关于井下变电所信息化控制的应用

文/温晓军

1 引言

煤矿井下供电系统的重要组成部分之一是井下变电所，煤矿井下变电所的主要服务对象是采、掘、机、运、通等重要的生产环节，所需的供电负荷较大，并且区域的分布比较散。同时因井下地质条件复杂、环境比较恶劣，使事故的发生几率增大，而且由于生产线比较长，一旦出现故障排查起来比较困难，用时也较长，这就影响了煤矿井下的采区的安全供电。如果对煤矿采区的变电所采取集中监控措施，建立矿井变电所无人值守监测监控系统，就能有效地解决这一难题，无人值守监测监控系统还能有效促进煤矿井下供电系统管理的发展。如杜儿坪煤矿现井下供电网络是由短电缆构成的级联供电网络，变电所之间距离近，短路电流大产生越级跳闸较频繁，传统的高压开关保护装置供电方式所采用的三段式过电流保护原理无法满足选择性保护动作的要求，影响煤矿的安全生产。因此随着煤矿信息化、自动化时代的到来，对煤矿井下变电所信息化建设无人值守的要求非常迫切，电力中心需要集中建设一个信息化调度平台，可以监控电网系统运行情况，以及对井下变电所进行视频监视。增加远程监控系统来满足机电调度对所辖管理进行远程监视与监控，实现机电调度的远程监测监控。

2 集中控制信息化系统的建设

2.1 煤矿井上下监测监控网络系统

2.1.1 信息化网络框架建设

煤矿电网信息化监控系统调度网络的设计原则为配置齐全、功能完善，并能满足控制网络数据的优质、安全和信息传输，监控系统的功能配置必须采用下放的原则，能在间隔层完成的功能不要经过网络与监控的主机来完成。

杜儿坪煤矿井下变电所监测监控系统采用上海山源电子科技发展有限公司的KJ360 矿用电力监控系统进行建设。系统主要由地面调度主站、通讯分站、高低压综合保护器等主要设备组成，覆盖了井下变电所的高压开关、低压开关、照明综保、整流柜等设备，通过对各变电所设备网络进行通讯协议规约，各高低压设备综合保护装置采用工业现场总线网传至每个变电所设置的电力监控分站，然后由电力监控分站组成工业光纤环网方式将数据传至电力调度中心，构成电网安全监控系统。

2.1.2 煤矿井下变电所监控设备装置通讯建设

（1）监控设备的结构。井下各变电所高压开关综合保护采用ZBT-11C 型智能综合保护装置，使用千兆网线与监控分站连接，中间使用本质安全型接线盒将保护连接，综合保护装置与开关装置使用RS485 通讯总线接通，最后经监测监控分站中交换机将各开关综合保护中数据转换为光电信号传输至地面控制中心。

（2）装置的特点。该装置连接系统较稳定，体系结构配置比较灵活方便，接口较开放能满足多功能扩充控制的需要，系统具备较高的兼容性和数据的分析能力。井下每个变电所安装此电力监控分站，并在高爆开关内安装ZBT-11C 级联纵差保护器，操作简单，数据分析直观明了，可通过现场分站屏幕观察到每台设备运行及参数情况。有语音报警装置能随时监听开关运行中出现异常状况。控制时间达到毫秒级，实现快速、准确、高效。

2.2 信息化监测监控系统建设

井下变电所的智能综合保护装置与监控分站之间的现场总线采用RS485 通讯装置，监控分站交换机与地面监控主机链接方式为多模光缆。远程监测监控可实现防越级跳闸，利用差级联动保护装置，实现上下级配合，对现场运行状态的实时监控，实时显示井下变电所用电设备的工作运行状态，系统运行实时反映开关的分合闸状态，包括开关运行的各种参数、正常、事故遥信变位。开关断路器的远程控制，实现开关的远程分，合闸操作。

3 结论

本文通过实例论述了煤矿井下变电所信息化监测监控的应用优越性，通过使用kj360分站接入远程监控系统来实现井下变电所设备保护综合自动化装置的控制，通过光缆网络通讯实现变电所设备的遥信、遥调、遥控、遥视、遥测功能，利用地面主机控制系统装置可以实时监控低压的馈电开关动态与高压配电装置控制。信息化系统与监控主机与监控主机经光缆连接监控主机和煤矿井下变电所综合自动化的装置共同构成测控网络。通过先进的网络技术，自动化控制技术，通信技术实现无人值守变电所。提高了煤矿生产运行的安全性和可靠性，并降低误操作的几率。应用无人值守变电所较大的提升了变电所的事故处理能力，弥补了低压开关无电量的参数显示与故障性质显示以及记录功能。无人值守监控系统实施后，为煤炭企业减少停电事故大约80%，从而增加了生产效率，提高了煤炭企业的经济效益。这不仅能方便管理，而且更重要的是促进煤矿井下的供电管理，确保煤矿的安全发展。