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1、大型矿井供配电全数字化技术改造张远志,史苏安(平顶山煤业集团公司 十一矿,河南 平顶山467000)摘 要:主要介绍基于K J127电力监测管理系统基本构架,结合平煤集团十一矿现场实际情况,对矿井供配电系统数字化改造的原理和实现的功能及其带来的实际效益进行了分析。关键词:电力监测;模拟显示;监控;远程抄录中图分类号:TD61 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2008)05-0034-03Automation Trausformation of Large Mine Supplies PowerZHANG Yuan-zhi,SHI Su-an(No.11 Coal Mine,Pin
2、gdingshan Mining Industry Group Company,Pingdingshan 467000,China)Abstract:This paper is based on K J127 power monitoring and management system basic framework,and Ping2dingshan mining group of 11 power system automation and the realization of the principle functions and the ac2tual benefit.Key word
3、s:power monitoring;simulation shows;monitor;remote reproduces0 引言平煤十一矿是改扩建中大型矿井,供配电系统十分复杂,13个变电所共400多台开关,系统运行管理相对困难,对电力系统的实时运行情况缺乏科学依据,基本靠人员逐一的抄录和计量,电网运行分流主变压器和增加1个660 V380 V控制变压器。全矿有3台设备(+660 m一台、小二区+620 m、永丰+500 m各1台),3台 25 000元 台=715万元。(3)4 kW及以下局部通风机、1114 kW以下的调度绞车的电机多数电压等级为380 V,必须进行抽头改造。局部通风机4
4、9台 120元 台=01588万元;调度绞车18台 120元 台=0122万元。合计01808万元。(4)永丰+580 m水泵电控改造,配电柜1台 5 000元 台=015万元。5.3 供电系统升压至660 V后,必须增加设备投入(1)永丰、七采区的提升绞车为JT120031000-24绞车,其电压等级380 V,无法进行改压,必须把工作面用电与提升设备用电分开,每个采区需增加1台变压器和1台高爆开关。KS9-100变压器2台25 000元 台=5万元,高爆开关3台 30 000元台=610万元。合计11万元。(2)井下13台计量箱更换,10台 2 100元 台=2110万元。(3)采区变电所
5、JY82-2型检漏继电器更换3台 2 400元 台=0172万元。(4)经检测矿原不合格U型电缆3 502 m,升压后,需更换电缆购买U316+110-1 000 V为3 502 m55元m=21179万元。合计19126万元。(5)经检测不合格的馈电开关6台 6 600=3196万元;启动器5台 2 300=1110万元,计5106万元。(6)经检测不合格的电缆接线盒较多,要更换接线盒80个,计1122万元。6 经济效益比较(1)供电质量提高。(2)电缆截面积降低,年减少电缆投入资金:3 500 m20元m=7万元。(3)电缆线路损耗,年降低约10万kWh015元kWh=510万元。(4)设
6、备故障率降低,年减少设备维修费约315万元。合计1515万元a。7 结束语柯坑矿2007年对井下电压380 V等级升级为660 V。经过改造,不仅提高了线路带负荷能力和供电质量,而且使电压损耗大大降低,同时改善了采区末端的供电质量,提高了供电安全运行系数和工作可靠性,避免了因负荷过大而造成的线路断线事故,减少了停电时间,取得了良好的经济效益和社会效益,值得推广应用。参考文献:1 秦曾煌.电工学M.北京:高等教育出版社,1998.2 煤矿电工手册M.北京:煤炭工业出版社,1995.收稿日期:2007-12-29;修订日期:2008-02-20作者介绍:张远志(1971-),男,河南平顶山人,助理
7、工程师,毕业于平顶山煤矿职工大学矿山机电专业,现在十一矿从事技术管理工作。第27卷第5期2008年5月煤 炭 技 术Coal TechnologyVol127,No15May,2008 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/析和事故分析缺乏参考数据,为优化矿井电力系统,加强系统的科学管理,引进先进的K J127电力监测管理系统,对十一矿电力系统全面改造。实现供电系统运行模拟显示、电力调度工作管理、供电系统监控管理、用电计量管理、安全监控管理、技术资料查询等多种
8、数字化管理。1 改造后电力监测管理系统实现功能1.1 供电系统运行模拟显示反映全矿和各个供电设备、线路的运行状况、运行参数。模拟显示全矿供电网络结构、变配电所位置和供电状态示意图,显示6 kV供电系统供电网络结构、位置和线路带电状态,线路基本技术参数和组成。模拟显示全矿供电系统供电状态,显示全矿供电系统图,以不同颜色显示图中的线路、开关的带电状态,显示监测点的主要数据(图1)。模拟显示各变电所供电系统供电状态,以不同颜色显示图中的线路、开关的带电状态,显示监测点的主要数据1。图1 供电系统示意图1.2 供电系统监控管理1.2.1 监测数据管理(1)显示全矿实时总用电功率、最大需量,地面变电所母
