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兗州礦區電力供電系統自動化技術
[ 通信界 / 包秀春1 李劍峰2 1鄒城市高級職業技術學校 2兗礦集團設計研究院 / www.6611o.com / 2010/11/4 20:16:36 ]
 
公司濟寧二號煤礦針對煤炭行業變電所的運行狀況,研究出了一種分布式變電站微機監測管理系統,對于安全生產和科學管理有著非常重要的意義。
  分布式控制系統(DCS)是基于計算機技術、控制技術、通信技術和圖形顯示技術(即4C技術),通過某種通信網絡將分布在工業現場的控制站(分站)、檢測站、控制管理站、工程師站聯系起來,共同完成分散控制和集中操作、管理的綜合控制系統。分布式微機網絡是近幾年來微機技術與通信技術相互滲透迅速發展起來的一門新技術,集中了當代計算機硬件、軟件和通信技術的發展成果,具有良好的可塑性。由于硬件結構簡單、操作使用方便、易于擴展和維修,用戶可以根據不同的需求來選擇系統。
  濟寧二號煤礦110kV變電所系統龐大,采用雙回路電源。室外110kV采用雙母線聯絡和專用旁路母線,有2路110kV出線去濟寧三號煤礦,3臺12500kVA主變壓器承擔全礦負荷。110kV設有線路保護、平行線路保護、距離保護、母線母差保護等繼電保護,主變壓器有過負荷、復合電壓電流、輕重瓦斯、縱差、零序方向等繼電保護。6kV饋出線柜采用二段式保護6kV室設有43臺高壓柜,其中有6臺進線柜、4臺聯絡柜、1臺避雷器柜32臺饋出線柜,母線采用小、雙母線分段。
  該分布式變電站微機監測管理系統具有以下功能:檢測110kV二回路進線、濟寧二號煤礦2路出線及每臺主變壓器的電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量、峰谷電量及功率因數;6kV室各個分盤的電流、電壓、電量;模擬量越限報警及事件順序記錄;開關分合指示、事故跳閘性質指示、模擬圖顯示等。
 
8 變電所綜合自動化保護的整定計算
  隨著自動控制技術的發展,采用計算機技術實現其基本原理的微機智能型綜合保護裝置在礦山的各級變配電所已經得到了廣泛的應用,并且有取代傳統電磁繼電器的趨勢。但是,由于微機智能型綜合保護裝置在有些功能的實現上與以往有所不同,而且增加了一些傳統繼電器(如GL、DL型)所不具備的功能,因此在使用新型綜合保護裝置的保護定值計算時會產生一些疑問,然而當前有關完整介紹此類保護整定計算的參考資料又較為缺乏。為此,兗州礦業(集團)公司設計研究院結合過去整定計算的經驗和有關綜合保護裝置的功能以及保護整定計算的相關規定,對保護整定的計算進行了總結。
  以礦山現場較為常見的10kV電纜線路為例,在計算降壓變電所斷路器保護定值的整定計算中,瞬時電流速斷保護按照躲過線路末端短路時的最大三相短路電流整定,當瞬時電流速斷保護不能滿足靈敏系數的要求時就要裝設限時電流速斷保護;限時電流速斷保護按照躲過相鄰元件末端短路時的最大三相短路電流整定,限時電流速斷保護動作時間取0.5s;過電流保護則按照躲過線路過負荷電流整定,保護動作延時應當考慮與下級保護的時限相配合;單相接地保護按照躲過被保護線路最大非故障接地線路電容電流整定并按最小靈敏系數1.25校驗。
 
  需要注意的問題如下:整定方式及項目應當根據現場的實際要求進行整定;不同廠家的微機保護裝置雖然其原理大同小異,但是對保護功能的設置及各參數的選擇各有不同,應當根據產品說明進行整定計算;在很多情況下零序CT變比不明確,可以通過實測整定:從零序CT一次側通入2.8A電流,測出零序CT二次側的電流數值,該數值即為微機保護裝置的零序定值。
 
