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河南能源义马煤业集团耿村煤矿KJ516电力监控管理系统--变电所无人值守升级技术方案说明书对监控中心系统软件进行升级；对井下损坏的分站和电源箱进行更换；对井下东区4#变电所内高压综保进行更换并接入系统；将已改造变电所内通讯接入的高压综保全部进行改造；在现有系统基础上实现井下高压供电系统的无人值守。北京广大泰祥自动化技术有限公司2014年9月版本号：1.2广大泰祥目录一、概述.............................................................-3-二、方案设计.........................................................-3-三、设计原则及依据标准...............................................-4-四、系统结构设计.....................................................-5-五、更换后的高压保护功能配置.........................................-7-六、系统与主要设备技术指标、参数....................................-11-七、系统配置明细表..................................................-12-八、技术服务和售后支持..............................................-14-耿村煤矿电力监控管理系统变电所无人值守升级技术方案一、概述煤矿井下供电系统的重要组成部分之一是井下变电所，因此井下变电所能否安全运行关系着煤矿的安全生产，也关系着煤矿企业经济运行。井下变电所的服务对象主要为采煤、掘进、运输、通风、排水等生产环节，部分变电所如采区等还存在着瓦斯、煤尘、水等有害介质，事故发生率高，故障排查、停送电周期长，都会影响生产的安全供电，同时由于误操作等人为因素造成的供电事故也时有发生，而变电所每天用于值班和维护的工作人员较多，也降低了劳动生产率。因此，变电所供电系统伴随着煤矿高产、高效的发展，也提出了更为科学化的管理手段，而变电所的无人值守要求也成为了煤矿井下供电系统管理的主要发展方向。二、方案设计2.1耿村煤矿现状耿村煤矿现电力监控管理系统，涵盖了井下中央变电所、井底01变电所、井底02变电所、东三1#变电所、东三2#变电所、东三3#变电所、西四变电所、西一变电所，共计8个变电所，所内高压开关部分采用更换综保的形式接入，部分采用协议转换的形式接入。至今系统已运行近6年时间，在运行期间有部分设备更换，导致现在该系统的监控范围与建设初衷不符，且地面监控设备早已停用，导致与井下无法通讯。而本项目为了修复提高耿村矿供电系统自动化程度，进一步达到变电所无人值守的要求，本方案将在现有系统基础上，对电力监控管理系统进行升级改造。2.2变电所高压系统无人值守方案耿村煤矿为了进一步完善提高供电系统自动化程度，从而达到变电所无人值守的要求，计划在现有基础上对电力监控系统进行升级扩容，主要内容如下：基于目前的电力系统基础，完成变电所无人值守功能要求：本方案新增井下中央变电所、西四变电所、西一变电所内数据传输分站和电源箱，配置为新型的KJ516产品。对系统已实现通讯接入监测进行综保改造，新增对东区4#变电所内高压开关综保的改造和现场通讯构建，最终接入系统。升级电力监控管理系统软件和监控设备，并在电力监控中心新增短信收发器，实现系统报警事件短信发送，确保相关责任人在第一时间获取井下设备的报警情况。完成上述内容后，即实现了耿村煤矿井下变电所内高压供电系统的在线监测监控功能，达到了井下高压系统的无人值守功能要求。三、设计原则及依据标准3.1设计原则所有设备符合《煤矿安全规程》相关要求和矿生产实际需要。系统中产品均采用工业级设计，并通过电磁兼容试验（静电放电抗干扰4级、射频电磁场辐射抗干扰度3级、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级、浪涌冲击抗扰3级、工频磁场抗扰度5级等试验），适应煤矿恶劣环境下工作。系统功能完全达到矿方对监控管理系统的要求，系统运行可靠，人机界面友好，操作简单易用，控制灵活、可靠。充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到系统简单，经济实用。3.2依据的标准GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）MT209-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT210-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT211-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品质量检验规则MT/T899-2000煤矿用信息传输装置MT/T1007-2006矿用信息传输接口GB/T16836-1997量度继电器和保护装置安全设计的一般要求GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗扰度试验GB/T17626.6-1998电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法GB14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T145微机线路保护装置通用技术条件EIARS-251-C《国际串行通讯标准》ISODIS11898《国际现场总线标准》ZBN18-001《工业计算机系统安装环境条件》GB/T13729-92《远动终端通用技术条件》《煤矿安全规程》四、系统结构设计本次系统升级扩容项目，在耿村矿现有系统结构上进行，耿村煤矿现有电力监控管理系统采用应用、控制、网络、设备四层结构组成，本方案在此基础上，对每个层次的设备按需求进行升级或改造，在系统升级后能够实现耿村煤矿井下变电所监控监测系统,为变电所无人值守要求提供条件。