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分析井下防越级跳闸技术的设计、功能和运行特点

时间:2019-08-08

系统分析师论文优选范文10篇之第十篇:分析井下防越级跳闸技术的设计、功能和运行特点

  摘要:供电系统作为确保井下生产持续、高效开展的基础性保障, 对矿井生产综合效益的有效获得有着不可替代的关键性作用。结合具体工程实际, 在分析井下防越级跳闸技术原理的基础上, 对供电监控系统设计、功能和运行特点逐一开展分析, 希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴与保障。

  关键词:矿井; 供电系统; 供电监控; 越级跳闸;

  Analysis of Underground Anti-override Trip and Power Supply Monitoring System

  GAO Liang

  Duerping Coal Mine, Xishan Coal Electricity Group

  Abstract:

  As a basic guarantee for ensuring the continuous and efficient development of underground production, the power supply system has an irreplaceable key role in the effective acquisition of comprehensive benefits of mine production. According to the actual engineering practice, based on the analysis of the technical principle of underground anti-override trip, this paper analyzed the design, function and operation characteristics of power supply monitoring system, hoping to provide reference and guarantee for the development of similar projects in other mines.

  Keyword:

  mine; power supply system; power supply monitoring; override trip;

防越级跳闸技术

  0 引言

  A矿自20世纪80年代投入生产使用, 属于典型的煤与瓦斯突出矿井, 主采煤层多为"三软"煤层。在长期的回采作业中, 井下供电系统不断延伸, 不仅级数多且阻抗小, 加之原本的保护系统多采用继电保护, 一旦出现短路故障, 易造成开关同时动作, 引起越级跳闸事故, 在造成非故障区域停电的同时还会对正常生产造成影响, 甚至威胁井下通风、排水安全[1].有鉴于此, 通过应用现代智能化、信息化技术, 在对井下供电系统进行远程监控的同时实现越级跳闸的有效防治, 对于提升井下作业有效性意义重大。

  1 煤矿井下防越级跳闸技术原理分析

  井下配电网络系统中的保护装置依照布设位置可以划分为多个级别, 运行中一旦下级出现故障, 下级保护装置会立即启动, 对本级电流动作定值进行判定, 如果超过定值, 会立即向上级发出闭锁信号, 启动上级电流速断保护, 同时上级装置接收信号后会同步启动本级闭锁保护装置;而当下级电流恢复正常后, 开关恢复, 闭锁信号自动消失, 上级保护装置会延迟100~1 000 ms后自动解除, 以确保发生下级开关拒动时, 上级保护能够在最小延时下正常动作[2].

  图1为防越级跳闸系统原理示意图。如图1所示, 当D2点 (电路某节点) 出现短路故障时, 本线路DL-D1保护立即启动, 借助通讯接口将故障信息传输至通讯服务器, 进而将相关信息转输至进线保护DL-D0, 同时确定故障位置。同理, DL-DO会将相关故障信息依次向上级转发;同时本级保护DL-D1完成故障处理后会自动跳闸恢复, 整个过程中上级保护DL-D0处于后备状态, 并保持同DL-D1的通讯, 一旦DL-D1跳闸恢复成功, 则后续各级保护依次全部释放返回。若DL-D1在限定时间内未完成跳闸恢复, 则上级DL-D0自后备状态转入出口跳闸启动程序, 并继续向上一级保护发送状态信息, 使上级保护转入后备状态, 避免开关拒动后引起再上一级越级跳闸。

  

  图1 防越级跳闸系统原理示意图  

  D1~D6.电路中不同的节点;B、C、D.供电系统不同级别;DL-B1、DL-B2、DL-B3.供电系统B级不同级进线保护;DL-C0、DL-C1、DL-C2、DL-C3.供电系统C级不同级进线保护;DL-D0、DL-D1、DL-D2、DL-D3.供电系统D级不同级进线保护。

  2 供电监控系统设计分析

  2.1 供电监控系统结构分析

  供电监控系统构成组件包括控制层、设备层和监控通讯网络3部分, 其构成示意图如图2所示。

  2.2 监控中心

  监控中心处于整个供电监控系统的控制层, 配设有2台前置通讯服务装置, 采用双机热备用作业模式, 配套专用的数据库软件, 用于数据的实时存储和处理;同时还配设有2个操作站台, 用于作业人员操控系统软件, 监测系统运行状态;配设1套GPS (全球定位系统) 装置, 用于供电监控系统运行时网络时间同步性调控。此外, 作业时, 监控中心还能够依照实际使用需求, 对自身功能进行一定的扩充, 提供诸如Web服务、视频监控、广播通讯、大屏显示等不同功能[3].

