變電所綜合自動化控制改造方案

1、鄭宏劉砦（新密）煤業(yè)有限公司變電所綜合自動化控制改造方案一、變電所綜合自動化實施原因 煤礦井上、井下生產(chǎn)過程復雜，環(huán)境惡劣，自然災害多，嚴重影響生產(chǎn)和人 身安全。煤礦井上、井下重要崗位監(jiān)控系統(tǒng)的實施，對安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、科 學決策提供了直觀、可靠的手段。為提高勞動生產(chǎn)率， 確保各生產(chǎn)崗位及各變電所高效、 可靠運轉(zhuǎn)， 提高礦井 的生產(chǎn)能力和現(xiàn)代化管理水平， 特設計變電所綜合自動化系統(tǒng)。 現(xiàn)有變電所缺點 : 安全性、可靠性不高。傳統(tǒng)的變電所大多采用常規(guī)的設備，尤其是二次設備中的繼電保護和自動裝置、遠控裝置等。電能質(zhì)量可控性不高。各工礦企業(yè)對保證供電質(zhì)量的要求越來越高。衡量電能質(zhì)量的主要指標是頻率

2、和電壓,目前還應考慮諧波問題。實時計算和控制性不高。供電系統(tǒng)要做到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟運行,必須及時掌握系統(tǒng)的運行工況,才能采取一系列的自動控制和調(diào)節(jié)手段?，F(xiàn)有的變電所不能滿足向調(diào)度中心及時提供運行參數(shù)的要求;一次系統(tǒng)的實際運行工況,由于遠控功能不全 ,一些遙測、遙信無法實時送到調(diào)度中心;而且參數(shù)采集不齊 , 不準確，因此沒法進行實時控制 ，不利于供電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。維護工作量大。常規(guī)的繼電保護裝置和自動裝置多為電磁型或晶體管型,接線復雜且其工作點易受環(huán)境溫度的影響,因此其整定值必須定期停電檢驗,每年校驗保護定值的工作量相當大。二、實現(xiàn)變電所綜合自動化的目的根據(jù)我礦企業(yè)生產(chǎn)供電的特點和管理模

3、式精心設計，是以計算機數(shù)字通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的遠程分布式監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)礦高低壓供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)測、監(jiān) 控，實現(xiàn)地面監(jiān)控中心對井下高低壓供電設備的遙測、遙調(diào)和遙控，并可生成相關(guān)的供電生產(chǎn)記錄和管理統(tǒng)計報表?？墒咕赂叩蛪汗╇姽芾韺崿F(xiàn)無人值守，提 高礦井供電智能化調(diào)度和信息化管理。提高我礦生產(chǎn)自動化工作的科學性和可靠性。1、生產(chǎn)信息化：通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化、整理、挖掘，管理系統(tǒng)對供電情況進行綜合性動態(tài)分析和數(shù)據(jù)管理。2、使操作人員從繁雜的手工勞動中解脫出來，以便從事其他有價值的工作。3、實現(xiàn)對供電開關(guān)的集中管理，對網(wǎng)絡上的各供電開關(guān)進行監(jiān)控和處理，為正常供電提供保障。4、能夠有效地實現(xiàn)生產(chǎn)、安

4、全管理和綜合查詢等功能，使其成為一個綜合性系統(tǒng)工程。三、礦變電所綜合自動化改造原則采用的技術(shù)和設備必須安全可靠、先進實用、系統(tǒng)開放、易于升級，易于擴展；具體遵循以下原則：1、充分考慮我礦的各種具體要求和實際情況：整個監(jiān)控系統(tǒng)針對地面監(jiān)控中心、地面控制中心、井下控制分站做出完善的設計規(guī)劃。2、采用先進的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠堵塞安全漏洞及消除因工作人員的失誤而引起的糾紛，為突發(fā)事件提供依據(jù)；3、解決就地控制存在的事故隱患，減少各設備之間相互脫節(jié)、無法充分發(fā)揮效率的缺點，實現(xiàn)就地無人操作，僅設巡檢人員。4、具有高度的可靠性和工作的連續(xù)性，最大限度地減少維護工作量；5、結(jié)構(gòu)合理，信息共享，實現(xiàn)提高指揮效率和

