潘一矿井下供电灾害预防监测监控系统

一 建立该系统的目的
1、潘一矿简介
淮南矿业（集团）有限公司潘一矿是淮南矿业集团首座大型现代化矿井，一九八三年十二月二十六建成投产，设计井型300万吨，二00七年高定位技改后，核定生产能力500万吨。是国家重点建设项目，是淮南新区开发的第一块“试验田”，在淮南矿业集团公司发展进程中有着重要地位和作用。
2、原有井下供电设备状况及存在问题
潘一矿井下供电系统电压等级主要为6KV和660V，设中央变电所一个，从地面供电系统引8根电源进线，设四段独立运行，向七个主要采区变电所供电，分别是西二大巷变电所，西三大巷变电所，西三13槽变电所，东一大巷变电所，东二大巷变电所，东三大巷变电所，东二11槽变电所，系统采用双回路供电，每个变电所分两段开关独立运行，专设有联络开关。
改造前井下供电系统高压部分主要采用BGP25-6、BGP53-6、BGP9L-6AK等型号高压防爆开关；低压部分主要采用KBZ500A/630A、BKDZ400A/500A等型号低压馈电开关；具有基本的短路、过载、漏电、监视保护功能；综合保护器精度和灵敏度不高，其内部综合保护器虽为数字式，但不具有485通讯接口，不具备集中控制功能与新型智能多功能综合保护器相比，功能存在着较多不足，保护整定不够方便；开关故障跳电后，只有简单的指示灯显示，事故难以判断，特别是高压接地故障全靠经验停送开关判断查找，不够直观易造成事故。
总体来说，井下供电系统改造前的高低压开关都属于老型号开关，使用的综合保护器功能不完善，加之已在井下服役多年，保护误动作、拒动作和越级跳闸现象时有发生，造成井下供电管理难度大，维修维护困难，不能满足矿井生产的实际需求，有些故障只需报警却动作跳闸，漏电保护无选择性，甚至故障线路不保护跳闸而非故障线路却误动作跳闸，造成判断上的失误，给故障查找与处理带来极大困难，严重影响了井下供电系统的正常运行。
二、系统的构成和实施方案
针对潘一矿井下开关、综合保护器及供电系统存在的问题，淮南矿业集团有限公司作出了长远正确的供电改造计划，与柳州市腾龙信息科技有限公司鼎力合作，引进计算机应用技术，实施煤矿井下供电系统安全监控，建立安全、可靠、经济、实用的供电系统。提高开关保护器的动作可靠性、供电系统事故的处理能力及整个矿井的防灾抗灾能力
2.1本系统由井下6KV高压监测系统、井下低压监测系统两个子系统构成，各子系统之间可以通过数据库、以太网络实现数据的高速传输以及无缝连接。各系统分别包含调度室监测系统与监测网络：监测网络包含井下变电所及各分站监测子系统，具有实时采集各段母线电压、各分支电流、功率等和断路器的分、合状态以及故障信息，历史数据管理、事故报警、打印报表、定值调试、风电闭锁和瓦斯电闭锁等功能。完成信息加工、分析和管理，可对保护装置远方定值修改、调整、投退、信号复归和开关的遥控操作。并将所采集的数据通过现场总线传到分站，再由分站将煤矿供电系统各设备运行状态、运行参数、事故信息通过检测设备、数字通讯网络直接传输到电力调度室。电力调度室监测系统可以自动记录绘制各种运行曲线、图表，自动发出事故和越限警报。自动打印发生事故的地点、时间、设备名称以及当时运行参数和事故类别。模拟屏能够实时模拟系统的运行状态，同时调度员能够通过远动开关设备控制、调整电力系统中运行的设备。
设备实施方案
2.2技术方案:根据本公司技术负责人员实际下井对潘一矿井下供电系统的考察，针对潘一矿井下中央变电站以及各采区变电所的现场设备以及运行维护情况，结合潘一矿机电工区领导、技术人员的意见，经双方研究通过制定了潘一矿井下电网安全监控系统技术方案。
井下高、低压开关改造方案;由于老式的开关存在着老化、失灵，综合保护器灵敏度不高等问题，最重要的无法利用内部的综合保护器与监测系统进行遥控遥测。建议将现场原有的高、低压开关综合保护器更换为腾龙公司改进型智能保护器综合保护器。

