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1、（冶金行业）李阳矿电力监控系统方案李阳矿电力监控系统技术方案 电光防爆科技（上海）有限公司2011年2月目 录第一章、电力监控系统需求分析3一、李阳矿井下电力系统现状3二、系统建设目标3三、电力保护监控系统监测点分布表4四、系统最终实现的要求41电力保护监控系统的要求42、监控中心的功能：53电力保护监控系统覆盖的范围6第二章 电力监控系统设计7一、KJ254（A）电力监控系统概况7二、KJ254（A）电力监控系统组成7三、KJ254（A）电力监控系统结构图8四、李阳矿电力监控系统总体方案9五、李阳矿电力监控系统改造项目9六、李阳矿KJ254（A）电力监控系统效果图10第三章 主要设备简介11
2、一、地面监控主站111、主站系统112、系统功能描述123、系统软件功能13二、井下监控分站：211、KJ254-F（A）运行环境222、防爆型式：223、配接设备224、KJ254-F（A）电力传输分站组成235、KJ254-F（A）电气性能：236、KJ254-F（A）电力传输分站功能247、KJ254-F（A）井下监控通讯分站安全性:248、KJ254-F（A）矿用隔爆兼本质安全型监测监控分站运行界面26三、高爆开关和高压开关柜保护器261、高爆保护器的主要特点272、保护特性282.1过载保护特性282.2速断保护特性282.3定时限过流保护特性292.4漏电保护特性292.5电缆绝缘
3、保护特性292.6失压保护特性292.7过压保护特性302.8风电瓦斯闭锁保护特性302.9越级闭锁保护特性30四、馈电开关保护器30第四章 施工方式及施工条件32第五章 服务32第六章 主要设备明细表33第一章、电力监控系统需求分析一、李阳矿井下电力系统现状李阳矿井下现有2个变配电所，需要接入电力监控系统的开关分别为:井下中央配电所11台高爆开关，10台馈电开关，移动变电站2台，采区变电所9台高爆开关，9台馈电开关，移动变电站2台，且各开关的保护装置均为智能化带通讯接口的综合保护器目前，李阳矿井下供电系统的运行，各个开关的停送电由生产调度根据生产需要电话指挥变电所值班人员操作。由于生产调度不
4、能及时了解电网的运行情况和线路的故障情况，往往不能很好地进行负荷调配和在需要时及时启用备用线路，一般要等生产现场反馈信息后再与变、配电所电话联系，待变、配电所值班人员查清情况后才能做出决定。因此会造成长时间不能及时送电，影响生产，甚至误操作造成事故。为了解决目前井下供电系统的各种问题，李阳矿计划建设井下电力监控系统，并进行短路越级跳闸闭锁，使李阳矿井下供电系统成为一个具有遥测、遥信、遥调、遥控功能，具备无人值守条件的自动化供电系统。二、系统建设目标利用当前先进的计算机网络技术和软件技术对矿井下生产系统进行实时监控和综合管理，将对各环节电气设备的运行、维护和管理带来重大变革，提高矿井生产自动化工
5、作的科学性和可靠性，也是实现矿井供电自动化控制现代化的必要手段和基本目标。井下变电所电力监控系统工程的建设可以实现：电力保护监控系统的建设，是基于提升井下电气设备和电力系统安全运行水平，增大安全生产系数，提高电力设备的利用效率，降低生产成本的目的，建成以后的电力保护系统应具有以下基本目标：1) 上传所有电力线路的实时数据（电流、电压、功率、功率因数、用电量、零序电压、零序电流等），运行状态（分闸、合闸、故障）和故障情况（故障发生时间、原因，故障跳闸瞬间的电流值和电流、电压波形）至控制室的监控计算机，使控制室值班人员可以及时了解电力系统的运行状况；2) 在井上控制室实现对井下变电所供电开关的遥控
