潘一礦井下供電災害預防監測監控系統

一 建立該系統的目的
1、潘一礦簡介
淮南礦業（集團）有限公司潘一礦是淮南礦業集團首座大型現代化礦井，一九八三年十二月二十六建成投產，設計井型300萬噸，二00七年高定位技改后，核定生產能力500萬噸。是國家重點建設項目，是淮南新區開發的第一塊“試驗田”，在淮南礦業集團公司發展進程中有著重要地位和作用。
2、原有井下供電設備狀況及存在問題
潘一礦井下供電系統電壓等級主要為6KV和660V，設中央變電所一個，從地面供電系統引8根電源進線，設四段獨立運行，向七個主要采區變電所供電，分別是西二大巷變電所，西三大巷變電所，西三13槽變電所，東一大巷變電所，東二大巷變電所，東三大巷變電所，東二11槽變電所，系統采用雙回路供電，每個變電所分兩段開關獨立運行，專設有聯絡開關。
改造前井下供電系統高壓部分主要采用BGP25-6、BGP53-6、BGP9L-6AK等型號高壓防爆開關；低壓部分主要采用KBZ500A/630A、BKDZ400A/500A等型號低壓饋電開關；具有基本的短路、過載、漏電、監視保護功能；綜合保護器精度和靈敏度不高，其內部綜合保護器雖為數字式，但不具有485通訊接口，不具備集中控制功能與新型智能多功能綜合保護器相比，功能存在著較多不足，保護整定不夠方便；開關故障跳電后，只有簡單的指示燈顯示，事故難以判斷，特別是高壓接地故障全靠經驗停送開關判斷查找，不夠直觀易造成事故。
總體來說，井下供電系統改造前的高低壓開關都屬于老型號開關，使用的綜合保護器功能不完善，加之已在井下服役多年，保護誤動作、拒動作和越級跳閘現象時有發生，造成井下供電管理難度大，維修維護困難，不能滿足礦井生產的實際需求，有些故障只需報警卻動作跳閘，漏電保護無選擇性，甚至故障線路不保護跳閘而非故障線路卻誤動作跳閘，造成判斷上的失誤，給故障查找與處理帶來極大困難，嚴重影響了井下供電系統的正常運行。
二、系統的構成和實施方案
針對潘一礦井下開關、綜合保護器及供電系統存在的問題，淮南礦業集團有限公司作出了長遠正確的供電改造計劃，與柳州市騰龍信息科技有限公司鼎力合作，引進計算機應用技術，實施煤礦井下供電系統安全監控，建立安全、可靠、經濟、實用的供電系統。提高開關保護器的動作可靠性、供電系統事故的處理能力及整個礦井的防災抗災能力
2.1本系統由井下6KV高壓監測系統、井下低壓監測系統兩個子系統構成，各子系統之間可以通過數據庫、以太網絡實現數據的高速傳輸以及無縫連接。各系統分別包含調度室監測系統與監測網絡：監測網絡包含井下變電所及各分站監測子系統，具有實時采集各段母線電壓、各分支電流、功率等和斷路器的分、合狀態以及故障信息，歷史數據管理、事故報警、打印報表、定值調試、風電閉鎖和瓦斯電閉鎖等功能。完成信息加工、分析和管理，可對保護裝置遠方定值修改、調整、投退、信號復歸和開關的遙控操作。并將所采集的數據通過現場總線傳到分站，再由分站將煤礦供電系統各設備運行狀態、運行參數、事故信息通過檢測設備、數字通訊網絡直接傳輸到電力調度室。電力調度室監測系統可以自動記錄繪制各種運行曲線、圖表，自動發出事故和越限警報。自動打印發生事故的地點、時間、設備名稱以及當時運行參數和事故類別。模擬屏能夠實時模擬系統的運行狀態，同時調度員能夠通過遠動開關設備控制、調整電力系統中運行的設備。
設備實施方案
2.2技術方案:根據本公司技術負責人員實際下井對潘一礦井下供電系統的考察，針對潘一礦井下中央變電站以及各采區變電所的現場設備以及運行維護情況，結合潘一礦機電工區領導、技術人員的意見，經雙方研究通過制定了潘一礦井下電網安全監控系統技術方案。
井下高、低壓開關改造方案;由于老式的開關存在著老化、失靈，綜合保護器靈敏度不高等問題，最重要的無法利用內部的綜合保護器與監測系統進行遙控遙測。建議將現場原有的高、低壓開關綜合保護器更換為騰龍公司改進型智能保護器綜合保護器。

1）保護器更換情況

潘一礦《煤礦電網重大災害監控預警系統》改造，井下開關保護器目前安裝情況如下表：

2）通信分站安裝情況
3）光纜敷設情況


目前敷設光纜共21300M，初步形成了從地面到中央變電所,中央變電所到西三十三槽變電所、中央變電所到西三十三槽變電所的環形光網絡。
4） 系統軟件介紹：
4.1 系統軟件結構
系統軟件建立在基于NT技術構建的Windows 2000操作系統基礎上，采用通用的SQL Server 2000數據庫系統以及標準的數據接口。采用工業標準的監控組態設計思想設計，系統軟件的結構及數據流程如



