淺談煤礦井下變電所無人值守系統(tǒng)

雷浪濤

摘 要：煤礦井下變電所作為整個礦區(qū)電網(wǎng)中的一個節(jié)點，擔(dān)負(fù)著礦區(qū)井下所有的用電負(fù)荷，變電所無人值守則為礦井供電發(fā)展的方向，煤礦要實現(xiàn)井下變電所無人值守，首先需實現(xiàn)地面監(jiān)測、控制、修改井下變電所設(shè)備參數(shù)的功能，即實現(xiàn)四遙（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)）功能，同時應(yīng)具備對無人值守變電站的圖像監(jiān)控。煤礦無人職守變電所自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)，對煤礦區(qū)供電系統(tǒng)的精益化管理及礦井的提質(zhì)增效，有著很高的現(xiàn)實和經(jīng)濟(jì)意義。

關(guān)鍵詞：煤礦;井下;變電;無人值守;系統(tǒng)

一、實施方案

在肖家洼井下變電所無人值守的改造中，首先就要實現(xiàn)四遙功能，同時需解決有人值守變電所高開易發(fā)生的越級保護(hù)跳閘的問題，井下變電所通過高壓防越級系統(tǒng)的構(gòu)建，搭建環(huán)網(wǎng)，更換高開保護(hù)器，安裝監(jiān)控分站方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的采集、傳輸、反饋，實現(xiàn)四遙功能且改善原變電所高開的越級跳閘問題。故井下變電所無人值守的關(guān)鍵就在于高壓供電防越級跳閘系統(tǒng)的搭建。

礦井下變電所高開大多采用分段式過電流保護(hù)。按三段式過電流保護(hù)原理，無時限速斷保護(hù)保護(hù)范圍一般為線路全長的80%到85%，帶時限的過流保護(hù)作為主保護(hù)的后備保護(hù)，保護(hù)范圍到下級變電所的開關(guān)以下。而對于短電纜線路的煤礦電網(wǎng)，開關(guān)感受到的下一級首段短路電流和本線路末端短路電流基本上一樣的，開關(guān)無區(qū)分，上下級變電所短路保護(hù)無法進(jìn)行有效配合，這樣，就造成下級變電所的線路短路，上下級短路保護(hù)同時啟動，造成越級跳閘的發(fā)生。同時不易實現(xiàn)地面監(jiān)測、控制、修改井下變電所設(shè)備參數(shù)的功能。

防越級跳閘系統(tǒng)建設(shè)需注意以下事項

1.要切實適合井下開關(guān)移動性大的實際;

2.保護(hù)本地化，監(jiān)控分析遠(yuǎn)程化;

3.高壓開關(guān)的保護(hù)功能要在開關(guān)本地實現(xiàn)，不做集中保護(hù)，盡可能不做遠(yuǎn)程保護(hù)，這樣，保護(hù)功能不依賴于系統(tǒng)，保證在任何情況下都不失去保護(hù);

4.對于一些不是毫秒必爭的監(jiān)控和分析，則在遠(yuǎn)程實現(xiàn)。像錄波分析、諧波分析、電量分析，曲線分析，事故分析等都可以在地面監(jiān)控機(jī)上實現(xiàn);

5.保護(hù)相對獨立，便于開關(guān)的移動互換，變電所的擴(kuò)展，也便于維護(hù)。適合礦井的實際要求;

6.方案簡單、原理可行、接入施工方便，維護(hù)方便才可靠，才實用;

7.環(huán)節(jié)越多，可靠性越低，可維護(hù)性越差;

8.先進(jìn)性、可靠性、實用性相結(jié)合，才真正能夠解決現(xiàn)實問題;

9.保護(hù)器和分站都能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)以及遠(yuǎn)程軟件升級。這樣，更加有利于系統(tǒng)維護(hù)，有利于事故分析。

二、實施過程

（一）無人值守系統(tǒng)搭建

為了實現(xiàn)信號的專網(wǎng)專用，同時保證信號傳輸?shù)目煽啃?、利用已敷設(shè)好的光纖網(wǎng)絡(luò)，將所有變電所的ZBT-11C保護(hù)器的縱差通訊電口利用KJJ157本安通訊轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)換為光纖通訊接口，搭建數(shù)字光纖通道，構(gòu)成光纖縱差專網(wǎng)，通過專網(wǎng)搭建，采集、傳輸、反饋數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)地面監(jiān)測、控制、修改井下變電所設(shè)備參數(shù)的功能，即為井下變電所的無人值守做好準(zhǔn)備工作。

