變電所綜合自動化控制改造方案設(shè)計

1、標(biāo)準(zhǔn)文案 鄭宏劉砦（新密）煤業(yè)有限公司 變電所綜合自動化控制改造方案 一、變電所綜合自動化實(shí)施原因 煤礦井上、井下生產(chǎn)過程復(fù)雜，環(huán)境惡劣，自然災(zāi)害多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)和人 身安全。煤礦井上、井下重要崗位監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，對安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、科 學(xué)決策提供了直觀、可靠的手段。 為提高勞動生產(chǎn)率，確保各生產(chǎn)崗位及各變電所高效、 可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，提高礦井 的生產(chǎn)能力和現(xiàn)代化管理水平，特設(shè)計變電所綜合自動化系統(tǒng)?，F(xiàn)有變電所缺點(diǎn)： 安全性、可靠性不高。傳統(tǒng)的變電所大多采用常規(guī)的設(shè)備 ，尤其是二次設(shè)備中 的繼電保護(hù)和自動裝置、遠(yuǎn)控裝置等。電能質(zhì)量可控性不高。各工礦企業(yè)對保 證供電質(zhì)量的要求越來越高。衡量電能質(zhì)量的主

2、要指標(biāo)是頻率和電壓，目前還應(yīng) 考慮諧波問題。實(shí)時計算和控制性不高。供電系統(tǒng)要做到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行，必須及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行工況，才能采取一系列的自動控制和調(diào)節(jié)手段。 現(xiàn)有 的變電所不能滿足向調(diào)度中心及時提供運(yùn)行參數(shù)的要求 ；一次系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工 況,由于遠(yuǎn)控功能不全，一些遙測、遙信無法實(shí)時送到調(diào)度中心；而且參數(shù)采集不 齊,不準(zhǔn)確，因此沒法進(jìn)行實(shí)時控制，不利于供電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。維護(hù) 工作量大。常規(guī)的繼電保護(hù)裝置和自動裝置多為電磁型或晶體管型，接線復(fù)雜且 其工作點(diǎn)易受環(huán)境溫度的影響，因此其整定值必須定期停電檢驗(yàn)，每年校驗(yàn)保護(hù) 定值的工作量相當(dāng)大。 二、實(shí)現(xiàn)變電所綜合自動化的目的 根據(jù)我

3、礦企業(yè)生產(chǎn)供電的特點(diǎn)和管理模式精心設(shè)計， 是以計算機(jī)數(shù)字通訊技 術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程分布式監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)礦高低壓供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測、監(jiān) 控，實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控中心對井下高低壓供電設(shè)備的遙測、遙調(diào)和遙控，并可生成相 關(guān)的供電生產(chǎn)記錄和管理統(tǒng)計報表。可使井下高低壓供電管理實(shí)現(xiàn)無人值守，提 高礦井供電智能化調(diào)度和信息化管理。提高我礦生產(chǎn)自動化工作的科學(xué)性和可靠 性。 1、生產(chǎn)信息化：通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化、整理、挖掘，管理系統(tǒng)對供電 情況進(jìn)行綜合性動態(tài)分析和數(shù)據(jù)管理。 2、 使操作人員從繁雜的手工勞動中解脫出來， 以便從事其他有價值的工作。 3、實(shí)現(xiàn)對供電開關(guān)的集中管理，對網(wǎng)絡(luò)上的各供電開關(guān)進(jìn)行監(jiān)控和處理

4、， 為正常供電提供保障。 4、能夠有效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、安全管理和綜合查詢等功能，使其成為一個綜合 性系統(tǒng)工程。 三、礦變電所綜合自動化改造原則 采用的技術(shù)和設(shè)備必須安全可靠、先進(jìn)實(shí)用、系統(tǒng)開放、易于升級，易于擴(kuò) 展； 具體遵循以下原則： 1、充分考慮我礦的各種具體要求和實(shí)際情況：整個監(jiān)控系統(tǒng)針對地面監(jiān)控 中心、地面控制中心、井下控制分站做出完善的設(shè)計規(guī)劃。 2、采用先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠堵塞安全漏洞及消除因工作人員的失誤而引 起的糾紛，為突發(fā)事件提供依據(jù)； 3、解決就地控制存在的事故隱患，減少各設(shè)備之間相互脫節(jié)、無法充分發(fā) 揮效率的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)就地?zé)o人操作，僅設(shè)巡檢人員。 4、具有高度的可靠性和工作的

