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井下+230中央变电所 无人值守监控系统方案设计
编 制： 江 伦 逢 春 煤 矿 机 动 科
2010年2月24日
1系统概述 1.1变电所系统概况
逢春煤矿对电力系统的可靠性和供电质量要求严格。为了提高生产效率，协调生产过程中系统间关系，提高电器设备利用率、安全性能和管理水平，对电力系统进行综合自动化信息集成，建成一个集先进的自动控制，通讯技术，计算机信息技术和现代化管理为一体的电力自动保护与监控系统，从而提高电力系统运行状况、安全水平、管理水平。
通过井下输配电监控分系统建设，实现井下输配电系统的就地控制与地面远程集中控制和综合自动化控制，能够在综合控制中心对井下输配电系统进行远程监测控制和故障判别，实现井下变电所无人值守
井下+230中央变电所主要监控设备见下： 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 高压防爆开关BGP9L-6AK 400A B型进线总开关 2台； 高压防爆开关BGP9L-6AK 200A C型 4台； 高压防爆开关BGP9L-6AK 300A C型 4台； 高压防爆开关BGP9L-6AK 100A C型 2台； 高压防爆开关BGP9L-6AK 400A D型 1台； 高压防爆开关BGP9L-6AK 100A B型 1台；
矿用隔爆低压交流真空馈电开关 KBZ-400 1140/660 2台； 矿用隔爆低压交流真空馈电开关 KBZ-200 4台；
1.2系统目标
为了提高电力设备的利用效率，提高生产的安全水平，防止误操作造成的事故，建设电力保护监控系统，建设目标是：
（1）上传所有电力线路的运行状态，实时数据和故障情况到调度室的计算机，使生产调度可以及时了解电力系统的运行状况。
（2）通过对监测数据进行转换、分析、处理，实现电力系统的集中监控，集中操作，集中管理。
（3）变配电所具备无人值守的基本条件，使操作人员从繁杂的手工事务性劳动中解脱出来。
（4）实现电力系统运行状况，安全管理，历史记录等的综合查询，统计功能。使其成为一个综合性系统工程，既面向设备管理又面向生产管理。
2井下电力四遥系统
井下变电所监测监控系统工程设计包括： 地面监控主站； 井下监控分站；
高压开关综合保护器、智能化低压开关综合保护器。
2.1地面监控主站（设在调度室）
地面监控主站系统的设计采用KJ254型矿用电力监控系统，系统运行示意图如下：
2.1系统功能描述
井下变电所监测监控系统工程将实现配电室无人值守，地面监测、监控井下开关：
(1)、井下配电室开关的适时运行状态（电流、电压、功率因数）上传到地面调度，调度员可以监测、分析运行状况，以便做出正确决断。可以远方修改、设定保护参数。
(2)、地面调度员可以分、合井下配电室开关。可以记录运行中的电流、电压的波形。
(3)、可以记录开关的分、合闸时间次数。
(4)、可以记录事故（跳闸）状态参数，以供事后分析查找原因，作出正确的预防措施。
(5)、可以自动、准确汇总各台开关的电量，有利于全员目标成本管理、节能降耗。
(6)、可以合理调配电力，提高电网运行质量减轻电费支出。
(7)、可以将井下开关情况通过网络上传至管理人员办公室或家中，提供分析和判断的依据，确保命令及时准确下达。
(8)、运行异常（电流过大、电压偏低或偏高）及时报警、跳闸后自动报警，有利于预防事故、防止事故扩大和缩短事故时间。显示功能
在计算机屏幕上动态显示全系统各参数信息，如电流、电压、有功功率等数据
在计算机屏幕上实时显示各开关的运行状态和故障信息。 在计算机屏幕上对开关进行分、合闸操作。保护功能
系统带有过流、断相、欠压、过载等故障显示并及时对开关进行分闸操作、保护设备和电网的正常工作和运行，避免事故和意外发生。
2.2系统功能
KJ254型矿用电力监控系统网络拓扑图
2.2.1设备运行图
该窗口监控系统的设备运行状况。
灰色：表示开关设备与分站通讯中断；
绿色：表示开关设备与分站间通讯正常，开关设备处于分闸状态； 红色：表示开关设备与分站间通讯正常，开关设备处于合闸状态，此时开关设备下方还出现流动的动画效果。
2.3井下监控分站
本系统采用由综合保护器采集开关的各种信号参数和保护信息，通过RS485总线送至井下KJ254-F型井下电力传输分站，将信号集中上传到地面监控计算机。
KJ254-F型矿用隔爆兼本质安全型传输分站（以下简称分站）适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸的危险场所，用作智能化微机综合保护装置或智能化数字采集装置与地面监控中心的通信。KJ254-F分站把智能化微机综合保护装置或智能化数字采集装置监测的各种电参量传送给地面监控中心工控机，同时，把工控机发出的控制指令（分、合闸命令），以及对终端装置参数设定指令传送给智能化微机综合保护装置或智能化数字采集装置来执行工控机的命令。KJ254-F监测监控分站的主要功能：是地面工控机与井下微机综合保护器的信息中转站，利用光缆和网络口，实现信息的交换。从而完成对被控设备的自动控制。