（二）井下變電所無人值守方式

井下變電所無人值守后對變電所高開的操作主要以遠(yuǎn)方操控為主，主控室設(shè)在地面110KV變電站1#樓二層控制室，通過計算機(jī)、通訊接口、光纖通訊環(huán)網(wǎng)、通訊分站等建立遠(yuǎn)控系統(tǒng)，已實現(xiàn)對井下變電所高壓開關(guān)的“四遙”功能，即：

遙測：遠(yuǎn)程測量。采集并傳輸運(yùn)行參數(shù)，包括各種線路上的電壓、電流、功率和負(fù)荷變化等。

遙信：遠(yuǎn)程信號。采集并傳達(dá)各種保護(hù)信號和開關(guān)量信息，達(dá)到防越級功能。

遙控：遠(yuǎn)程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是設(shè)備分合閘，信號復(fù)歸、漏電試驗等。

遙調(diào)：遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。對遠(yuǎn)程的控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，如對整定值調(diào)整、對保護(hù)投退調(diào)整等。

在地面主控室具備對井下變電所實現(xiàn)上述“四遙”功能的基礎(chǔ)上擬將井下變電所轉(zhuǎn)入無人值守。取消原實行四班三運(yùn)轉(zhuǎn)的井下變電所值班員，僅在早班檢修時間安排一名巡檢工入井負(fù)責(zé)巡檢，對所內(nèi)低壓設(shè)備進(jìn)行漏電試驗，負(fù)責(zé)打掃變電所衛(wèi)生等。在110KV變電站主控室，中、夜班各配置一名巡檢工。巡檢工由原井下變電所巡檢工組成，熟知井下變電所供電系統(tǒng)、設(shè)備數(shù)量、規(guī)格、型號、聯(lián)接方式、所帶負(fù)荷等。主控室配置兩名值班員，一主一副，負(fù)責(zé)110KV變電站和井下三個變電所所有設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測、操作等，并填寫相關(guān)記錄。中、夜班巡檢工平常負(fù)責(zé)巡檢110KV變電站電氣設(shè)備、主控室監(jiān)控設(shè)備、通訊設(shè)備等，在井下發(fā)生供電系統(tǒng)故障后，由值班隊領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)事故情況判斷需要下井現(xiàn)場處理時，巡檢工應(yīng)立即受命下井處理事故。

（三）無人值守其他應(yīng)急注意事項

井下變電所無人值守后除早班派一電工巡檢外，中、夜班變電所內(nèi)無人值守。而中、夜班恰為生產(chǎn)時間，電力負(fù)荷處于高峰期，事故可能性增大，無人值守后地面主控室值班員必須認(rèn)真值守，通過計算機(jī)密切關(guān)注井下各種電氣量（線路上的電壓、電流、功率等量值）參數(shù)和負(fù)荷變化情況，并通過視頻監(jiān)控實時監(jiān)測變電所內(nèi)設(shè)備情況，中、夜班位于主控室的巡檢工要加強(qiáng)光纖通訊線路。此外，膠輪車隊?wèi)?yīng)增加一輛應(yīng)急專用車，不得隨意挪作他用，以便于電氣事故的應(yīng)急處理。

三、無人值守的意義分析

井下變電所無人值守后，高壓設(shè)備的大多數(shù)操作將由地面通過計算機(jī)界面完成，減少了配電工就地操作的次數(shù)，提高了人員操作的安全性。

井下變電所無人值守后，由地面供往井下各采掘工作面的高壓線路停送電操作將在地面主控室集中完成，避免了故障發(fā)生后多個配電點同時急于匯報造成通訊占線、調(diào)令受阻的情況和調(diào)度人員難于應(yīng)付的局面。地面集控后，一條線路的停送電全過程將由一個主值負(fù)責(zé)操作，副職監(jiān)護(hù)，在受令操作過程中思路明晰，減少了過多了聯(lián)絡(luò)，增進(jìn)了井下高壓系統(tǒng)停送電過程的安全性。

其次通過地面操作井下高開停送電，避免人工操作可能出現(xiàn)的失誤，保證了操縱人員的安全。肖家洼煤礦變電所無人值守，同時是華電集團(tuán)煤炭板塊第一家也是唯一一家實現(xiàn)變電所無人值守的千萬噸大礦，在華電集團(tuán)煤炭系統(tǒng)具有領(lǐng)先地位和極大的推廣價值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙虎.煤礦井下變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)分析[J].陜西煤炭，2019，38（02）：175-177.