5、連續(xù)性，最大限度地減少維護(hù)工作量； 5、結(jié)構(gòu)合理，信息共享，實(shí)現(xiàn)提高指揮效率和生產(chǎn)率，達(dá)到減人提效的目 的，充分考慮日常可能發(fā)生的各種突發(fā)事件，靈活性強(qiáng)； 6系統(tǒng)具有報警自診斷功能，實(shí)時數(shù)據(jù)采集、處理及多種顯示功能。 四、變電所綜合自動化系統(tǒng)特點(diǎn) 1、具有性能優(yōu)良的操作平臺，功能強(qiáng)大，互動性強(qiáng)，用戶可隨供電網(wǎng)絡(luò)的 變化進(jìn)行配電圖設(shè)計，性能穩(wěn)定可靠。 2、在線運(yùn)行的可靠性高。變電所綜合自動化系統(tǒng)可以利用軟件實(shí)現(xiàn)在線自 檢,具有故障診斷功能。 3、供電質(zhì)量高。由于在變電站綜合自動化系統(tǒng)中包括有電壓、無功自動控 制功能，故對于具有有載調(diào)壓變壓器和無功補(bǔ)償電容器的變電站，可以大大 提高電壓合格率，保證

6、供電系統(tǒng)主要設(shè)備和各種電器設(shè)備的安全。 4、后臺機(jī)系統(tǒng)友好、功能完善。后臺機(jī)可通過交換機(jī)與其它局域網(wǎng)連接。 采用平臺式支持多種應(yīng)用軟件，系統(tǒng)模塊化設(shè)計，方便系統(tǒng)擴(kuò)充。具有功能強(qiáng) 大的作圖軟件，大量圖庫,可制作多層多平面的系統(tǒng)圖。實(shí)時多媒體數(shù)據(jù)庫可 錄入語音、圖象等。系統(tǒng)所有的在線修改可在線進(jìn)行。大大提高了變電站運(yùn) 行管理的自動化水平。 5、維護(hù)調(diào)試方便。由于綜合自動化系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)有故障自診斷能力，系 統(tǒng)內(nèi)部有故障時能自檢出故障部位，縮短了維修時間。微機(jī)保護(hù)自動裝置的定 值又可在線讀出檢查，可節(jié)約定期核對定值的時間。 六、我礦變電所綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)造 1、地面變電所改造方案 （1）、10kV

7、線路雙回路進(jìn)線，主變壓器2臺。變電所的保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)均采 用微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)具體要求以及現(xiàn)場環(huán)境提出了相關(guān)的技 術(shù)方案,主變壓器、10kV線路采用集中組屏方式，與后臺監(jiān)控系統(tǒng)一起放置在 高壓控制室內(nèi),10kV保護(hù)裝置型號YZ-2000,分散安裝在各個開關(guān)柜上,并且 每臺保護(hù)裝置均具有RS485通訊接口，通過監(jiān)控系統(tǒng)將所有信息上傳至后臺, 這種方式既節(jié)省空間又方便值班人員的操作和控制。后期改造需要安裝與保 護(hù)裝置配套的微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測各開關(guān)柜、變壓器的運(yùn)行 狀態(tài)和所有參數(shù)，既變電所實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。 （2）、變壓器保護(hù)采用：變壓器差動保護(hù)裝置 MTPR-110SD變

8、壓器高低后備 保護(hù)裝置MTPR-035HBgl合測控裝置 MMCU-10咪實(shí)現(xiàn)對變壓器內(nèi)部故障匝 間短路、相間短路和變壓器外部故障，變壓器接地、過負(fù)荷、過流等的保護(hù) 以及變壓器本體如輕重瓦斯、溫度、壓力釋放等變壓器內(nèi)部保護(hù)。 （3）變電所低壓配電柜需安裝與微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)配套的測控裝置， 即電動機(jī)保護(hù)測控裝置 MMPR-10H2線路及母聯(lián)保護(hù)測控裝置 MLPR-10H2廠 用變壓器保護(hù)測控裝置 MTPR-10H2備自投裝置MBZT-10H PT切換及低電壓 保護(hù)裝置。各種保護(hù)裝置針對其保護(hù)的不同對象，完成相應(yīng)的保護(hù)功能，例如 線路的速斷、方向過流、零序過流、低周減載、母充等保護(hù)，變壓器的速斷

9、、 過流、過負(fù)荷、零序過流以及變壓器本體等保護(hù)，電動機(jī)速斷、過流、堵轉(zhuǎn)、 低電壓、過負(fù)荷以及工藝聯(lián)鎖等保護(hù)。對于備自投保護(hù)裝置，就是當(dāng)檢測到一 進(jìn)線（母線）失電，且無外部閉鎖的情況下投入另一進(jìn)線（母線）,以保證無故障 設(shè)備可以繼續(xù)正常運(yùn)行，當(dāng)線路故障排除以后具有逆向自動恢復(fù)功能，使無人 值班真正有意義。 2、井下供電系統(tǒng)的改造方案 （1）、根據(jù)我礦井下隔爆型高壓配電設(shè)備的現(xiàn)行情況，高爆開關(guān)為 PJG200-10丫和QJGZ150-10型高壓配電裝置共計8臺，產(chǎn)于河南濟(jì)源礦用電 器有限公司。高壓配電裝置使用 ZKJB-2000型微機(jī)智能綜合保護(hù)裝置本身具 備的雙向通訊條件，具有與微機(jī)相連的通信接

