平煤集团十三矿供电远程监测监控系统技术方案

1、.：.；PAGE 17平煤集团十三矿井下供电远程监测监控系统技 术 方 案 常州市利安矿用设备厂常州市武进矿用设备厂2007-4-15目 录简介 (3)概述 (3)系统根本构成5系统监控功能及主要技术目的9电调中心11电源与接地15安装与调试16技术支持与效力16系统设备报价17一简介常州市利安矿用设备厂(常州市武进矿用设备厂)始建于一九八八年，是煤炭行业消费矿用隔爆型高压真空配电安装和矿用隔爆真空磁力起动器的专业厂家。为了顺应市场经济开展的需求，企业创建了东南自动化研讨所，引进了高科技人才，广泛吸收国内外自动化领域的最新研讨成果，研制具有国内外先进程度的自动化成套技术配备。现已研制胜利KJ1

2、18煤矿井下供电监测监控无人值守的自动化系统、KTK80矿用隔爆兼本安型可编程控制安装以及其配套的传感器如：KGBR2-拉绳急停传感器；KGPR1-跑偏开关；KGS1-速度传感器等新产品，使之更广泛运用于煤矿、电力、港口、冶金等行业。煤矿井下电力系统尤其集中监控、无人值守、电力的调度更为完善合理。工厂将从单一的煤矿产品逐渐开展为电力、港口、冶金，建材等其他各种行业效力，为提高我国工业自动化程度做出新的奉献。企业位于我国经济最昌盛的长江三角洲，312国道江苏省常州戚墅堰段，交通非常方便。厂区占地面积165000平方米，建筑面积62600平方米，是一个花园式的科研单位和制造企业，环境优雅，实力雄厚

3、。现有固定资产8500万元，流动资金5500余万元。2006年销售产值1.25亿，利税2000企业现有职工200余名，技术人员占25%，具有高级技术职称的有18名，其中：教授、研讨员、博士生5名 。下设厂部办公室、营销中心、消费技术中心、质量保证部等部门，消费，检测设备齐全，具有一定实力的消费才干，产品销于全国各大煤矿，质量稳定，尤其是华东各大煤矿，产品覆盖率达80%以上，产质量量深受用户好评。二概述井下供电是煤矿消费的根本动力，全力保证井下电网供电平安将从源头保证煤矿的平安消费，是煤矿企业平安消费的重中之重。如今最迫切的需求是，如何实如今地面对运转中的井下电网信息进展采集、传输、显示，同时进

4、展控制，做到足不出户对井下情况了如指掌、应对及时准确。近年来，煤矿对井下采区变电所及中央变电所配备电力监控系统日益注重，尤其希望采区变电所实现无人值守，采用遥测、遥信、遥控。嵌入式数字处置器采集变电所高、低压开关的电量参数和开关量，实现遥控，已从20世纪90年代流行的单片机主流芯片开展到21世纪初的DSP芯片。主机软件已从WINDOWS环境下的单机版开展到目前开放式组态网络版，支持多种网络协议，如TCP/IP协议等。KJ118远程电力监测、监控系统是一种结合电脑监视控制、信息远间隔 高速传输及煤矿井下供电设备信息实时采集与控制等技术于一身的综合性的监视、控制系统。KJ118变电所自动化系统的优

5、越性有几个方面：1平安性：利用屏幕显示器可以延续监测电力系统的运转情况，及时发现事故，有助于防止事故扩展和缩短停电时间。2经济性：合理地调配电力，为用户减轻电费支出。3提高电网运转质量：运用计算机监测管理平抑电力负荷的峰谷，使电网在较为经济合理的条件下运转。4运转记录自动化。5减员提效、无人职守。6组网功能：利用计算机组成局域网，可以很方便地在各职能部门设置任务站，使各级指点在办公室就可以及时了解到整个电网的运转情况。由于采区变电所位于瓦斯、湿度较大的井下垌室中，环境比较恶劣，电磁干扰极强，客观条件极大的限制了地面电力监测系统直接运用于井下，因此国内不断没有开发出比较胜利的相关产品。常州市利安

6、矿用设备厂在井下高、低隔爆开关及数字化综合维护器的开发、研制及消费方面拥有多年阅历、众多的用户和成熟的技术。在此根底上，开发出了电力监测与电力维护合一的综合维护安装，直接替代采区高、低爆开关的模拟继电维护安装，它不仅能完成过流维护、短路维护、漏电维护、绝缘维护、欠压维护等，而且能将高、低爆开关的分合闸形状及缺点跳闸记录及时传送到电力监测系统的主机，还能实时接纳主机发出的分/合闸命令，完成自动分/合闸，从而实现采区变电所的无人值守。三系统根本构成平煤集团十三矿要求设计的电力监控系统能对井下中央变电所以及各采区变电所的高、低压开关高压配电安装、高压磁力起动器、低压馈电开关的主要电力参数进展延续监控

