變電所無人值守自動化技術研究

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1.概況

新柏煤礦公司設計生產能力150萬噸，是華亭煤業集團的骨干礦井?，F有地面35KV/6KV、井下中央變電所、1050變電所、770中央變電所共五座變電所，為礦區生產、生活提供電源。原各變電所均采用變電工值班，有人操作的運行模式，各變電所開關生產廠家多，組網困難。為了提高生產效率，協調生產過程中系統間關系，提高電氣設備利用率、安全性能和管理水平，對井上下變配電所的電力系統進行綜合自動化信息集成，建成一個集先進的自動控制，通訊技術，計算機信息技術和現代化管理為一體的電力自動保護與監控系統，從而提高電力系統運行狀況、安全水平、管理水平，實現智能化無人值守。

2.對原變電所系統升級改造

2.1地面變電所。增加1套調度控制集控平臺，35臺自動化保護系統模塊更新，建立數據庫軟件、數據采集軟件、人機接口軟件、畫面生成軟件、報表軟件、通信軟件、診斷軟件等；更換直流充饋電屏、通訊屏、電池組，計量和保護屏；建立專用環網，五防閉鎖系統一套。對12臺低壓抽出式交流開關柜更換，實現能自動分合閘、自動復位、帶電力信息采集、通訊，實現“五遙”功能。安裝無死角視頻系統、溫度傳感器、煙霧報警器、門禁系統、自動噴粉滅火系統。2.2井下變電所。井下中央變電所7臺低壓饋電開關、2臺照明綜保(2005年產品)；1050變電所5臺低壓饋電開關、1臺照明綜保（2008年產品），設備使用年限長，保護裝置落后，且保護器無RS485通訊接口，更換為帶雙RS485通訊接口的新型礦用隔爆兼本質安全型永磁真空饋電開關。變電所各安裝網絡攝像儀、溫度傳感器、煙霧報警器，信號通過電力監控通訊分站傳輸到地面自動化中心；井下三座變電所均安裝門禁系統、增加IP網絡廣播系統，滿足實際各種語音通話需求。

3.實現變電所無人值守自動化系統功能和特點

3.1對井上下變配電所的電力系統進行綜合自動化信息集成，建成自動控制、通訊技術、防越級跳閘系統、計算機信息技術和現代化管理為一體的電力自動保護與監控系統，能夠實現各變電所的集中監控和控制，實時數據上傳、運行參數監測、故障自動報警、遠程復位及合分；實現各變電所電力系統的運行參數監測、運行曲線顯示和狀態模擬顯示，歷史數據和曲線記錄，系統和設備變動事件的顯示和記錄，可查詢任意時段的歷史數據和曲線；實現電網諧波自動檢測。3.2實現礦井電力系統和設備的網絡化微機型智能繼電保護，后臺系統可模擬操作，程序邏輯判斷。解決檢修和停電閉鎖安全保護問題，避免誤送電事故，開關停電檢修期間，可以在上位機上設置開關雙重閉鎖功能，防止檢修誤送電。3.3建立電力監控系統統一時鐘，遠程校時，實現電力系統的遠程和就地計量，具有24時段的峰谷分時計量，具有用電計量統計管理，實現自動化節電管理。3.4實現批量設備程控智能操作，按照預案自動操作、單組操作、聯動操作、可靈活預設和閉鎖，系統界面可能夠根據現場實際組態編輯，可自動執行電力安全預案。3.5實現操作防誤、操作向導、操作記錄、檢修保護、故障保護、操作單管理等安全保護，防止密碼失控越權操作。實現錄波分析，自動記錄事故跳電的電壓、電流等多參數跳電前后的波形，便于確認分析事故，實現報表編輯和自動生成功能。3.6建立變電所無人值守自動化系統專網，具備雙通訊通道，實現高低壓開關、照明綜保等設備的遙測、遙信、遙控、遙調、遙脈、遠程視頻監視功能。3.7監控系統能夠實現實時監視變電所內場景，及時通過圖像能發現異情；并設置門禁系統，有非崗位人員闖入時自動報警設置無人值守硐室自動噴粉滅火裝置系統，實現滅火自動化。3.8礦用電力系統單獨組網示意圖如圖1所示。

4.無人值守變電所系統防越級跳閘創新點

4.1高壓智能保護器增加專用短路閉鎖信號輸出接口、閉鎖信號輸入接口和相應電路，在不改變智能保護器原有短路速斷保護方式（短路時20ms發出速斷跳閘指令）的情況下，在檢測短路電流半個周波（10ms）時發出短路閉鎖信號，閉鎖上級開關速斷跳閘功能，確保不發生短路越級跳閘。4.2增加高壓智能保護器后備電源和瞬時失壓保護模塊控制電路，在不改變開關使用模式和圖1操作模式的情況下，解決開關瞬時失壓跳閘問題。4.3采用零序電壓作為開門條件，零序電流五次諧波功率方向選線，零序功率損耗作為校驗條件，比較成功地解決了通過消弧線圈接地電網的接地選線問題。

5.無人值守變電所運行存在問題和解決方法

5.1無人值守變電所的運行，對巡回、維護人員的專業素質要求高，對突發大面積停電通信網絡、監控及控制系統的后備電源保障還需要完善。5.2解決無人值班變電所的問題，首先應該修訂完善符合實際運行情況的無人變電站管理規章制度，對維修維護人員加強培訓提高職工各種技能并加以約束，同時加強基層管理人員的培訓。雖然無人變電站的使用，改變了變電站維護人員的工作方法，節省了大量的人力財力，但是值班的維修維護和巡檢人員需要一定的時間對無人變電站帶來的工作方式加以適應，所以要在實踐中逐步減少值班維修維護人員的數量，最終實現無人值班，遠程監控維護的目的。

6結論

變電所無人值守自動化技術的綜合應用，節約了人力物力，提高了工作效率，增大了工作的安全可靠性，較大的提升了變電所的事故處理能力，彌補了低壓開關無電量的參數顯示與故障性質顯示以及記錄功能。解決了系統的兼容性和可擴展性，達到了“機械化換人、自動化減人”科技強安的目的，實現煤礦變電所無人值守新的管理模式，達到了礦井供電系統安全可靠運行。

作者:李居鵬 喻剛 單位:華亭煤業集團新柏煤礦公司