配接设备
地面工业以太网交换机；
内置WZBQ-6型智能化微机综合保护器的QJZ、QBZ、QJG系列矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器；
内置WZB-6G型智能化微机综合保护器的BKD、KBZ、KBZ16系列矿用隔爆型真空馈电开关；
内置GWZB-10型智能化微机综合保护器的BGP、PBG系列矿用隔爆型高压真空配电装置；
其他各种规格的智能化数字式电参量采集装置及仪器仪表；
2.4 KJ254-F电力传输分站组成KJ254-F监测监控分站由TPC064-TB33嵌入式一体化工控机，EDS408-SS-SC光纤收发器，数据接口模块，以及电源模块构成。KJ254-F的数据接口模块与多台智能化微机综合保护器的RS485实时通信，采集开关的监测与保护信息。
2.4.1.TPC064-TB33嵌入式一体化工控机
ARM结构嵌入式低功耗CPU为核心，主频400MHz 6.4’TFT液晶屏，分辨率640x480 四线电阻式触摸屏，分辨率1024x1024 配置USB接口2个 RS232/485接口2个 RJ45接口1个 内置Wince4 操作系统 MCGS6.2全中文工控组态软件 DC24V供电 功率小于30W 使用寿命长达50000小时
2.4.2.MOXA EDS408-SS-SC环网交换机
冗余百兆以太网自愈能力（网络自愈时间
支持基于端口的IEEE802.1Q VLAN和GVRP协议来简化网络规划工作； 支持Qos-IEEE802.1p/1Q和TOS Diffserv；
支持带宽优化的IEEE802.3ad链路聚合控制协议（LACP）; 支持IEEE802.1x和https/SSL来加强网络安全性； 针对不同网络能够提供有效的网络监视和预测能力；
2.5 KJ254－F分站电气性能
额定供电电压：AC660V/380V，1140V、127V电压可根据矿方实际情况选择；工作电流80mA；
整机功率：不大于55W 与微机综合保护器的传输口
传输方式：主从、半双工、RS485(双极性) 传输速率：微机综合保护器传输接口与分站之间1200bps, 传输接口与计算机接口之间9600bps。
传输信号的最大开路电压峰峰值：不大于5V 传输信号的最大短路电流峰值：不大于120mA 传输信号的最大工作电压峰峰值：不大于8.5V 传输信号的最大工作电流峰值：不大于20mA 最大传输距离：2Km（MHYV电缆，线径1.5mm2以上，分布电容≤0.06µF/km，分布电感≤0.8mH/km，直流电阻≤12.8Ω/km）
与地面中心站光端机的传输口
传输方式：半双工 单模光纤 波长1310mm 发射功率：≥－6.5dBm 接收灵敏度：≤－35dBm 最大传输距离：20Km（光纤衰减0.4dB/km） 备用电池正常工作时间：≥3小时
容量：KJ254-F监控分站单台可以并接32路RS485数字量通信口，监测控制32台开关设备；
传输介质：地面中心站到监控分站之间的传输介质为矿用阻燃单膜两芯光缆（波长1310nm，衰减系数0.4dbm/Km）；监控分站到终端保护装置之间的传输介质为矿用阻燃通信电缆(电缆型号MHYVR1×4/1.0，分布电阻为 12.8Ω/km，分布电容为 0.06μ/km，分布电感为0.8mH/km)。
传输速率：地面中心站到监控分站之间光纤以太网传输速率为100Mbps，监控分站到终端保护装置之间RS485信号传输速率为1200bps。
2.6 KJ254－F电力传输分站功能与特点
KJ254-F具有本机初始化和发送，接收，显示功能；能接收并贮存上一级计算机的命令；根据上一级计算机的命令，采集处理各终端装置或传感器的信号，并向上传输。
KJ254-F对6KV高压开关应具备远程监测、监控功能；对1140V或660V、380V低压开关应具备远程监测、监视功能. 对6KV高压真空配电装置远程分、合闸操作； 对6KV高压真空配电装置电力参数实时监测； 对6KV高压真空配电装置额定参数远程、就地设定； 对6KV高压真空配电装置故障状态实时监视； 对1140V或660V、380V低压开关电力参数实时监测； 对1140V或660V、380V低压开关额定参数远程就地设定； 对1140V或660V、380V低压开关故障状态实时监视； KJ254矿用电力自动控制及综合监测监控系统结构框图
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