7、，地面控制中心设在平煤集团十三矿机电科电力调度室。由控制中心用工控机监测变电所的各项电参数，同时也可以随时调看各个变电所的运转情况。变电所系统图见附图1平煤集团十三矿电力监控系统的构成分为三个部分，一是电调中心、二是信息通道、三是远动安装。见以下图1、电力调度中心：电调中心的主要功能：把变电所远动安装传来的监测信息经过计算机屏幕显示出来，变电所发生电力缺点，主机能自动切换到缺点显示画面并启动打印机，打印缺点报表。可以发出分、合闸命令，实现远方控制变电所高低压开关柜分、合闸。电网中心的主要设备有：1台P4研华工控机，配置1台21液晶显示器和1台宽行打印机，一套高速光纤转换器，一套稳压电源系统、U

8、PS不延续电源。光端机将工控机网络转换卡发送的电信息转换成光信号，送到光纤信道，或将接遭到的光信号转换成电信号送给工控机。2、传输信道传输信道采用光纤通讯，速度高，传输间隔 远、抗干扰才干强，用于地面中心站到井下KTK(80)/104分站之间的网络协议通讯。主要设备是光端机和光缆，以及光缆衔接器光缆分线盒。 3、远动安装煤矿井下电力变电所的远动安装RTU主要设备包括KTK(80)/104分站和GZB-ARM-9110型微机综合维护安装、PIR-800智能综合维护器组成。KTK80/104是一种高性能，高可靠性，高电磁兼容性的嵌入式PC机，体积小92mm90mm，网络接口，CANbus/RS32

9、3接口/RS485接口，并行I/O，电子盘接口齐全。KTK(80)/104分站主要功能是采集微机综保安装的电参量，传输到地面电调中心。PC104软件自行开发。PC104的网络接口采用TCP/IP协议与电调中心工控机通讯。PC104的CANbus接口与高爆开关柜的数字维护安装采用异步通讯。GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合维护器，适用于电压等级为10KV和6KV，额定频率为50HZ，三相交流中性点不直接接地的供电系统，是公用的高级智能型综合维护器，可对下属电网及设备实施有效维护。是电力监控系统及煤矿企业管理与控制信息化综合系统的重要组成部分。本维护器主要功能有：电参量采集与丈量、过流

10、、短路、监视、漏电、过压、欠压等维护，以及遥测、遥信、遥控功能。适用于10KV、6KV电网中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的供电及变电系统，广泛用于煤矿地面和井下变电所高压开关柜的电力监控与维护。在有爆炸性气体的采区变电所运用时，应放置在防爆柜内。该产品采用32位ARM嵌入式处置器以及公用的电参量检测芯片和先进的铁电存储技术，性价比高，抗干扰性能强，任务稳定可靠，丈量精度高，维护跳闸灵敏，人机界面全人性化操作，汉字液晶显示，现场红外非接触式以及远程参量整定，运用维护方便。PIR-800馈电开关智能综合维护安装(以下简称维护器)，是国内首先设计胜利的能运用于含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘的煤矿井

11、下智能化多功能综合维护器，能与380V、660V、1140V、及3.3KV等电压等级、最大电流至1000A维护器采用了先进的微处置器，高精度的数据处置及先进的维护算法，具有维护精度高、反响速度快等优点。本维护器能实现总开关漏电维护、分开关选择性漏电维护、漏电闭锁、过载、短路、三相不平衡包括断相、欠压等多种维护功能。4、软件配置本系统主机软件采用自主开发的电力系统公用工控软件，该软件可运转在WindowsXP/Windows200/NT/98环境下。支持局域网，有公用的电力开发版，配备有常用的图元符号和作图软件。工控软件的二次开发就是要将上述功能按照平煤十三矿变电所的详细情况，逐一进展组态，满足

12、用户的特殊监控需求。四、系统监控功能及主要技术目的1. 数据采集功能本系统主机与KTK(80)/104分站采用TCP/IP网络协议通讯，实际上主机能识别的分站数量不受限制。每个分站可接入的微机综保安装根本数量为110个，还可扩展。采集的模拟量遥丈量包括电压、电流、有功、无功、功率因数、电网频率；采集的脉冲量为有功电量和无功电量；采集的开关量为开关分合闸位置辅助接点，以及事故顺序记录等。2. 控制功能主机发送对地址码的分、合闸命令，可实现指定高、低开关的自动分、合闸。3. 计算功能计算电网的功率总加，电量总加，负荷全天最大值、最小值、平均值等。4. 报警1越限报警调度员根据电网内各输电线传输才干