1）保护器更换情况

潘一矿《煤矿电网重大灾害监控预警系统》改造，井下开关保护器目前安装情况如下表：

2）通信分站安装情况
3）光缆敷设情况


目前敷设光缆共21300M，初步形成了从地面到中央变电所,中央变电所到西三十三槽变电所、中央变电所到西三十三槽变电所的环形光网络。
4） 系统软件介绍：
4.1 系统软件结构
系统软件建立在基于NT技术构建的Windows 2000操作系统基础上，采用通用的SQL Server 2000数据库系统以及标准的数据接口。采用工业标准的监控组态设计思想设计，系统软件的结构及数据流程如



4.2网络构建情况


4.3监控中心机房建设情况


三、系统改造给供电系统带来的优势和特点
该系统主要有以下技术特点：
1. 系统涵盖了井下6KV监测系统、井下低压监测系统，各子系统之间可以通过数据库、以太网实现数据的高速传输以及无缝连接。
2. 系统具有完善的报警及故障记录能力，同时系统能够根据记录的故障数据在线进行一定程度的故障分析，为技术人员排查故障提供查考，缩短了处理应急事故的时间。
3. 漏电、接地监测及预警：本系统地面监测中心能通过井下数据通讯网络，采集井下各高、低压保护装置的零序电流、零序电压以及接地电阻数据，实时显示并记录，实现对供电系统的漏电、接地状态监测。、并提供各监测点漏电、接地数据历史数据记录供技术人员分析、评价监测范围内供电系统的绝缘情况。
4. 强大数据发布能力与其完善的网络功能：系统具有完善的网络数据发布功能，能将2~400台保护器联成网络，通过使用高性能的中心网络与数据服务器，任何一台计算机可以根据其网络接入方式选择通过局域网或Internet网按照用户权限监测系统运行的实时数据及查询系统的运行记录。
5. 系统的安全性包括监测中心的数据安全性与监测网络的各设备安全性，本系统在这两个方面都作了充分的考虑。
6. 监控分站具备两个数字端口，同时支持与地面监控中心及开关综保的双向数据实时通讯。地面监控中心可通过监控分站远程遥控高低压开关的分、合，并实现程序闭锁。分站具有高可靠性的防雷击措施，通过电源和信号两种技术途径进行有效防雷。
7. 监控分站采用大屏幕汉字液晶显示，可通过红外遥控以中文菜单方式设置运行参数，操作直观方便，停电后可长期保存不丢失。通过高低压综保电网监控分站能够实时显示电网电压、负载电流、零序电压、零序电流、监视电阻（漏电闭锁电阻值）、开关的工作状态、故障状态，实现远程参数整定、远程时间效定、远程试验控制（漏电监视过载复位）有效性监测。监控分站实现实时采集显示各段母线电压、各分支电流等和断路器的分、合状态以及故障信息。
8. 监控分站含备用电源，当交流断电时,分站与传感器由备用电源供电，可连续供电 2小时以上，保证在停电情况下系统监测数据不丢失；
9. 系统分站有多种系列供用户优化配置,分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置,当通讯电缆出现砸断、短路等严重故障时,造成地面中心站与之失去联系时，井下分站仍能独立工作不影响其它分站的正常工作。、
10. 综合保护装置采用液晶显示器，配合中文菜单式人机交互界面，操作直观简便。运行时可实时显示功率、当前电流、系统电压等。
11. 采用晶振计时，所有定时限、反时限延时准确无误。
四、该系统在潘一现场投入运行的效果
我矿在井下供电系统改造后，设备及系统运行较为稳定。通过对我矿井下供电系统的改造，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跳电原因及故障数值，极大的方便了故障判断和查找；实施对井下电网的实时检测监控，使管理人员及时了解供电系统的运行状况，针对负荷大小作出负荷调整；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护情况下的误操作，同时减少了岗位人员的使用，提高了劳动效率；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等等.
五、该系统建立后的意义
在上级部门领导的不断关怀和指导下，在我矿有关部门单位的不懈努力和柳州市腾龙信息科技有限公司的协助下，完成了潘一矿井下供电灾害预防监测监控系统的工业性试验。
监测监控系统的完成，解决了我矿井下供电系统开关型号繁杂，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握整个井下供电系统及各个设备的运行状况，电网故障自动预警预报，为我矿井下供电系统的可靠运行打下坚实基础，为我矿的安全生产创造了良好的条件。
监测监控系统的完成，无疑使煤矿供电更加安全、可靠、合理、经济、实用，减少和避免各种事故发生，保证煤矿安全正常生产；节省大量的人力、物力，提高经济效益。同时对提高我国煤炭行业的计算机应用水平、整个煤矿供电人员的素质和管理水平、带动相关行业和产业的快速发展有着巨大的推动作用。