5、生產(chǎn)率，達到減人提效的目的，充分考慮日常可能發(fā)生的各種突發(fā)事件，靈活性強；6、系統(tǒng)具有報警自診斷功能，實時數(shù)據(jù)采集、處理及多種顯示功能。四、變電所綜合自動化系統(tǒng)特點1、具有性能優(yōu)良的操作平臺，功能強大，互動性強，用戶可隨供電網(wǎng)絡的變化進行配電圖設計，性能穩(wěn)定可靠。2、在線運行的可靠性高。變電所綜合自動化系統(tǒng)可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢,具有故障診斷功能。3、供電質(zhì)量高。由于在變電站綜合自動化系統(tǒng)中包括有電壓、無功自動控制功能 ,故對于具有有載調(diào)壓變壓器和無功補償電容器的變電站,可以大大提高電壓合格率,保證供電系統(tǒng)主要設備和各種電器設備的安全。4、后臺機系統(tǒng)友好、功能完善。后臺機可通過交換機與其它局

6、域網(wǎng)連接。采用平臺式支持多種應用軟件 ,系統(tǒng)模塊化設計 ,方便系統(tǒng)擴充。具有功能強大 的作圖軟件 ,大量圖庫 ,可制作多層多平面的系統(tǒng)圖。 實時多媒體數(shù)據(jù)庫可錄入 語音、圖象等。系統(tǒng)所有的在線修改可在線進行。大大提高了變電站運行管理的自動化水平。5、維護調(diào)試方便。由于綜合自動化系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)有故障自診斷能力,系統(tǒng) 內(nèi)部有故障時能自檢出故障部位,縮短了維修時間。微機保護自動裝置的定值又可在線讀出檢查 ,可節(jié)約定期核對定值的時間。六、我礦變電所綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)造1、地面變電所改造方案（1）、 10kV 線路雙回路進線,主變壓器2 臺。變電所的保護、監(jiān)控系統(tǒng)均采用微機綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)具體

7、要求以及現(xiàn)場環(huán)境提出了相關(guān)的技術(shù)方案 ,主變壓器、10kV 線路采用集中組屏方式 ,與后臺監(jiān)控系統(tǒng)一起放置在 高壓控制室內(nèi) ,10kV 保護裝置型號 YZ-2000 ，分散安裝在各個開關(guān)柜上 ,并且 每臺保護裝置均具有 RS485 通訊接口，通過監(jiān)控系統(tǒng)將所有信息上傳至后臺 , 這種方式既節(jié)省空間又方便值班人員的操作和控制。后期改造需要安裝與保 護裝置配套的微機綜合自動化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測各開關(guān)柜、變壓器的運行 狀態(tài)和所有參數(shù)，既變電所實現(xiàn)“四遙”功能。（ 2）、變壓器保護采用 ： 變壓器差動保護裝置 MTPR-110SD 、變壓器高低后 備保護裝置 MTPR-035HB, 綜合測控裝置 MM

8、CU-10H, 來實現(xiàn)對變壓器內(nèi)部故 障匝間短路、相間短路和變壓器外部故障，變壓器接地、過負荷、過流等的 保護以及變壓器本體如輕重瓦斯、溫度、壓力釋放等變壓器內(nèi)部保護。（ 3）、 變電所低壓配電柜需安裝與微機綜合自動化系統(tǒng)配套的測控裝置，即電動機保護測控裝置 MMPR-10H2 ，線路及母聯(lián)保護測控裝置 MLPR-10H2 ， 廠用變壓器保護測控裝置 MTPR-10H2 ，備自投裝置 MBZT-10H ，PT 切換及 低電壓保護裝置。各種保護裝置針對其保護的不同對象 ,完成相應的保護功能 , 例如線路的速斷、方向過流、零序過流、低周減載、母充等保護 ,變壓器的速 斷、過流、過負荷、零序過流以及

9、變壓器本體等保護 ,電動機速斷、過流、堵 轉(zhuǎn)、低電壓、過負荷以及工藝聯(lián)鎖等保護。對于備自投保護裝置 ,就是當檢測 到一進線 （母線）失電 ,且無外部閉鎖的情況下投入另一進線 （母線）,以保證無故 障設備可以繼續(xù)正常運行 ,當線路故障排除以后具有逆向自動恢復功能 ,使無人值班真正有意義。2、井下供電系統(tǒng)的改造方案（ 1）、根 據(jù)我 礦井 下隔爆型高 壓配 電設 備的現(xiàn)行情 況， 高爆 開關(guān)為PJG200-10Y 和 QJGZ150-10 型高壓配電裝置共計8 臺，產(chǎn)于河南濟源礦用電器有限公司。高壓配電裝置使用ZKJB-2000 型微機智能綜合保護裝置本身具備的雙向通訊條件，具有與微機相連的通信接

