第13章 井下变、供电三遥系统.pdf

13-1 第十三章第十三章 井下变井下变供电三遥系统供电三遥系统 第一节第一节 控制对象控制对象 枣泉煤矿分东西二井初期仅建东井后期建西井东井井下设 备总容量 16879kW工作容量 15530kW计算负荷如下 正常涌水时有功负荷 9742.9kW无功负荷 8418.2kVar视在功率 13091kVA功率因数 0.74 最大涌水时有功负荷 10291.6kW无功负荷 9069.4kVar视在功 率 13718kVA功率因数 0.75 按照负荷类型设置采区中部变电所向采区掘进采煤工作面移 动变电站等供电在井底车场设置井下水泵房变电所与水泵房相邻 向主排水泵供电后期作为中央变电所 采区中部变电所内选用 17 台 BGP50-10 型矿用隔爆型高压配电装置 25台BKD16矿 用 隔 爆 型 智 能 型 低 压 自 动 馈 电 装 置2台 KBSG-T-500/10/0.69 500KVA 矿用隔爆型干式变压器10KV 矿用隔爆型 高压配电装置分别向井下水泵房变电所采掘工作面移动变电站等供电 矿用隔爆型干式变压器以 1140V 空压机普掘工作面等供电井下水泵 房变电所分别向 3 台主排水泵供电后期井下水泵房变电所改为中央变 电所除向 3 台主排水泵供电外向采区高压供电和井底车场低压供电 13-2 第二节 第二节 系统配置系统配置 在井下采区中部电所和水泵房变电所设两个控制分站控制分站由 隔爆 PLC 柜等组成控制分站接受井下采区中部电所和水泵房变电所的 信号并传送至地面生产指挥中心 在 10KV BGP50-10 型矿用隔爆型高压配电装置安装电力监控模块 PM3000 和 PlEX 自动输入输出模块由 PM3000 对它们进行数据采集和控 制由 PlEX 自动输入输出模块将信号传输给隔爆 PLC 柜 矿用隔爆型自动馈电装置选择二种方案方案一选用 KBZ 矿用隔爆 型智能真空自动馈电开关通过 KBZ 矿用隔爆型智能真空自动馈电开关 配备的 PlEX 自动输入输出模块将信号传输给隔爆 PLC 柜方案二 选用 KD16 矿用隔爆型智能型低压自动馈电装置自带 WZB-5 型微机监控保护装 置由 WZB-5 将信号传输给隔爆 PLC 柜相连 方案一选用的设备比方案二选用的设备投资高高 80但方案一 选用的设备在大柳塔孙家沟等矿井井下变电所三遥系统中已成功应用 运行正常因此设计暂推荐方案一 隔爆 PLC 柜含操作员终端内电源装置包括 UPS 电源电源装 置的交流电源引自高压进线柜内的 3kVA 变压器 控制分站主机的 1756-DNB Devicenet 接口模块相连 1756-DNB 接口 模块安插在 Controllogis5555 处理器的无源数据背板的插槽里同时在该 插槽上还有 1756-CNBR 通讯模块它直接与控制网连接进行通讯实现 远程控制与电力参数的实时采集进线回路实现互投自锁系统见下图 13-3 附插图 井下采区中部电所三遥控制系统图 13-4 水泵房变电所三遥控制系统图 13-5 第三节第三节 控制原理控制原理 电力数据采集与控制的核心部件是 Rockwell 的电力监控模块 PM3000可完成电压电流功率有功电量及无功电量等参数的测量 与显示该模块配有两个内置大容量的继电器输出接点分别用来进行 BGP50-10 型矿用隔爆型高压配电装置的分合闸操作同时在模块中 可设置保护与报警参数通过继电器输出接点实现微机保护功能通讯 模块包括 RS-232 DFIRemote I/ODeviceNet 和 EtherNetPM3000 的 4 个STATUS 分别采用开关柜的开关信号包括手动/自动 断路器分合状态过流继电器动作信号 和 速断继电器动作信号 开关柜设继电保护及 PM3000 后备保护分站控制器接受所有信息加以 识别处理将开关的运行或故障信号以及电力参数通过控制网上传生产 指挥中心供上位监控主机调用显示及故障报警 PM3000 电力监控模块简介 PM3000 电力监控模块简介 PM3000 是基于微处理器的数字仪表用于集成工业商业和民用电 力系统的测量和计算参数嵌入式微处理器和先进的现场组态通信接口 使该单元既可作为独立的电力监视和控制设备使用又可作为大型能源 监视系统的单元使用 PM3000设备包含了微处理器控制的双口DeviceNet 通信选件该通信选件向 PM3000 提供了两个有效的通信接口主模块设 定所需通信组态参数一个端口支持 DeviceNet另一个端口支持基于 RS-485 的 DF1 协议 产品特性和优点 13-6 电压电流功率有功电量及无功电量等的测量与显示 测量结果的更新速率是 40 到 50 毫秒 每个周波有 90 个采样值 标准的 RS-485 DF1 通讯接口 可选的通讯模块还包括 RS-232 DF1Remote I/ODeviceNet 和 EtherNet CIP/CSP EtherNet CIP/CSP 10 个可配置的设定点 通过控制继电器或可遍程序控制器实现输出控用于培训的演示模 式 通过状态输入点实现输入监视 固态 KYZ 脉冲输出 带时间标签的系统测量值与事件的数据记录 总的谐波崎变 可配置的趋势记录最多可有 45000 个记录 50 个可记录事件74 个最小及最大参数记录 在开关柜上的直接安装无需特制的外壳 无需打开模块即可实现软件升级 下面为与自动化控制系统相配套的高低压柜必须具备的功能 1. 