13、，各主要变压器容量，各段母线的电压值等设定上限或下限值，当实测的运转参数越限时，发出报警信号，计算出的参数如电流值、分区负荷值等超越给定的限值时，也按此处置。2开关变位报警开关变位可分为两类：一类是正常操作变位；一类是事故跳闸变位，两者具有不同的报警输出方式。音响输出：遥测越限，开关变位及事故跳闸时，可用不同的频率音响提示调度员。画面输出：在任务站上，利用显示器报警做出提示，在开关变位时，自动跳出分站画面。3报警功能的容量每个遥丈量均可设置越限值两对，每个开关变位均有报警输出。5. 事故追想事故追想功能是电力系统发惹事故时，自动地把缺点的有关信息以文件方式记录下来，供事后分析用，事故追想的结果

14、，可以在任务站屏幕上显示，也可以立刻打印输出，事故追想的文件内容自动存入历史数据库。6.具有一键恢复功能当井下供电出现突发事故，呵斥大面积停电，可根据预先设计好的送电程序，在地面上位机启动紧急形状一键恢复功能，此功能可短时间内恢复变电所供电。7. 趋势曲线趋势曲线功能显示供电网中重要参数随时间而变化的曲线或棒图，供调度员察看这些参数的变化趋势，察看的时间段可以设定，最长为24小时，例如：显示24小时的总负荷变化等。趋势曲线可以是供电网的总有功功率、总无功功率、各分区负荷等，由调度员选定；曲线采样间隔普通是15分钟，曲线总量不超越200条。8. 历史数据存贮历史数据存贮功能是只将电网中重要的参数

15、，如电网总有功功率、总无功功率、各分区负荷、各重要线路功率、中枢点母线电压、总电量、分区用电量等的整点值存在磁盘上，调度运转人员可调看一个月内恣意一天的有关参数或调看对比性参数，如：同一周日的负荷变化等，也可将其打印出来，历史数据的存贮可以转存，作长期保管，硬磁盘上历史数据的存贮时间按六个月思索。9. 显示可以显示各分站构造图、负荷、功率图、数据曲线等画面。10. 报表打印系统接有1台打印机，既能编制各种报表，又能随时打印各种操作记录，事故记录及其它异常信息，打印具有定时、人工、随机三种方式包括画面拷贝。11.音讯登录1事件记录将电网运转中发生的事件，开关变位和继电维护动作的时间时、分、秒、毫

16、秒，开关及维护称号，变位后的形状以及符合次数等登录下来以便报警及检查。2动作登录将调度自动化系统发生的问题，如任务站通讯中断等事件记录下来，以便维修人员检查、分析。12、主要技术目的1系统呼应重要遥测越限传送到主站小于：10秒画面呼应小于： 2秒画面刷新时间： 5秒2主站系统可用率：99.8%3网络速率：10Mbps4可接RTU最大数：110个5通讯误码率：0.0001五、电调中心概述地面电调中心对矿上各变电所的遥测、遥信、遥控是经过各变电所高压开关柜配置的GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合维护器、PIR-800智能综合维护器来实现的。GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合

17、维护器、PIR-800智能综合维护器、采用32位ARM嵌入式处置器以及公用的电参量检测芯片和先进的铁电存储技术，经过交流采样法直接监测电力系统高、低压开关柜的电网二次侧交流信号，经过数字信号处置，算出电压、电流、有功、无功、功率因数、工频频率等电气参量，传送给KTK(80)/104分站，其主要特点为：综合维护安装放置在高、低压开关柜内，体积小、功能强、接线方便。直接采集交流信号：电网二次交流信号PT100V，CT5A经过丈量用互感器线性变换为1V左右的交流信号，进展A/D采样，无需再配电量变送器，丈量精度较高，便于运用与维护。测控功能齐全：具有“三遥功能遥测、遥信、遥控及电度脉冲计数丈量功能，

18、还能完成事件顺序记录等。现场总线规约：GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合维护器、PIR-800智能综合维护器挂接在CANbus现场总线上，与KTK80104分站通讯。可扩展PC104的CANbus接口，实现每台综合维护安装与PC104的一对一实时通讯。e. 高性能、高灵敏性：电参量丈量精度为0.5%。SOE(事件顺序记录)分辨率为220ms可选电压、电流变化，维护整定参数可在线修正，硬件资源配置灵敏。f. 完善的数字式维护功能，具备高、低压开关柜的短路、过载、漏电、电缆绝缘、过压以及开关分合闸形状的实时监控维护。友好的人机接口：采用105汉字字符液晶显示器，配合菜单式人机交互界面，