10、口 采用RS485接口。此保護(hù)裝 置具有短路、過載、電纜絕緣監(jiān)視、電流型漏電、功率方向型漏電、高電壓、 低電壓保護(hù)，跳閘原因記憶查詢功能、模擬故障試驗(yàn)功能、保護(hù)器自檢功能 等項(xiàng)基本功能。改造部分是把各高壓配電裝置的通信接口通過網(wǎng)線與KJF42 井下通信分站相連接（KJF42井下通信分站需購置），通過本質(zhì)安全性井下通 信分站KJF42實(shí)現(xiàn)信號的上傳和下行，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)要求的信息自動化控 制管理。 （2）、井下低壓饋電開關(guān)為 KJZ1-630共5臺、KJZ1-400共4臺，產(chǎn)于河 南濟(jì)源礦用電器有限公司，現(xiàn)使用的ZB型智能開關(guān)綜合保護(hù)器，此保護(hù)器具 有與微機(jī)相連的通信接口 采用RS485接 口，

11、改造部分是把各低壓開關(guān)的通信 接口通過網(wǎng)線與KJF42井下通信分站相連接，可通過井下通信分站的RS485 通信接口完成信號的上傳和下行，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)要求的同時，減少了設(shè)備 的更換，節(jié)約了費(fèi)用的支出，但井下還有30臺低壓電氣設(shè)備需更換為具有與 微機(jī)系統(tǒng)相連的智能型開關(guān)。 七、變電所改造綜合自動化系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 1、監(jiān)控計算機(jī)系統(tǒng)采用珠海萬力達(dá)的 WLD210變電站綜合自動系統(tǒng)。 （1）、WLD210變電站綜合自動系統(tǒng)由監(jiān)控保護(hù)單元、通訊管理機(jī)、后臺監(jiān) 控計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。監(jiān)控保護(hù)單元為間隔層裝置。通訊管理機(jī)是通訊樞紐， 主要負(fù)責(zé)間隔層設(shè)備的通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換及后臺監(jiān)控計算機(jī)和上級調(diào)度的通訊。 后臺監(jiān)控

12、計算機(jī)接收通訊管理機(jī)采集的所有現(xiàn)場信息，同時接收現(xiàn)場保護(hù)單 元發(fā)送的信息進(jìn)行綜合處理、分析、統(tǒng)計、顯示、打印、事件記錄報警等， 實(shí)現(xiàn)站內(nèi)計算機(jī)監(jiān)控功能。 （2）、監(jiān)控計算機(jī)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能、數(shù)據(jù)采集與處理功能、統(tǒng)計計算 功能、圖表顯示打印功能、歷史事件的追憶和查詢功能、報警功能等等多項(xiàng) 功能。大大提高了變電站管理自動化水平。 (3) 、通訊管理機(jī)與后臺監(jiān)控主機(jī)間采用以太網(wǎng)通訊，通訊速度可達(dá)10 M Bps,并且可通過HUB交換機(jī))輕松實(shí)現(xiàn)多機(jī)監(jiān)控。 2、井下供電系統(tǒng)改造后特點(diǎn) (1)、改造后的高低壓設(shè)備，都具有遠(yuǎn)程通訊功能，帶有RS-485通訊接 口，具備電量計算、功率計算、相電壓、電流值

13、、線電壓、電流值監(jiān)測功能； 對高低壓開關(guān)的工作電壓、工作電流、零序電壓，零序電流、開關(guān)狀態(tài)、故 障狀態(tài)、功率、電纜絕緣電阻和開關(guān)整定值進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并可執(zhí)行遠(yuǎn)程離 分、合閘及保護(hù)試驗(yàn)；同時具有選擇性漏電保護(hù)、過(欠)壓保護(hù)、過流保 護(hù)、相不平衡保護(hù)、PT斷線保護(hù)、風(fēng)電閉鎖保護(hù)、監(jiān)視保護(hù)等多項(xiàng)智能保護(hù) 以及聲光報警、綜合保護(hù)、內(nèi)嵌軟件遠(yuǎn)程升級等多項(xiàng)功能。 (2) 、改造井下供電系統(tǒng)后，可以徹底解決大面積停電、越級跳閘、原因 不明跳閘等問題，使供電安全性得以大幅度提高；供電系統(tǒng)改造后，由鼓掌 不確定性變?yōu)楣收蠝?zhǔn)確指示和故障預(yù)警預(yù)報，為事故的處理贏得了大量寶貴 時間，減少停電時間、減少因停電而造成的