4.1监控中心升级耿村煤矿目前运行的电力监控系统处于不正常状态，地面监控中心已有较长时间未使用，监控设备也出现了老化现象，本次系统将对监控中心设备进行更换升级，并对电力监控管理系统软件进行全面升级。4.2通讯设备升级耿村煤矿井下8个数据传输分站有部分已损坏无法正常使用，有部分已出现了设备老化现象，影响正常使用。本方案将对井下8个变电所更换数据传输分站及双路不间断电源箱，以保证井下现场网络的通讯质量，和现场与系统之间的通讯质量良好。4.3东三4#变电所接入4.3.1通讯接入新增的东三4#变电所内没有网络通信条件，该所距离东三3#变电所1500米，本次需要在两个变电所之间铺设一条光缆，用于东三4#变电所的通讯接入。在新增的东三4#变电所内配置一台数据传输分站及电源箱，传输分站上行内置2个光口用于与东三3#变电所连接，下行与监测点之间采用GD-BUS本安型电力监控专用现场总线进行数据传输。4.3.2供电系统接入东三4#变电所内有高压开关17台，开关目前使用的保护器存在精度低、保护功能可靠性低等问题，应矿方要求，本项目将原有高压保护器进行更换，更换为新型智能保护器，以满足系统对监测点综合电参数测量及电能计量、运行状态监视、智能参数设置、远程操作、控制和保护等功能的要求。更换的智能保护器通过保护器的GD-BUS通讯接口，接入所内数据传输分站内的GD-BUS通讯接口，分站上行具备2个光口和2个电口，实现与监控管理系统的通讯。4.4变电所高压综保改造井下中央变电所、井底01变电所、井底02变电所、东三2#变电所、东三3#变电所、东三4#变电所、西四变电所，共计7个变电所内的高压开关原有综保不满足KJ516电力监控管理系统的要求，本次系统将变电所高压开关现用的保护器更换，更换为SGZB-07A系列高压配电装置综合监控保护器，以满足系统对监测点综合电参数测量及电能计量、运行状态监视、智能参数设置、远程操作、控制和保护等功能的要求。需要改造的高压开关明细如下：序号变电所名称高压设备型号数量保护器型号更换后综保型号1中央变电所PBG-口/6Y1ZKJB-2000SGZB-07A11SDZB-G6/10.3CSGZB-07A2井底01变电所PBG-口/6Y5SDZB-G6/10.3CSGZB-07A3井底02变电所PBG-口/6Y5SDZB-G6/10.3CSGZB-07A4东三2#变电所PJG-口/6Y4ZKJB-2000SGZB-07A5东三3#变电所PJG-口/6Y17ZKJB-2000SGZB-07APBG-口/6Y1ZKJB-2000SGZB-07A6东三4#变电所PJG-口/6Y17ZKJB-2000SGZB-07A7西四变电所PBG-口/6Y9ZKJB-2000SGZB-07A合计70表4-1五、更换后的高压保护功能配置5.1针对煤矿的特殊设1）具有后备电源支持延时失压保护，可避免由于雷击、电网电压波动引起的大规模停电现象。2）内置后备电源。监控保护器内置了保护后备电源、操作后备电源和显示通讯后备电源三路独立的后备电源，解决了煤矿开关无后备电源的问题，保证线路故障时开关可靠动作，并避免了开关操作电流对保护装置的干扰，使开关的保护和操作更可靠。3）保护器内置温度检测保护，实时监测开关内部温度，预先发现开关故障隐患，并具有三路扩展温度监测保护接口。4）具有GD-BUS本安冗余通讯接口，专门针对煤矿供电设计的一种总线，兼容CAN和RS485总线，这是煤矿电力监控实时性要求所必须的。5）就地和远程停电检修闭锁功能。供电实现自动化以后，传统停电检修挂牌存在很大安全隐患，存在本地挂牌后远程送电的可能，公司综保在本地可实现停电检修闭锁，开关处于检修状态后只有挂牌本人解锁后才能送电，其他本地、远程均不能操作开关，从根本上解决这种漏洞。6）具有专业的计量功能，采用独立的计量单元，独立于保护单元，在保证计量精度的情况下不影响保护的实时性及可靠性。计量部分按照多功能电度表国家标准设计，具有尖、峰平谷分时计量和最大需量计量，可存储三个月的结算数据，保证计量精度达到0.2级。故障闭锁信号记忆功能。7）特征数据监测功能，可以记录设备运行的特征数据和瞬时数据，反映设备的动态运行过程，考察设备的动态和暂态运行数据，对于设备的运行分析、事故分析和设备的管理有着非常重要。8）更多实用性功能配置：具有四路温度监测试或四路频率量/开关量监测，可挂接各种矿用传感器，实现环境参数、设备运行工况等非电量参数监测，实现综合信息监测；具有定值变更预警，当定值变更时进行预警，并产生事件，防止非法定值变更；录波可设置为故障启动录波、断路器分录波、定值启动录波及手动录波，便于事故分析及供电质量分析；配置本安型遥控器，便于现场进行操作及整定；故障记忆功能，在装置失电时可记录失电原因，对非失压故障可进行故障闭锁。频率f负序电压U2负序电流I2三相电压相角、AC相电流相角绝缘电阻8路开关量监测5.2具有齐全的资质1）通过国家煤矿防爆检验权威部门检验，取得有《防爆合格证》。根据国家最新煤矿安全标志管理办法规定，防爆开关内置保护装置属二类重要设备管理范围，应取得《防爆合格证》，无防爆合格证严禁在煤矿使用。2）通过国家安全生产许可证检验机构检验，取得有《生产许可证》，网上可查，符合国家对保护装置生产许可规定，无生产许可证的产品严禁在煤矿销售。3）通过国家检验机构的四级电磁兼容测试，并具有检测证书，网上可查。确保保护装置在煤矿恶劣环境下可靠工作，解决由于干扰引起保护装置拒动、误动现象。4）具有防止越级跳闸保护设计、操作安全保护、独立计量、温度保护四项专利技术。5.3保护功能1）保护功能