9 6kV變電所微機保護系統研制成功
  兗州礦業(集團)公司興隆莊煤礦東風井配有專供井下采區及地面大型設備用電的6kW級變電所一座,主要擔負東風井扇風機、空氣壓縮機及井下東翼采區的供電任務。該變電所建于上個世紀70年代,其繼電保護和監控系統仍然為常規的電磁型或者小規模集成電路,結構復雜、功能單一、可靠性差,對其進行技術改造是勢在必行。為此,他們和山東省煤炭科學研究所共同研制出了6kV級變電所微機保護系統。
  該微機保護系統采用南瑞集團的“變電所BCS-9000型分布式變電站綜合自動化系統”,通過微機化的保護、測控單元采集變電站的各種信息,并對采集到的信息加以分析和處理,借助于計算機通信手段相互交換和上送相關信息,實現變電站運行的監視、控制、協調和管理。此系統有微機總控制柜1個,內含RCS-9698單元2臺,用于站內保護信息的總控;RCS-9662A單元1臺,用于兩段電壓的并列;RCD-9611A單元3臺,用于兩進線開關及母線開關的測控。各饋出線路柜及電容器柜的保護測控裝置采用就地安裝,選用RCS-9611A單元11臺,用于饋出線路柜的測控;RCS-9631A單元2臺,用于電容器柜的測控。配置RCS-9000監控后臺系統,以現有的礦井35kV變電所微機保護系統監控后臺為支持,隨時將東風井6kV變電所數據傳輸到礦井35kV變電所,接受礦井35kV變電所的控制指令。
  整個系統完成站內設備的模擬量和開關量采集與監控功能事件順序記錄功能、故障錄波功能、繼電保護功能、人工操作控制功能及人機對話功能。變電所微機保護系統的各個保護、測控單元保持相對獨立,不依賴通信或其它設備,可自主可靠地完成保護控制功能,迅速切斷和隔離故障。各裝置顯示屏采用漢化液晶顯示裝置,便于閱讀。總控單元提供RCS-232、RS-422和RS-485多種標準通訊接口和多種類型的標準通訊規約,便于聯網,通過計算機通信的形式實現數據共享。
 
10 井下低壓電網智能化綜合保護系統
  兗州礦業(集團)有限責任公司在分析目前煤礦綜合保護系統存在問題的基礎上,研究出了一種新型的智能化綜合保護系統,可以完成井下低壓電網的選擇性漏電保護以及三相對稱短路、相間短路、斷相和過載等保護功能。
  該系統以MSP430單片機為主控核心,零序電流、電壓信號經電流電壓轉換器及電壓傳感器轉換為系統可接受的電流、電壓信號,再配以濾波器、波形變換和信號處理等電路,可完成選擇性漏電保護、相敏對稱短路保護和負序不對稱保護等功能。系統應用軟件采用模塊化程序設計,通用性強、易于查找故障。軟件模塊包括初始化模塊、相敏對稱短路保護模塊、不對稱故障保護模塊、事故處理模塊和液晶顯示模塊。
煤礦井下存在著各種干擾源,如向機車提供直流電能的晶閘管通斷會產生周期性干擾,高低壓真空接觸器、斷路器的頻繁分合會產生隨機性干擾,井下接地線和鐵軌中存在雜散電流干擾等。針對上述干擾源,該系統在電源和信號輸入回路中設計了低通濾波器以消除周期性干擾;在信號傳輸回路中采用光電隔離、模擬對地與數字對地分開等措施以消除電磁干擾;在軟件設計中采用雙循環去極值數字濾波技術以消除系統中的隨機干擾。此外,還設計了軟硬件相結合的“看門狗”電路,以提高系統工作的可靠性。
 
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作者:包秀春1 李劍峰2 1鄒城市高級職業技術學校 2兗礦集團設計研究院 合作媒體:專網通信世界-中國電力通信網 編輯:顧北

 

 

 
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