9、线电压、变压器负载率。(2)显示监测点电参数实时监测数据表,内容有:三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、电量。(3)可分别以全矿、任一单位、任一监测点按赋予条件追溯查询任一时段电参数的历史数据表。(4)所有报表均可选择打印输出。1.2.2 供电运行参数曲线(1)显示监测点电参数的实时数据曲线,有三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率等。(2)显示供电系统中的变压器的负载曲线。(3)可追溯查询任一监测点的任一时段的电参数数据曲线,分别有三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数曲线。1.2.3 供电运行管理(1)记录显示各监测点和供电线路的停送电时刻,供电时
10、间。(2)记录显示各监测点和供电线路的低功率因数运行起止时刻和运行时间。(3)记录显示各监测点和供电线路的空载、超载运行起止时刻和运行时间。(4)显示供电系统中的变压器的负载变化率。1.2.4 超限报警纪录(1)自动监测分析过流、超压、欠压、断相、三相电压不平衡、三相电流不平衡等故障,实时报警,并记录报警的监测点名称、编号、报警内容、时间、超限参数、接受人。(2)报警时,主计算机上显示报警的监测点名称、编号、报警内容、时间、超限参数、接受人密码确认输入框,只有经授权获得密码的操作员才能接受报警,并消除报警信息。(3)报警纪录可追溯查询。显示报警时间,故障设备名称、编号、地点,故障类型、参数,报
11、警接受人、接受时间。1.3 用电计量管理1.3.1 用电量自动抄录统计(1)全矿小时用电量、日用电量、月用电量表。(2)按单位和设备(监测点)分别统计显示班、日、月、年用电量报表。(3)按单位和设备(监测点)分别统计显示班、日、月、年的峰、谷、平分时段用电量报表,并附饼格图和直方图。(4)按用电类别统计日、月、年用电量报表,并附饼格图和直方图。(5)电量传感器具备现场显示功能,网络故障时,不影响传感器工作,电量数据不丢失。1.3.2 用电量曲线纪录(1)显示全矿实时用电功率曲线,本日小时用电量曲线,本月份日用电量曲线,本年度月用电量曲线,也可显示为直方图。(2)可追溯查询全矿、任一单位、任一监
12、测点的任一班、日、月、年的用电量曲线。1.3.3 用电量考核计算(1)全矿总用电量、总电费、综合电耗、吨煤电耗第5期 张远志,等:大型矿井供配电全数字化技术改造 35 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/统计计算。(2)测定生产用电负荷,计算和设定各单位、监测点的用电指标。(3)计算各单位、监测点的指标用电量、吨煤电耗、进尺电耗的超余考核表。2 系统方案及原理2.1 基本结构系统由系统管理软件、通讯软件、应用软件和计算机、矿用本安型传输接口、通讯线路避雷器、
13、矿用本安型采集通讯分站、智能电力测控模块、高爆开关监控模块、矿用本安兼隔爆型电量采集箱、互感器组、各种矿用传感器、矿用隔爆兼本安电源箱、矿用通讯电缆等硬件组成。为保证系统的可靠性,本系统采用双机热备,通过两个通讯接口分别与CAN总线通讯线路连接,采集通讯分站按距离远近顺序挂接到CAN总线上,采集通讯分站通过RS485总线与测控模块等传感器连接,控制和采集传感器的数据信号。图3 系统数据流向方框图2.2 硬件方案(1)本系统通讯总线设计为双层结构,主计算机到采集通讯分站为第一层,为减少井上下系统的相互干扰,便于监测线路的安装布置,本系统设计为由一台主机连接井上、下通讯总线的总线布置方案,总线通讯
14、采用CAN总线,由K JJ03C矿用一般兼本安型传输接口与计算机连接,井上、下各K JF03T矿用本安型采集通讯分站并接入CAN总线中,K JF03T矿用本安型采集通讯分站到电量模块或电量传感器为第二层,采用RS485总线。电量模块和电量传感器并接入RS485总线中,由采集通讯分站控制巡检,并对采集的数据计算、汇总、储存,集中打包通过上层CAN总线传输到主计算机。(2)井上和井下变电所防爆型开关,采用本安型高压开关监控模块,安装于高爆开关中,采集电参数,远程操作停送电,采用高压开关中的电源供电。(3)重要设备需监测温度、转速、压力、速度等参数,采用K JF03C采集分站和相应的传感器采集相应的
15、模拟量和开关量信号,通过采集通讯分站传送到系统中。2.3 软件方案(1)主界面采用动态模拟画面,实时显示全部监测点的运行状态和主要监测数据。(2)每个子系统均有单独的模拟动态显示界面、图表界面、系统自检界面,各监测点在界面上的图标均链接有进一步的状态显示界面、图表界面。(3)每个数字量监测点均有实时数据、实时曲线、运行记录、故障记录等数据显示。(4)建立有监测参数数据库、事故参数数据库、设置参数数据库、统计参数数据库、技术资料数据库等,并可对用户公开,主要参数均可追溯查询任一时刻历史数据。(5)系统安全管理根据不同用户的需要授予不同的操作权限,并记录系统参数修改的时间、修改人。(6)系统的图表
16、配有显示分析工具,图表均可直接打印输出,曲线图形可以用鼠标任意放大缩小,统计数据可以以直方图、饼格图显示,方便对监测信息分析交流。(7)系统具有自我检测功能,每个子系统均有自检显示界面,自动监测出故障点的区段,作出对应处理,保证系统在使用时处于完好状态。(8)监测界面和内容可通过局域网采用CS方式传送到其他用户。(9)有大屏幕显示切换控制和视频监视控制软件,在主界面上设置有控制菜单。3 运行效果监测系统运行平稳,系统所实现的功能帮助了管理人员分析问题,为合理指挥生产、预防事故、设备预防检修、事故调查分析、规划用电负荷、制定节电措施提供科学依据,对我矿工况监测和设备故障的诊断奠定基础,提高设备运行的科学管理、合理使用、预知检修和安全运转。参考文献:1 张继雄.变电站自动化系统选型中应注意的问题J.内蒙古电力技术,2005,(2).2 刘严,谭忠富,乞建勋.峰谷分时电价设计的优化模型J.中国管理科学,2005,(5).3 龚强,王津.地区电网调度自动化技术与应用M.北京:中国电力出版社,2005.36 煤 炭 技 术 第27卷 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/