徐瑩瑩

（西山煤電集團(tuán)電力公司，山西太原，030053）

漳村煤礦是一座始建于1958年的采礦、洗選為主老礦井，隨著礦井開(kāi)采的延伸和礦井自動(dòng)化供電系統(tǒng)不斷的升級(jí)改造，漳村煤礦井下采區(qū)變電所逐漸形成一定規(guī)模，致使礦井供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繁雜。傳統(tǒng)老一代的電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在漳村煤礦多年使用過(guò)程中，頻繁出現(xiàn)內(nèi)存不足，系統(tǒng)卡死，數(shù)據(jù)采集有誤，礦井新設(shè)備與老監(jiān)控系統(tǒng)通信不兼容的情況，監(jiān)控系統(tǒng)多次故障和誤報(bào)信息影響了礦井安全生產(chǎn)，因此為了滿足漳村煤礦長(zhǎng)久發(fā)展和礦井安全生產(chǎn)需要，急需對(duì)原有電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造和前沿性探索應(yīng)用。下面就對(duì)此次漳村礦井電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造與應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

1 漳村煤礦電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

漳村煤礦開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)井下巷道距離長(zhǎng)，供電距離遠(yuǎn)電纜長(zhǎng)，井下各采區(qū)有12個(gè)變電所，地面選煤廠、風(fēng)機(jī)房和生活供電系統(tǒng)有6 個(gè)地面變電所，井下安裝高爆開(kāi)關(guān)168 臺(tái)，地面安裝KYN28 型高壓開(kāi)關(guān)54 臺(tái)。早期漳村煤礦在2007 年安裝使用了MK615 型電力自動(dòng)化監(jiān)控裝置，為了能夠?qū)⑺凶冸娝_(kāi)關(guān)電氣信號(hào)上傳至電力監(jiān)控裝置，對(duì)井下高開(kāi)的綜合保護(hù)改造更換了96臺(tái)，采用改造通信模塊和增加通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置的方式改造開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)60 個(gè)。能夠初步實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控井下和地面全部18個(gè)變電所的信息，但是隨著礦井自動(dòng)化程度不斷升高，設(shè)備更新?lián)Q代速度提高，當(dāng)前使用的電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)就不能全面的監(jiān)測(cè)各個(gè)變電所的運(yùn)行情況，主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：

①礦區(qū)電力系統(tǒng)不能全覆蓋監(jiān)控。初期電力自動(dòng)化監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)時(shí)，井下和地面變電所的高壓開(kāi)關(guān)大部分采取了更換保護(hù)裝置或者通信裝置的方式才基本實(shí)現(xiàn)了電氣信號(hào)監(jiān)測(cè)和部分高開(kāi)的遙控操作功能，在礦區(qū)內(nèi)還有很多新建變電所和改造后的變電所因?yàn)橥ㄐ挪患嫒莶荒軐?shí)現(xiàn)監(jiān)控，還有一些地面重要負(fù)荷（如瓦斯抽放站、立井風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房等）受早期資金和技術(shù)限制也不能將數(shù)據(jù)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)，還需要人員24 小時(shí)值守，隨時(shí)準(zhǔn)備倒閘操作和日常運(yùn)行巡視。

②裝置通信容量不足。漳村煤礦在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中先后新增加了2個(gè)采區(qū)供電和2個(gè)地面變電所供電，原有的電力自動(dòng)化監(jiān)控裝置預(yù)留備用的通信接口就不足支撐接入多余設(shè)備；同時(shí)原有的監(jiān)控系統(tǒng)主要采用電纜通信，在通信速率上最大為100 兆/秒，加之所監(jiān)控的設(shè)備數(shù)量眾多，在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中還受到大型設(shè)備電磁干擾，頻繁出現(xiàn)通信卡頓現(xiàn)象。

③監(jiān)控裝置所監(jiān)控電氣參數(shù)有限。當(dāng)井下發(fā)生開(kāi)關(guān)短路跳閘故障后，調(diào)度監(jiān)控人員不能夠快速知道井下配電室高壓設(shè)備情況以及保護(hù)所報(bào)的故障信息，對(duì)技術(shù)人員排除故障，快速分析事故，以及高壓設(shè)備自我檢測(cè)等功能。

2 漳村煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)改造升級(jí)方案

為了解決當(dāng)前電力監(jiān)控裝置運(yùn)行中存在的問(wèn)題和建設(shè)現(xiàn)代化數(shù)字化礦山發(fā)展目標(biāo)，漳村煤礦于2018年底對(duì)礦井電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了改造升級(jí)，本次改造升級(jí)本著是在原有的電力監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上改造的，對(duì)礦井每一層級(jí)的供電系統(tǒng)按照數(shù)字化、無(wú)人化的監(jiān)控目標(biāo)全面優(yōu)化升級(jí)，主要對(duì)各調(diào)度室電力監(jiān)控主站升級(jí)，各地面和井下的變電所電力監(jiān)控分站優(yōu)化，以及各個(gè)開(kāi)關(guān)柜的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)改造等方面。

2.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主站升級(jí)

在礦井調(diào)度室電力監(jiān)控中心更換安裝了6臺(tái)工業(yè)級(jí)監(jiān)控服務(wù)器，4臺(tái)工業(yè)級(jí)電力監(jiān)控上位機(jī)，為了防止在今后使用過(guò)程中減少電腦病毒入侵的可能性，保障監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)上的運(yùn)行安全可靠，采用了linux中文版操作系統(tǒng)，同時(shí)升級(jí)安裝了6 臺(tái)千兆網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器、6 臺(tái)光纖網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器，1 套獨(dú)立無(wú)間斷電源系統(tǒng)、1 套綜合信息發(fā)布系統(tǒng)。