  图2 供电监控系统构成示意图

  2.3 通讯网络

  供电监控系统各通讯网络普遍采用拓扑结构, 结合使用的实际需求, 确定采用独立组网方式。作业时, 在井下西风井变电所和板桥风机变电所各布设1台网络交换装置, 而其对应的供电监控分站均通过以太网接口同交换机相连, 继而同供电监控中心核心交换机连通。供电监控分站借助CANBus现场总线系统对各个保护装置的监控信息进行采集, 并将相关数据转发至以太网或将有关信息转发至保护装置。

  3 供电监控系统功能分析

  a) 可实现系统运行的远程遥测、遥控, 从而实现变电所工作的无人值守。其中, 遥控操作具备单台、编组、预置、联动闭锁等多种运行方式, 从而实现对一台监测设备的单独操作或一个变电所多台设备的编组操作, 同时还可结合实际情况制订应急操作编组预案, 以便对特殊情况进行有效的应急处理;b) 后台监控主机可对供电系统运行状态和有关参数曲线进行显示, 并具备故障预警、集控远距离操作闭锁等功能, 可方便作业人员随时查询系统状态并进行数据记录, 及时发现潜藏的安全隐患。与此同时, 现场作业人员可结合实际需求进行相应的远程操作, 从而为作业安全提供保障;c) 具备运行统计、次数统计、故障统计和分类统计等报表功能, 能够根据使用需求对任意时段的数据、曲线、图表等进行查询, 同时还可进行用电管理。此外, 还具备在线实时显示操作功能, 对井下不同电器的不同故障进行针对性显示和预警;d) 可程序化送电。在后台监控系统中借助编程软件对变电所开关恢复送电顺序进行编辑, 实现开关的快速顺序送电, 同时送电恢复顺序还可根据井下实际需要进行适度的调整[4].

  4 供电监控系统运行特点分析

  安装于变电所交换装置上的保护测控装置, 借助光纤技术进行点对点数据传输, 同时借由交互服务装置接收保护测控设备所发出的命令, 从而实现开关的跳闸或合闸操作。此外, 交换服务装置还能将各数据采集终端所采集信息整合后通过以太网上传至地面集成保护测控装置, 而集成保护测控装置结合上传的各类数据信息开展逻辑保护运算, 并根据运算结果对智能终端进行指令发放, 实现保护跳闸。整个系统能够在高压配电装置不断电的状态下, 借助所配设的远程操控装置对设备预设的保护定值进行修订, 并且借助当地监控可以实时显示井下各条供电线路的负荷电流、运行功率和母线电压等参数。

  5 结语

  井下供电系统是确保矿井生产持续、高效开展的关键所在, 确保供电系统运行的稳定性, 避免发生越级跳闸等故障对于矿井生产意义重大。因此, 矿井管理者必须高度重视相关问题, 在生产实际中组织专业技术力量, 开展针对性探究, 建立覆盖全矿井的供电监控系统, 实现越级跳闸等故障的有效防治, 从而为矿井生产综合效益的提升提供保障。

  参考文献
  [1]李浩。煤矿高压供电越级跳闸事故原因分析[J].中国新技术新产品, 2018 (22) :92-93.
  [2]钱张康。矿井供电系统防越级跳闸的应用[J].电子世界, 2018 (22) :149-150.
  [3]王超, 杜英, 苟全峰, 等。煤矿供电系统中越级跳闸问题研究[J].煤炭技术, 2018, 37 (10) :312-314.
  [4]李晓杰。速断闭锁装置在防高压系统越级跳电中的应用[J].水力采煤与管道运输, 2018 (3) :129-131.

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