10、口采用 RS485 接口。此保護裝置具有短路、過載、電纜絕緣監(jiān)視、電流型漏電、功率方向型漏電、高電壓、低電壓保護，跳閘原因記憶查詢功能、模擬故障試驗功能、保護器自檢功能等項基本功能。改造部分是把各高壓配電裝置的通信接口通過網(wǎng)線與KJF42 井下通信分站相連接（KJF42 井下通信分站需購置） ，通過本質(zhì)安全性井下通信分站KJF42 實現(xiàn)信號的上傳和下行，從而實現(xiàn)本系統(tǒng)要求的信息自動化控制管理。（ 2）、井下低壓饋電開關(guān)為 KJZ1-630 共 5 臺、 KJZ1-400 共 4 臺，產(chǎn)于河 南濟源礦用電器有限公司，現(xiàn)使用的 ZB 型智能開關(guān)綜合保護器，此保護器 具有與微機相連的通信接口 采用

11、RS485 接口，改造部分是把各低壓開關(guān)的 通信接口通過網(wǎng)線與 KJF42 井下通信分站相連接，可通過井下通信分站的 RS485 通信接口完成信號的上傳和下行，從而實現(xiàn)本系統(tǒng)要求的同時，減少 了設備的更換， 節(jié)約了費用的支出， 但井下還有30 臺低壓電氣設備需更換為具有與微機系統(tǒng)相連的智能型開關(guān)。七、變電所改造綜合自動化系統(tǒng)特點與優(yōu)點1、 監(jiān)控計算機系統(tǒng)采用珠海萬力達的WLD2100 變電站綜合自動系統(tǒng)。（1） 、 WLD2100 變電站綜合自動系統(tǒng)由監(jiān)控保護單元、通訊管理機、后臺監(jiān)控計算機系統(tǒng)構(gòu)成。監(jiān)控保護單元為間隔層裝置。通訊管理機是通訊樞紐主要負責間隔層設備的通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換及后臺監(jiān)控計算機

12、和上級調(diào)度的通訊。后臺監(jiān)控計算機接收通訊管理機采集的所有現(xiàn)場信息,同時接收現(xiàn)場保護單元發(fā)送的信息進行綜合處理、分析、統(tǒng)計、顯示、打印、事件記錄報警等實現(xiàn)站內(nèi)計算機監(jiān)控功能。（2） 、監(jiān)控計算機系統(tǒng)具有遠程控制功能、數(shù)據(jù)采集與處理功能、統(tǒng)計計算功能、圖表顯示打印功能、歷史事件的追憶和查詢功能、報警功能等等多項功能。大大提高了變電站管理自動化水平。（3）、通訊管理機與后臺監(jiān)控主機間采用以太網(wǎng)通訊,通訊速度可達10 MBps, 并且可通過HUB （交換機）輕松實現(xiàn)多機監(jiān)控。2、井下供電系統(tǒng)改造后特點（ 1）、 改造后的高低壓設備， 都具有遠程通訊功能， 帶有 RS-485 通訊接 口，具備電量計算、

13、功率計算、相電壓、電流值、線電壓、電流值監(jiān)測功能；對高低壓開關(guān)的工作電壓、工作電流、零序電壓，零序電流、開關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、功率、電纜絕緣電阻和開關(guān)整定值進行實時監(jiān)控，并可執(zhí)行遠程離分、合閘及保護試驗；同時具有選擇性漏電保護、過（欠）壓保護、過流保護、相不平衡保護、 PT 斷線保護、風電閉鎖保護、監(jiān)視保護等多項智能保護 以及聲光報警、綜合保護、內(nèi)嵌軟件遠程升級等多項功能。（2） 、改造井下供電系統(tǒng)后，可以徹底解決大面積停電、越級跳閘、原因不明跳閘等問題，使供電安全性得以大幅度提高；供電系統(tǒng)改造后，由鼓掌不確定性變?yōu)楣收蠝蚀_指示和故障預警預報，為事故的處理贏得了大量寶貴時間，減少停電時間、減少因