4.2網絡構建情況


4.3監控中心機房建設情況


三、系統改造給供電系統帶來的優勢和特點
該系統主要有以下技術特點：
1. 系統涵蓋了井下6KV監測系統、井下低壓監測系統，各子系統之間可以通過數據庫、以太網實現數據的高速傳輸以及無縫連接。
2. 系統具有完善的報警及故障記錄能力，同時系統能夠根據記錄的故障數據在線進行一定程度的故障分析，為技術人員排查故障提供查考，縮短了處理應急事故的時間。
3. 漏電、接地監測及預警：本系統地面監測中心能通過井下數據通訊網絡，采集井下各高、低壓保護裝置的零序電流、零序電壓以及接地電阻數據，實時顯示并記錄，實現對供電系統的漏電、接地狀態監測。、并提供各監測點漏電、接地數據歷史數據記錄供技術人員分析、評價監測范圍內供電系統的絕緣情況。
4. 強大數據發布能力與其完善的網絡功能：系統具有完善的網絡數據發布功能，能將2~400臺保護器聯成網絡，通過使用高性能的中心網絡與數據服務器，任何一臺計算機可以根據其網絡接入方式選擇通過局域網或Internet網按照用戶權限監測系統運行的實時數據及查詢系統的運行記錄。
5. 系統的安全性包括監測中心的數據安全性與監測網絡的各設備安全性，本系統在這兩個方面都作了充分的考慮。
6. 監控分站具備兩個數字端口，同時支持與地面監控中心及開關綜保的雙向數據實時通訊。地面監控中心可通過監控分站遠程遙控高低壓開關的分、合，并實現程序閉鎖。分站具有高可靠性的防雷擊措施，通過電源和信號兩種技術途徑進行有效防雷。
7. 監控分站采用大屏幕漢字液晶顯示，可通過紅外遙控以中文菜單方式設置運行參數，操作直觀方便，停電后可長期保存不丟失。通過高低壓綜保電網監控分站能夠實時顯示電網電壓、負載電流、零序電壓、零序電流、監視電阻（漏電閉鎖電阻值）、開關的工作狀態、故障狀態，實現遠程參數整定、遠程時間效定、遠程試驗控制（漏電監視過載復位）有效性監測。監控分站實現實時采集顯示各段母線電壓、各分支電流等和斷路器的分、合狀態以及故障信息。
8. 監控分站含備用電源，當交流斷電時,分站與傳感器由備用電源供電，可連續供電 2小時以上，保證在停電情況下系統監測數據不丟失；
9. 系統分站有多種系列供用戶優化配置,分站初始化后，可存儲地面中心站對該分站的報警斷電等控制設置,當通訊電纜出現砸斷、短路等嚴重故障時,造成地面中心站與之失去聯系時，井下分站仍能獨立工作不影響其它分站的正常工作。、
10. 綜合保護裝置采用液晶顯示器，配合中文菜單式人機交互界面，操作直觀簡便。運行時可實時顯示功率、當前電流、系統電壓等。
11. 采用晶振計時，所有定時限、反時限延時準確無誤。
四、該系統在潘一現場投入運行的效果
我礦在井下供電系統改造后，設備及系統運行較為穩定。通過對我礦井下供電系統的改造，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跳電原因及故障數值，極大的方便了故障判斷和查找；實施對井下電網的實時檢測監控，使管理人員及時了解供電系統的運行狀況，針對負荷大小作出負荷調整；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，防止現場人員在無人監護情況下的誤操作，同時減少了崗位人員的使用，提高了勞動效率；在開關負荷變化后，可以通過遠程操作及時調整保護整定值，減少現場人員操作上可能犯的低級錯誤等等.
五、該系統建立后的意義
在上級部門領導的不斷關懷和指導下，在我礦有關部門單位的不懈努力和柳州市騰龍信息科技有限公司的協助下，完成了潘一礦井下供電災害預防監測監控系統的工業性試驗。
監測監控系統的完成，解決了我礦井下供電系統開關型號繁雜，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，使技術人員和管理人員隨時能全局掌握整個井下供電系統及各個設備的運行狀況，電網故障自動預警預報，為我礦井下供電系統的可靠運行打下堅實基礎，為我礦的安全生產創造了良好的條件。
監測監控系統的完成，無疑使煤礦供電更加安全、可靠、合理、經濟、實用，減少和避免各種事故發生，保證煤礦安全正常生產；節省大量的人力、物力，提高經濟效益。同時對提高我國煤炭行業的計算機應用水平、整個煤礦供電人員的素質和管理水平、帶動相關行業和產業的快速發展有著巨大的推動作用。