6、分、合闸操作和定值遥控整定；3) 通过对监测数据进行转换、分析、处理，实现电力系统的集中监控，集中操作，集中管理；4) 变电所具备无人值守的基本条件，使操作人员从繁杂的手工事务性劳动中解脱出来；5) 实现电力系统运行状况，安全管理，历史记录等的综合查询、统计功能，使其成为一个既面向设备管理，又面向生产管理的综合性系统工程；三、电力保护监控系统监测点分布表序号变电所名称高爆开关馈电开关移变备注1中央配电所11102都具有有通信2采区变电所992都具有有通信四、系统最终实现的要求1电力保护监控系统的要求1）监视系统覆盖范围内所有电力线路的运行状态、实时数据及所需的生产、安全参数。2）电力设备的监视
7、、控制和整定均可在集控室进行，实现管控一体化。3）在生产调度中心能对联网的各电力系统按照生产工艺的要求进行划分，便于控制和调度。4）能够在生产调度中心对联网的各电力线路、设备进行使用情况、故障情况、维护维修情况、用电量等的查询、统计，为生产、管理提供依据。5）具备网络发布功能，可以通过权限在矿区局域网和Internet上进行访问，查询和指挥调度生产工作。6）要求系统具有先进性、安全性、可靠性。设备选型必须符合有关国家标准和行业标准。2、监控中心的功能：1）实时测量与监视功能基于综保支持，实现测量系统每个回路的Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ic、U0、I0，P、Q、电度量、功率
8、因数；监视开关分合位置、保护信号、操作电源消失等情况；2）告警功能开关变位告警、保护动作告警、电压电流越限告警等；3）事件记录存储检索功能当开关变位、保护动作、发生预告信号、控制操作时均生成带时标的事件记录，存储在磁盘中；4）定值管理功能可以对选定的回路进行定值查询、设定与打印。设定时为了定值设定的安全可靠，分为定值预设定和固化两步进行。设有用户权限和密码。5）权限管理功能有管理员级权限和三级客户权限，管理员可以分配每台工作站的权限，以保证系统操作的安全性；6）控制操作功能高低压开关的分合闸控制操作、保护信号的复归操作必须有权限的用户才能操作；开关分合操作分预分合和控制执行两步操作，设有用户权
9、限和密码，以保证开关操作的安全性；7）历史数据存储与检索功能对电压、电流、功率等参数的实时值以最大值、最小值、平均值三种数据，每小时取一个数据存储一年；并生成曲线。8）曲线存储与检索功能可存储电压、电流、功率等历史曲线，存储时间不小于一年；9）报表设计与检索功能软件自带的报表设计工具，可进行各类报表的设计、显示与打印；系统自动将数据从数据库中取出，生成报表；10）打印功能可进行屏幕打印、各类曲线打印、事件记录打印、报表打印等；3电力保护监控系统覆盖的范围李阳矿的电力监控系统，覆盖井下现有2个变配电所,对2个变电所的20台高压防爆开关、19台馈电开关、4台移变及其下接的电力线路、电器设备进行监控
10、。第二章 电力监控系统设计一、KJ254（A）电力监控系统概况KJ254（A）型矿用电力保护监控系统是中国电光防爆电气有限公司在多年从事矿用高、低压防爆开关研发生产的基础上，将煤矿电力系统保护、计量、检测、控制与计算机通信，控制技术完美结合开发出的新型矿用电力自动化系统。它由各类高低压开关智能保护器（包括高爆开关保护器，馈电开关保护器，磁力起动器保护器，照明信号综保保护器，移变高低压头保护器，组合开关保护器等），监控通讯分站，矿用通讯传输接口，监控主机与备用机，传输光缆，RS485总线，打印机等多种设备组成。KJ254（A）型矿用电力保护监控系统能够实时检测煤矿供电系统电力线路的运行状态和各种