14、停電而造成的瓦斯積累，避免發(fā)生事故。（3） 、能夠解決井下供電系統(tǒng)開關(guān)型號復雜，設備陳舊，保護不完善，管理困難，維護維修量大等一系列問題，使技術(shù)人員和管理人員隨時能全局掌控整個井下供電系統(tǒng)及各個設備的運行情況，電網(wǎng)故障自動預警預報，為礦井供電的可靠性打下堅實基礎(chǔ)，為礦井的安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。通過礦井變電所供電系統(tǒng)的改造，供電的可靠性得到了很大程度的提高，保護器的故障記憶功能使工作人員可以隨時查詢掉電原因及故障數(shù)值，極大的方便了故障判斷和查找；實施對井下電網(wǎng)的實時監(jiān)測監(jiān)控，使管理人員及時了解供電系統(tǒng)的運行情況，針對負荷大小做出負荷調(diào)整；在處理故障跳閘方面，可以實時、全面的了解每一次操作步驟，

15、防止現(xiàn)場人員在無人監(jiān)控情況下的誤操作，同時減少了崗位人員，提高了勞動率；在開關(guān)負荷變化后， 可以通過遠程操作及時調(diào)整保護整定值，減少現(xiàn)場人員操作上可能犯的低級 錯誤，以上這些都是供電系統(tǒng)改造前沒有也無法比擬的優(yōu)勢和優(yōu)點。鄭宏劉砦（新密）煤業(yè)有限公司變電所綜合自動化控制改造計劃地點八、現(xiàn)用設備名計劃調(diào)研需購置需改造內(nèi)容購置安裝完成時間稱和型號設備名稱時間需把保護裝置型咼壓開關(guān)柜KYN28A變壓器S11-M500/10地 面變 電所低壓配電柜GGD號 YZ-2000 上安裝與綜合自動化系通訊線路統(tǒng)相連的通訊線路需安裝變壓器差動 變壓器差動保護保護裝置裝置TPR-110SD 變壓TPR-110SD器

16、高低后備保護裝變壓器高低后置備保護裝置MTPR-035HB, 綜 合MTPR-035HB,測控裝置綜合測控裝置MMCU-10H低壓配電柜需安電動機保護測 控裝電動機保護測控裝置裝置MMPR-10H2,MMPR-10H2 ，線線路及母聯(lián)保 護路及母聯(lián)保護測測控裝置MLPR-10H2,控裝置變壓器保護測 控MLPR-10H2 , 變壓裝置器保護測控裝置MTPR-10H2,MTPR-10H2 , 備自備自投裝置2016 年5 月2016 年5 月2016 年5 月MBZT-10H ,PT 切換及低電壓保護裝置地現(xiàn)用設備名點需改造內(nèi)容八、稱和型號、隔爆型咼壓配 電需把 ZKJB-2000型裝置微機智能

17、綜合保護井 下 PJG200- 10Y裝置上安裝與綜合自和通訊動化系統(tǒng)相連的變 電 QJGZ150- 10型 線路所MBZT-10H ,PT 切換及低電壓保護裝置計劃調(diào)研需購置購置安裝完成時間設備名稱時間2016 年通訊線路5 月低壓饋電開關(guān)KJZ1-630 和KJZ1-400井 下供 電 低壓防爆開關(guān)系 統(tǒng)需把 ZB 型智能開關(guān)綜合保護器上安裝與綜合自動化系統(tǒng)相連的通訊線路井下有 9 臺饋電開關(guān)和 23 臺真空電 磁起動器需更換為 帶有 ZB 型智能開 關(guān)綜合保護器，需 把 ZB 型保護器上 安裝與綜合自動化 系統(tǒng)相連的通訊線 路2016 年通訊線路5 月更換與綜合 自動化系統(tǒng) 相配套的帶 有 ZB2016 年型智能開關(guān)綜合保5 月護器的智能 開關(guān)和通訊線路地點八、全井下現(xiàn)用設備名需購置需改造內(nèi)容稱和型號設備名稱KJF42 井下通信分站、與地安裝 KJF