2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控分站優(yōu)化

在井下和地面的各個(gè)變電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)分站的改造上，在每個(gè)變電所數(shù)據(jù)傳輸分站裝置內(nèi)都新配備了了防爆型千兆光纖交換服務(wù)器，對(duì)于新建的變電所，直接將保護(hù)接入光纖交換機(jī)進(jìn)行通信，將原來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的百兆通信傳輸升級(jí)為千兆傳輸，源頭上避免的傳輸卡頓、信號(hào)丟包、數(shù)據(jù)延遲等情況，并且在各分站之間實(shí)現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)。在保障監(jiān)控分站供電電源上使用了KDW0. 3/660A 型雙回路無(wú)間斷電源裝置，確保在全礦井失電等極端情況下的監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)單元節(jié)點(diǎn)改造

每一個(gè)高爆開(kāi)關(guān)都增加了DMP-5102B 型智能終端，智能終端能夠就地采集開(kāi)關(guān)的位置信息、電氣信號(hào)量以及溫度信息，同時(shí)還能夠與綜保裝置進(jìn)行通信將綜保的保護(hù)動(dòng)作事件信息打包以光纖傳輸?shù)姆绞絺髦帘O(jiān)控分站。此次漳村煤礦電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)改造升級(jí)后的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如下圖1 所示。

圖1 漳村煤礦電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)和視頻聯(lián)動(dòng)應(yīng)用

新增加的智能終端能夠就地采集電氣數(shù)據(jù)的同時(shí)，把各個(gè)開(kāi)關(guān)斷路器的控制回路也接入各個(gè)智能終端，這樣操作人員就能夠在調(diào)度室遠(yuǎn)程控制各個(gè)變電所開(kāi)關(guān)的斷路器分合閘，同時(shí)在各個(gè)變電所無(wú)死角的安裝了?？低暤淖詣?dòng)跟蹤球型攝像頭，在遠(yuǎn)程操作時(shí)將攝像頭對(duì)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)，觀察遠(yuǎn)程操作時(shí)開(kāi)關(guān)的變位情況和運(yùn)行情況，同時(shí)還能對(duì)人員現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)的情況進(jìn)行監(jiān)督和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)。

3 漳村煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)改造升級(jí)后應(yīng)用情況

漳村煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)改造后實(shí)現(xiàn)了全礦井電力系統(tǒng)全覆蓋集中監(jiān)控，同時(shí)利用視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)技術(shù)礦區(qū)內(nèi)的各個(gè)變電所都實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，極大的減少了井下在崗人員在實(shí)際應(yīng)用中具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

3.1 遠(yuǎn)程操作、監(jiān)測(cè)

礦井電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了地面和井下28個(gè)變電所內(nèi)238個(gè)高壓開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，所有開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)都能在礦井調(diào)度室看到和遠(yuǎn)程遙控，便于全局掌握礦井供電情況和緊急狀態(tài)下的應(yīng)急處置。輔助利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠無(wú)死角的看清各個(gè)配電室實(shí)際情況，再通過(guò)各個(gè)高壓開(kāi)關(guān)的腔內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)裝置，能夠及時(shí)分析判斷各開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)事故發(fā)生前的異常溫升能及時(shí)告警，避免了事故的擴(kuò)大化。

3.2 礦井供電電網(wǎng)數(shù)據(jù)集中查詢、研判

電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用后能夠便于集中掌握礦井的日常運(yùn)行負(fù)荷和電網(wǎng)參數(shù)，每個(gè)高壓開(kāi)關(guān)的電流電壓數(shù)據(jù)都能遠(yuǎn)程監(jiān)控和查詢，對(duì)于礦井日后發(fā)展過(guò)程中各出線電纜的選型、變電所負(fù)荷的分配乃至整個(gè)礦區(qū)的電網(wǎng)設(shè)計(jì)都能提供重要數(shù)據(jù)進(jìn)行研判。

3.3 方便電氣故障快速處理

新投入的監(jiān)控系統(tǒng)能夠把各級(jí)變電所開(kāi)關(guān)柜的故障信息集中顯示，如短路跳閘告警、開(kāi)關(guān)變位告警，保護(hù)啟動(dòng)、動(dòng)作告警、漏電跳閘告警等，對(duì)于發(fā)生的各種跳閘事故都能查詢到當(dāng)時(shí)保護(hù)動(dòng)作的故障電流、電壓情況，便于技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)快速分析故障情況，盡早恢復(fù)線路供電。

3.4 實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、減人提效

漳村煤礦電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)改造升級(jí)后實(shí)現(xiàn)了“減人提效”。在電力監(jiān)控系統(tǒng)改造升級(jí)后各個(gè)變電所的全部數(shù)據(jù)都集中到調(diào)度室，每班由2 名經(jīng)驗(yàn)豐富的值班操作人員就能夠值守全礦井的變電所，還能夠進(jìn)行一些日常簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程遙控操作，復(fù)雜的檢修操作只需要派出一支操作隊(duì)即可，因此全礦井的的變電所都全部實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，極大的減少了井下人員。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次漳村煤礦電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)了井下變電所的無(wú)人值守，做到了減人提效，極大的提升了礦井供電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，對(duì)漳村煤礦供電系統(tǒng)的集中化、安全化提供了平臺(tái)支撐。