14、瓦斯積累，避免發(fā)生事故。 (3) 、能夠解決井下供電系統(tǒng)開關(guān)型號復(fù)雜，設(shè)備陳舊，保護(hù)不完善，管 理困難，維護(hù)維修量大等一系列問題，使技術(shù)人員和管理人員隨時能全局掌 控整個井下供電系統(tǒng)及各個設(shè)備的運(yùn)行情況，電網(wǎng)故障自動預(yù)警預(yù)報，為礦 井供電的可靠性打下堅實(shí)基礎(chǔ)，為礦井的安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。 通過礦井變電所供電系統(tǒng)的改造，供電的可靠性得到了很大程度的提高， 保護(hù)器的故障記憶功能使工作人員可以隨時查詢掉電原因及故障數(shù)值，極大 的方便了故障判斷和查找；實(shí)施對井下電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控，使管理人員及 時了解供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，針對負(fù)荷大小做出負(fù)荷調(diào)整；在處理故障跳閘 方面，可以實(shí)時、全面的了解每一次操作

15、步驟，防止現(xiàn)場人員在無人監(jiān)控情 況下的誤操作，同時減少了崗位人員，提高了勞動率；在開關(guān)負(fù)荷變化后， 可以通過遠(yuǎn)程操作及時調(diào)整保護(hù)整定值，減少現(xiàn)場人員操作上可能犯的低級 錯誤，以上這些都是供電系統(tǒng)改造前沒有也無法比擬的優(yōu)勢和優(yōu)點(diǎn)。 鄭宏劉砦（新密）煤業(yè)有限公司 變電所綜合自動化控制改造計劃 地 點(diǎn) 八、 現(xiàn)用設(shè)備名 稱和型號 需改造內(nèi)容 需購置 設(shè)備名稱 計劃調(diào)研 購置安裝 時間 完成時間 地 面 變 電 所 咼壓開關(guān)柜 KYN28A 需把保護(hù)裝置型 號YZ-2000上安裝 與綜合自動化系 統(tǒng)相連的通訊線 路 通訊線路 2016 年 5月 變壓器 S11-M500/10 需安裝變壓器差 動保護(hù)裝

16、置 TPR-110SD 變壓 器高低后備保護(hù) 裝置 MTPR-035HB, 綜合測控裝置 MMCU-10H 變壓器差動保 護(hù)裝置 TPR-110SD 變 壓器咼低后備 保護(hù)裝置 MTPR-035HB, 綜合測控裝置 MMCU-10H 2016 年 5月 低壓配電柜 GGD 低壓配電柜需安 裝電動機(jī)保護(hù)測 控裝置 MMPR-10H2 線路 及母聯(lián)保護(hù)測控 裝置 MLPR-10H2 變壓器保護(hù)測控 裝置 MTPR-10H2 備自投裝置 電動機(jī)保護(hù)測 控裝置 MMPR-10H2 線 路及母聯(lián)保護(hù) 測控裝置 MLPR-10H2 變 壓器保護(hù)測控 裝置 MTPR-10H2 備 2016 年 5月 MBZ

17、T-10HPT 切換 及低電壓保護(hù)裝 置 自投裝置 MBZT-10H PT 切換及低電壓 保護(hù)裝置 地 點(diǎn) 八、 現(xiàn)用設(shè)備名 稱和型號 需改造內(nèi)容 需購置 設(shè)備名稱 計劃調(diào)研 購置安裝 時間 完成時間 井 下 變 電 所 隔爆型咼壓配 電裝置 PJG200- 10Y和 QJGZ150- 10型 需把ZKJB-2000型 微機(jī)智能綜合保護(hù) 裝置上安裝與綜合 自動化系統(tǒng)相連的 通訊線路 通訊線路 2016 年 5月 低壓饋電開關(guān) KJZ1-630 和 KJZ1-400 需把ZB型智能開 關(guān)綜合保護(hù)器上安 裝與綜合自動化系 統(tǒng)相連的通訊線路 通訊線路 2016 年 5月 井 下 供 電 系 統(tǒng) 低壓防爆開關(guān) 井下有9臺饋電開 關(guān)和23臺真空電 磁起動器需更換為 帶有ZB型智能開 關(guān)綜合保護(hù)器，需 把ZB型保護(hù)器上 安裝與綜合自動化 系統(tǒng)相連的通訊線 路 更換與綜合 自動化系統(tǒng) 相配套的帶 有ZB型智能 開關(guān)綜合保 護(hù)器的智能 開關(guān) 和通訊線路 2016 年 5月 地 點(diǎn) 八、 現(xiàn)用設(shè)備名 稱和型號 需改造內(nèi)容 需購置 設(shè)備名稱 計劃調(diào)研 購置安裝 時間 完成時間 全 井 下 安裝KJF42井下通 信分站、與地面主 機(jī)相連的光纖、