机综合自动化系统，能够实时监测各开关柜、变压器的运行状态和所有参数，既变电所实现“四遥”功能。

（2）、变压器保护采用:变压器差动保护装置MTPR-110SD、变压器高低后备保护装置MTPR-035HB,综合测控装置MMCU-10H,来实现对变压器内部故障匝间短路、相间短路和变压器外部故障，变压器接地、过负荷、过流等的保护以及变压器本体如轻重瓦斯、温度、压力释放等变压器内部保护。

（3）、变电所低压配电柜需安装与微机综合自动化系统配套的测控装置，即电动机保护测控装置MMPR-10H2，线路及母联保护测控装置MLPR-10H2，厂用变压器保护测控装置MTPR-10H2，备自投装置MBZT-10H，PT切换及低电压保护装置。各种保护装置针对其保护的不同对象,完成相应的保护功能,例如线路的速断、方向过流、零序过流、低周减载、母充等保护,变压器的速断、过流、过负荷、零序过流以及变压器本体等保护,电动机速断、过流、堵转、低电压、过负荷以及工艺联锁等保护。对于备自投保护装置,就是当检测到一进线(母线)失电,且无外部闭锁的情况下投入另一进线(母线),以保证无故障设备可以继续正常运行,当线路故障排除以后具有逆向自动恢复功能,使无人值班真正有意义。

2、井下供电系统的改造方案

（1）、根据我矿井下隔爆型高压配电设备的现行情况，高爆开关为PJG200-10Y和QJGZ150-10型高压配电装置共计8台，产于河南济源矿用电器有限公司。高压配电装置使用ZKJB-2000型微机智能综合保护装置本身具备的双向通讯条件，具有与微机相连的通信接口采用RS485接口。此保护装置具有短路、过载、电缆绝缘监视、电流型漏电、功率方向型漏电、高电压、低电压保护，跳闸原因记忆查询功能、模拟故障试验功能、保护器自检功能等项基本功能。改造部分是把各高压配电装置的通信接口通过网线与KJF42井下通信分站相连接（KJF42井下通信分站需购置），通过本质安全性井下通信分站KJF42实现信号的上传和下行，从而实现本系统要求的信息自动化控制管理。

（2）、井下低压馈电开关为KJZ1-630共5台、KJZ1-400共4台，产于河南济源矿用电器有限公司，现使用的ZB型智能开关综合保护器，此保护器具有与微机相连的通信接口采用RS485接口，改造部分是把各低压开关的通信接口通过网线与KJF42井下通信分站相连接，可通过井下通信分站的RS485