变电所综合自动化控制改造方案

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、安全管理和综合査询等功能，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 弓I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线路双回路进线注变压器2台。变电所的保护、监控系统 均釆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、10RV线路釆用集中组屏方式，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通信接口完成信号的上传和下行，从而实现本系统要 求的同时，减少了设备的更换，节约了费用的支出，但井下还有30台低 压电气设备需更换为具有与微机系统相连的智能型开关。 七、变电所改造综合自动化系统特点与优点 1、监控计算机系统采用珠海万力达的WLD2100变电站综合自动系统。 （1）、WLD2100变电站综合自动系统由监控保护单元、通讯管理机、 后台监控计算机系统构成。监控保护单元为间隔层装置。通讯管理机是 通讯枢纽，主要负责间隔层设备的通讯规约转换及后台监控计算机和上 级调度的通讯。后台监控计算机接收通讯管理机采集的所有现场信息， 同时接收现场保护单元发送的信息进行综合处理、分析、统计、显示、 打印、事件记录报警等,实现站内计算机监控功能。 (2) 、监控计算机系统具有远程控制功能、数据采集与处理功能、统计 计算功能、图表显示打印功能、历史事件的追忆和查询功能、报警功能 等等多项功能。大大提高了变电站管理自动化水平。 (3) 、通讯管理机与后台监控主机间采用以太网通讯,通讯速度可达10 M Bps,并且可通过HUB(交换机)轻松实现多机监控。 2、井下供电系统改造后特点 (1)、改造后的高低压设备，都具有远程通讯功能，带有RS-485通 讯接口，具备电量计算、功率计算、相电压、电流值、线电压、电流值监 测功能；对高低压开关的工作电压、工作电流、零序电压，零序电流、开 关状态、故障状态、功率、电缆绝缘电阻和开关整定值进行实时监控，并 可执行远程离分、合闸及保护试验；同时具有选择性漏电保护、过(欠) 压保护、过流保护、相不平衡保护、PT断线保护、风电闭锁保护、监视 保护等多项智能保护以及声光报警、综合保护、内嵌软件远程升级等多项 功能。 (2) 、改造井下供电系统后，可以彻底解决大面积停电、越级跳闸、原 因不明跳闸等问题，使供电安全性得以大幅度提高；供电系统改造后，由 鼓掌不确定性变为故障准确指示和故障预警预报，为事故的处理赢得了大 量宝贵时间，减少停电时间、减少因停电而造成的瓦斯积累，避免发生事 故。 (3) 、能够解决井下供电系统开关型号复杂，设备陈旧，保护不完善， 管理困难，维护维修量大等一系列问题，使技术人员和管理人员随时能全 局掌控整个井下供电系统及各个设备的运行情况，电网故障自动预警预 报，为矿井供电的可靠性打下坚实基础，为矿井的安全生产创造良好的条 件。 通过矿井变电所供电系统的改造,供电的可靠性得到了很大程度的提 高，保护器的故障记忆功能使工作人员可以随时查询掉电原因及故障数 值，极大的方便了故障判断和查找；实施对井下电网的实时监测监控，使 管理人员及时了解供电系统的运行情况，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 员在无人监控情况下的误操作，同时减少了岗位人员，提高了劳动率；在 开关负荷变化后，可以通过远程操作及时调整保护整定值，减少现场人员 操作上可能犯的低级错误，以上这些都是供电系统改造前没有也无法比拟 的优势和优点。 郑宏刘砦（新密）煤业有限公司 变电所综合自动化控制改造计划 地 点 现用设备名 称和型号 需改造内容 需购置 设备名称 计划调研 购置安装 时间 完成时间 地 面 变 电 所 高压开关柜 KYN28A 需把保护装置型 号YZ-2000上安 装与综合自动化 系统相连的通讯 线路 通讯线路 2016 年 5月 变压器 S11-M50O/1O 需安装变压器差 动保护装置 TPR-110SD、变压 器高低后备保护 装置 MTPR-035HB,综 合测控装置 MMCU-10H 变压器差动保 护装置 TPR-110SD、 变压器高低后 备保护装置 MTPR-035HB ，综合测控装置 MMCU-10H 2016 年 5月 低压配电柜 GGD 低压配电柜需安 装电动机保护测 控装置 电动机保护测 控装置 MMPR-10H2, 2016 年 5月 MMPR-10H2,线 路及母联保护测 控装置 MLPR-10H2,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 线路及母联保 护测控装置 MLPR-10H2， 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 地 点 现用设备名 称和型号 需改造内容 需购置 设备名称 计划调研 购置安装 时间 完成时间 井 下 变 电 所 隔爆型高压配 电装置 PJG200- 10Y和 QJGZ150- 10型 需把ZKJB-2000型 微机智能综合保护 装置上安装与综合 自动化系统相连的 通讯线路 通讯线路 2016 年 5月 低压馈电开关 KJZ1-630 和 KJZ1-400 需把ZB型智能开 关综合保护器上安 装与综合自动化系 统相连的通讯线路 通讯线路 2016 年 5月 地 点 现用设备名 称和型号 需改造内容 需购置 设备名称 计划调研 购置安装 时间 完成时间 全 井 下 安装KJF42井下通 信分站、与地面主 机相连的光纤、光 端机、和与井卜开 关相连的通讯线路 KJF42井下 通信分站、与 地面主机相 连的光纤、光 端机、和与井 下开关相连 的通讯线路 （RS485） 2016 年 5月 监 控 室 需安装电脑（工控 机和显示器），矿井 综合自动化操作软 件、看门狗和相应 的接口、光纤，网 线、光端机 电脑（工控机 和显示器）， 矿井 WLD2100 变 电站综合自 动操作系统、 门狗和相应 的接口、光 纤，网线、光 端机 2016 年 5月 井 下 供 电 系 统 低压防爆开关 井下有9台馈电开 关和23台真空电 磁起动器需更换为 带有ZB型智能开 关综合保护器，需 把ZB型保护器上 安装与综合自动化 系统相连的通讯线 路 更换与综合 自动化系统 相配套的带 有ZB型智能 开关综合保 护器的智能 开关 和通讯线路 2016 年 5月 系 系统相豐通讯线和通讯线路 路 统 郑宏刘砦（新密）煤业有限公司 变电所综合自动化控制 改造方案及计划 工： 机电矿长： 项目负责人： 二o—五年一月