开关柜内有机械和电器联锁装置可保证操作的先后顺序和安全 2. 可选择配置电流反时限保护电流定时限保护选择性漏电保护欠 电压保护过电压保护等确保安全可靠 13-7 3. 具有可预留通讯接口自动化模块空间及接线实现智能化控制 4矿用隔爆型高压真空配电装置主要技术参数 4.1 额定电压 10kV 4.2 最高工作电压12kV 4.3 额定频率50HZ 4.4 额定电流分别为600A5 台400A2 台300A1 台200A6 台100A3 台 4.5 额定短路开断电流25kA有效值 4.6 额定短路关合电流63kA峰值 4.7 额定动稳定电流50kA峰值 4.8 额定热稳定电流25kA有效值 4.9 额定热稳定时间2s 4.10 额定电流开断次数10000 次 4.11 真空断路器机械寿命10000 次 4.12 隔离插销机械寿命2000 次 4.13 额定工作制长期工作制 4.14 额定绝缘水平如表 1 表 1 1 分钟工频耐压有效值 标准雷电波冲击全波峰值 额定电压 对地相间 断路器断口 间 隔离开关断 口间 二次回路对 地 对地 相间断 路器断口间 配电装置装配 完整时隔离开 关断口间 10kV 30kV 34kV 2kV 60kV 70kV 13-8 5 矿用隔爆型高压真空配电装置功能 5.1 适用范围BGP50-10 本配电装置主要用于具有爆炸性危险气体甲 烷混合物的煤矿井下对额定电压至 10kV额定频率 50HZ额定电流 至 630A 的三相交流中性点不接地的供电系统进行控制保护和测量 并可作为直接起动高压电动机之用 5.2 保护功能 采用数字技术多功能综合保护 具有过载 短路 漏电 电 流型或功率方向型可选双屏蔽电缆绝缘监视电网电压过高过低保 护故障原因长期记忆查询功能数码显示电网电压负载电流功能 5.3 配用的高压综合保护装置具有漏电过载断路绝缘监视等保护功 能 5.4 过电压保护功能用于配电时过电压不超过电压峰值的 3.5 倍 用于控制高压电动机过电压不超过电压峰值的 2.5 倍 5.5 欠压脱扣器动作特性符合表 2 要求 表 2 操作电压与额定电压比值 65 85 脱扣器铁芯工作状态 可靠释放 不得释放 可靠吸合 5.6 绝缘监视保护对高压双屏蔽电缆的地线及监视线状况进行监视 其动 作特征符合表 3 规定 表 3 保护工作状态 可靠动作 允许动作 不允许动作 监视线与地线回路电阻 1.5k 0.8-1k 0.8k 监视线与地线间绝缘电阻 5k 13-9 动作时间 0.1s 5.7 具有完善可靠的机械闭锁和电气联锁 6矿用隔爆型智能真空馈电开关主要技术参数 6.1 额定电压1.14kV 6.2 额定频率50HZ 6.3 额定电流分别为400A200A 6.4 额定工作制长期工作制 6.5 分断能力9.5kA 6.6 馈电开关采用 16 位控制器具有漏电闭锁过载短路缺相失 压和漏电保护以及过压欠压指示功能并能与输入输出模块配合 实现远程监控 6.7 馈电开关具有汉字显示功能的液晶显示器显示运行状态运行参 数以及故障显示直观易懂 6.8 馈电开关具漏电/短路和过载/缺相两路故障等信号输出 6.9 具有完善可靠的机械闭锁和电气联锁 第四节 系统功能 第四节 系统功能 一一控制功能 控制功能 系统设就地手动控制现场集中控制和远程遥控三种控制方式 1就地手动控制 13-10 当日常检修或故障处理以及特殊需要时操作人员可直接进行分合 闸操作就地控制采用单路供电线路 2现场集中控制 操作人员在现场可通过主控制柜上的 PLC 人机界面控制器 PANELVIEW进行调整和参数设置 3远程遥控 在这种方式下操作人员只需在地面生产指挥中心采用鼠标操作 就可以完成井下各供电线路的分合闸及故障解除等控制 二二实现功能 实现功能 通过程序设计控制站可实现高低压进线遥控自投互锁高压馈电线 路遥控功能完成状态及参数电压电流功率因数电度等的分 散集中与集中分析区分各种故障类型如过流速断小电流接地与 跳闸回路断线等 在生产指挥中心调度员可对高压柜进行分合闸控制在确认井下 准备就绪安全无误后方可合闸经控制站分析后的数据信息由控制网 上传供调度监控终端显示实时数据及自动绘制历史曲线图表并上传 监控报警机提示及故障信息有利于生产指挥中心人员准确及时地掌握 第一手资料正确指挥生产及时地排除故障