19、操作直观简便。运转时显示电压、电流、功率等。上下位机闭锁功能：当高压开关停电检修中，为防止遥控误送电，高压综合维护安装设置一个闭锁开关，通知主机，使主机暂时解除对该综合维护安装的监控，高压开关可就地停送电。只需解除闭锁信号，才恢复主机遥控功能。低压真空馈电开关添加了远方检漏功能后，经过上位机对井下变电所内的低压开关发出检漏命令，低压真空开关内的维护器接纳到命令就可实现检漏实验，并把本机开关检漏实验能否胜利的信息实时前往给上位机，上位机将对信息进展实时记录，并对远方检漏实验结果和线路发生真正漏电进展区别2. 组成及功能模块1KTK(80)/104型分站由嵌入式PC104模块，+5VDC/400m

20、A电源等组成，放置在隔爆箱内。配置一个网卡接口和一个CANbus接口，网卡接口与高、低压开关柜中的综保安装通讯，聚集各开关柜的监测信息。2GZB-ARM-9110型嵌入式综合维护器主要由ARM主控制模块、交流采样模块、CAN通讯模块和I/O模块以及人机接口等组成，任务原理框图如图2所示。键盘键盘基于ARM的嵌入式微控制器程序存储器数据存储器缺点报警液晶显示屏交流模拟量采集开关量输入采集人机接口CAN通讯接口嵌入式控制中心形状指示通讯接口继电器分合闸单元执行机构红外接口 3PIR-800智能综合维护器由采样电路、检验电路、主控板、显示屏等四部分组成。电流传感器为穿芯式，可直接穿在三相母线上，便可

21、获得与一次侧电流成正比的电流信号。主控板是对采集的信号进展处置，一方面能实时地在液晶屏上显示出系统形状参数，如三相电流及电压值等等；另一方面在出现缺点时能根据缺点性质决议脱扣跳闸的时间，显示并记忆缺点相关参数，以便用户查询。显示屏上有六个按键，经过简单操作可随时对维护器的动作参数进展整定。其原理图如框图3所示:液晶显示液晶显示WDT 微 处 理 器维护执行实时信号采样光电隔离开关量输入CAN通讯接口 供电主线路空心电流互感器复式电源4隔离器模块：高、低压开关柜中综合维护器送出的串行信号经隔离器隔离，实现隔爆信号与本安信号的隔离。5整机环境要求运转环境温度范围：-10+湿度要求：小于95%不结露

22、大气压力：66-108 kPa接地电阻符合GB2887的规定六电源与接地1概述为了保证电力监测系统的可靠任务，我们把可以影响系统正常运转的干扰源进展了分析比较，以为要使系统可以正常任务，必需在电源供应和接地处置上提出一定的措施来阻止或抑制干扰的影响。2供电系统根据电力监测系统的任务性质和特点，系统要求供应电力调度中心和RTU两个独立可靠的电源，该电源回路内不应接入其它任何负载，以保证电源的稳定性。控制中心的电源由矿方提供双电源。供应计算机及外设部分的电源，先经过交流稳压电源，保证电源的稳定度，然后再参与不延续电源安装，以保证在一回路电源失电或瞬延续电时，不影响整个系统的正常运转。UPS容量应可

23、以保证系统在交流断电后系统维持正常任务60分钟。使系统数据不至于丧失。为了使系统电源任务之间尽量减少相互关扰，计算机部分任务电源与其它电源分开单独供电。3接地系统接地线的干扰是计算机系统的主要干扰之一，良好的接地系统是计算机正常任务和设备完好的重要保证。所以电力监测系统主站和从站都要具有独立的接地系统，并且要采取适当的措施，使接地电阻满足如下要求：1逻辑接地信号接地和功率接地电阻小于1.5欧姆。2平安接地的接地电阻不大于4欧姆。3防雷维护接地的接地安装与功率接地安装相距5米4系统主站的计算机机房采取防静电措施和防潮、通风及防雷处 维护措施。5对系统中的设备最好外加屏蔽罩，防止外界高压辐射干扰对

24、系统弱电回路的影响，一切的屏蔽罩都连在一同与系统的平安接地连在一同。4防雷措施由于电力调度中心的设备安装在机电调度室内，调度室的防雷系统因覆盖了本系统的设备部分，可以不予思索。同时，本系统的电源及相关设备都有一定的防雷设计和措施。通讯的信道采用穿管埋地单独铺设。安装时尽量防止高压电力线或其它通讯线网。七安装与调试71技术方案设备安装之前，该当做好以下任务：1根据现场情况选定每个设备的详细安装位置；2详细阅读每个产品阐明书，按要求做好下井前的测试；3预备好以下工具：光缆焊接机、光功率计、网络压线钳、网络测试仪、万用表、各种扳手、螺丝刀、斜口钳、钢丝钳、笔记本电脑等。72调试设备安装终了后，即可以通电测试，测试根据各个设备运用阐明书的阐明进展。八技术支持与效力系统的技术支持、安装调试、售后效力由常州市利安矿用设备厂常州市武进矿用设备厂全面承当。本公司是集综合性开发、消费运营、工程安装为一体的高新技术企业，在