关于煤矿变电站电力综合自动化系统探讨

关于煤矿变电站电力综合自动化系统探讨

闫恪想 张志峰

淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿 山东省济宁市 272000

摘要：矿区变电站担负电能传输、分配、监测、控制和管理的任务，变电站的安全运行可以有效保障煤矿的生产安全以及生活用电。应根据实时采集到的数据，通过远程计算机的快速计算和智能处理，获得最经济的运行方式，基于此，本文对自动化系统的问题以及煤矿变电站电力综合自动化系统的对策进行了分析。

关键词：煤矿变电站；综合自动化系统；问题分析；解决策略

1 自动化系统的问题

1.1 测量数据不准

在运行过程中，保护装置的后台监控有时会出现测量的数据不准确的现象。检查后发现，后台数据库的间隔设置、单个点名的配置、监控画面的定义、装置地址的配置以及通信状况等都处于正常的状态，保护装置本身测量的数据也是正常的。但是，数据在从装置到监控的输入过程中出现了问题。

经过一些列的具体分析，并对各台装置进行检查，最终发现保护装置的地址和测量数据不准的装置的地址一样，因此，怀疑出现问题的原因是地址冲突，通过对地址进行重新设定，后台数据恢复正常。这种情况的发生并不是偶然性事件，装置在投入运行后通常可以正常运行，但如果其中一个装置的CPU出现损坏并更换，就可能会出现异常。维修人员在更换阶段，用其他的装置或插件将其代替，并将地址进行修改，而当损坏的插件经过返厂维修，运回来后，工作人员将其直接安装到原来损坏的装置里，原来的地址没有改变，装置在同时运行的过程中，就会发生地址冲突，导致后台数据不准，问题较为严重时，还会出现操作上的失误，应该引起工作人员的重视。

1.2 信息误报

很多煤矿电厂采用的是分层分布式的通信结构，分散和集中相结合的控制方式。保护单装置进行分散安装时，多是安装在单个设备的间隔内部，与主控室的距离较远。通信的方式常采用现场总线式。通信线采用的是平衡双绞线。接线方式是三线制接入法，将接收数据、接地以及发送数据三角相连。双绞线的传输速率和其长度成反比，线越长，传输速率越低。因此，只有在100kb/s的速率下，才能采用规定的最长的电缆，在较短的距离时，才能达到最高的传输速率。通常而言，100m的双绞线传输速率最快也只有1Mb/s，过于长的双绞线会导致整个网络速度放缓。现场总线式通常采用的是RS-485通信，如果通信线太长，又配置有很多的装置，铜线管理机器的通信接口的接入电阻随之增大，就会导致传输的信号不稳定，这一系列的情况，都会成为误报信息的祸源。

2 煤矿变电站电力综合自动化系统的对策

2.1 机械系统的维护保养

采煤机因是采用多电机传动、电机全部横向布置的总体设计，整体结构简单可靠，各大部件间只有联接关系而无传动环节，减少了传动点及密封点，对维护保养工作来讲非常方便的。

行走部的牵引由两台定量斜盘式轴向柱塞马达带动，截割部由两台150kW矿用隔爆型三相异步交流定子强迫水冷电动机带动，摇臂回转采用小绞轴结构，没有机械传动，回转部分的磨损与截割传动的齿轮啮合无关，因此机械部分的检修保养以检查油位和倾听运行声音为主，以各部件联接紧固的检查为主。各润滑腔要按照规定分别注入N220、N320极压工业齿轮油和2L-3锂基润滑脂，油位要适当，同时要保证油质，油质变坏要及时更换，有渗漏现象要及时处理，绝不允许无油运行。需要注意的是摇臂分为两个润滑油池，分界面是在行星减速机构太阳轮上的一个骨架油封，当摇臂升高时，使行星头中的油不会流入齿轮箱中造成行星机构缺油而损坏；当摇臂下落时，油也不能进入行星头中，使行星头中油不会因过多过满而发热，所以摇臂查油要分开检查。如果采煤机行动中发出异响，要及时停机检查，必须找出异响点和原因，切不可使采煤机带病运行。

2.2 分布式保护测控装置功能

用于煤矿变电站综合自动化系统的保护测控装置主要有：馈线保护测控装置、电容器保护测控装置、变压器保护测控装置等。功能介绍如下。

（1）馈线保护测控装置。该装置主要是对6kV或10kV电压等级经消弧线圈接地的馈线系统进行保护测控。具有三相一次重合闸保护、零序过流保护、二段定时限过流保护等功能，且其操作回路具有独立性，支持脉冲输入。

（2）电容器保护测控装置。该装置主要对单Y、双Y、Δ形接线的并联电容器组进行保护测控，用于6kV或10kv电压等级的中性点经消弧线圈接地或不接地低压系统当中。具有过电压或者低电压保护、过载保护、二段定时限过流保护等功能，且其操作回路具有独立性。

（3）主变压器差动保护装置。该装置主要是对35~110kV的变压器进行差动保护。具有差动保护、非电量保护、过载保护等功能，支持脉冲输入。

2.3 电气系统的检修与改造

电控箱应定期维护，开盖检查时应严格保护防爆面，盖板扣盖时密封圈一定要镶在槽内，避免出槽压坏，防止井下潮气浸入电控箱内，应保持电控箱内清洁、干燥。采煤机在使用中要定期检查电缆，电机绝缘，连接线和紧固件是否松动。采煤机电机为电压1140V隔爆型电机，定子强迫水冷，绕组里面埋设有一组温度保护接点，当电机内部温度达到155℃时，控制系统动作，切断主电源而停机。

该采煤机的电气控制系统采用了较为先进的可编程序控制器（PLC），液晶显示屏和信号传输技术，控制方便，牵引能力强，该系统运行需要相对稳定和清洁的工作条件，维修技术含量要求较高。但由于综采工作面现场条件恶劣，地质变化较大，经常遇到硬岩及断层，采煤机运行过程中振动剧烈，不能为PLC的运行提供相对稳定的运行条件，致使先进的控制系统不能发挥其应具有的技术素质，经常出现采煤机不启动和不自保的故障，严重制约综采产量的提高，针对这一问题，根据矿井下地质条件的特点，自行设计采用中间继电器控制三台电动机分别启动、停机的电气控制系统，并采用电动机综合保护器实现对电机过流、漏电、短路、缺相等多项综合保护，甩掉了PLC控制系统。由于考虑全面，充分预想到了井下作业现场中存在的不利因素，特别在电器减震上做了大胆创新，新的电控自投入使用以来创造了安全运行两年无事故的纪录。需要注意的是在测量电缆、电机绝缘时应将电机综合保护器（JDB）的绝缘监测线摘除。

3 结束语

在煤矿变电站综自系统运行一段时间后，会出现不同类型的问题，有些是维护人员不了解设备特点导致的，有些是设备固有设计问题。无论是何种原因，要求操作人员认真分析，进一步熟悉综合自动化系统，掌握更多综合自动化技术，以确保煤矿安全供电。

参考文献：

[1]陈吉. 电力综合自动化系统与变电站继电保护研究[D].华北电力大学,2015.

[2]王晶,涂恒方.对电力自动化中变电站综合自动化系统安全运行的探讨[J].科技展望,2015,25(06):76.

[3]徐伟丽,徐亚军.煤矿变电站综合自动化系统常见问题及分析[J].中州煤炭,2014(08):99-100.