11、技术参数，对电力系统自动进行各种保护，超限报警，停、送电控制等，并能将电力系统的运行状态和各种技术参数的实时数据上传至井上计算机和矿局域网，供有关部门对电力系统进行监控、检测和供、用电统计，合理制定电力系统运行计划和设备维护维修计划。KJ254（A）型矿用电力保护监控系统适用于煤矿井上、井下变电所高低压供电系统中实时过程测量、监视及控制，实现连续监测电力系统运行状态及参数，及时发现故障，能够防止事故扩大和缩短停电时间；有助于合理调配电力负荷，提高电网运行质量，减轻电费支出，实现变电所无人值守。二、KJ254（A）电力监控系统组成KJ254（A）由计算机、通讯接口（光纤交换机）、光纤通信环网、通
12、讯分站、RS485总线和底层设备几部分组成：1底层设备：包括高爆开关保护器、馈电开关保护器、磁力起动器保护器、照明综保保护器、移变高低压头保护器，组合开关保护器、电参量变送器，防爆电度表等；通过RS485总线连接至通讯分站，完成对电力设备的保护和电路测量、数据采集、数据传输、控制执行工作；2光纤通信环网：多台监控通讯分站相之间，通讯分站与通讯接口之间，通过光缆相互连接组成光纤以太环网，作为井下通讯传输平台，传送各种参数，数据和控制信号；3监控通讯分站：监控通讯分站一方面通过RS485总线连接底层设备，另一方面通过光纤以太环网连接顶层计算机，作为井上监控计算机与井下各种保护器之间信息的中转、存贮
13、、处理站；完成数据打包、通信协议转换、信息本地显示、系统本地监控和整定工作。4井上监控主机：采用Windows XP操作平台，力控FC Power 6.0组态软件。监控主机通过光纤以太环网与所有监控通讯分站通讯，完成数据交换，实现电力系统数字化、自动化控制。5主机、分站、保护器三级设备独立工作，上级设备和通讯线路的损坏不影响下层设备的运行。主机采用Windows XP操作平台，分站采用Windows CE . net操作系统，不同内核的操作系统使来自网络的计算机病毒不能侵入通讯分站及其下层设备，有效地保证了井下供电系统的安全。三、KJ254（A）电力监控系统结构图四、李阳矿电力监控系统总体方案
14、电力监控系统在中央配电所、采区变电所2个变配电所中，每个变电所安装一台井下KJ254-F（A）型监控分站（通信分站内置光纤以太网交换机、嵌入式工控机、本安转换接口、不间断电源，将其他公司的通讯分站、防爆以太网交换机、防爆不间断电源等多个设备的功能融为一体，体积小、功能强、减少了外部接线，增强了安全性和稳定性）； 配电所高爆、馈电、移变开关保护器的RS485通信信号并接到相应配电所监控分站的馈电RS485接口上。（所有开关必须是配备有智能化综合保护器，且能提供保护器给分站的通讯协议），如不具备智能化综合保护器，我公司可以对每台开关进行改造加装智能化综合保护器。在控制室安装监控主机、备用机、力控电
15、力版专业组态软件等作为主监控平台。主机、备用机使用网线，通过RJ45接口连接至矿千兆以太环网的以太网交换机；井下电力监控系统通过矿千兆以太网进行传输，实现井上监控计算机与井下通讯分站的信息交换。电力监控系统覆盖范围内所有电力设备的信号通过RS485总线传输到各个配电室的监控通信分站，通过通信分站嵌入式工控机处理、转存、打包由通信分站经以太网交换机通过光纤环网传输到控制室监控主站。在监控主机显示、控制。五、李阳矿电力监控系统改造项目1) 系统主机、备用机安装在井上监控室。主机、备用机使用网线，通过RJ45接口连接至矿千兆以太环网的以太网交换机；井下电力监控系统通过矿千兆以太网进行传输，实现井上监控计算机与井下通讯分站的信息交换；2) 智能综合保护器、系统监控通讯分站、系统主机、备用机通过RS485总线和光纤以太网组成电力监控系统。保护器完成数据采集、处理和电力线路综合保护工作；通讯分站
