浅谈煤矿井下变电所无人值守系统

雷浪涛

摘 要：煤矿井下变电所作为整个矿区电网中的一个节点，担负着矿区井下所有的用电负荷，变电所无人值守则为矿井供电发展的方向，煤矿要实现井下变电所无人值守，首先需实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能，即实现四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）功能，同时应具备对无人值守变电站的图像监控。煤矿无人职守变电所自动化系统的实现，对煤矿区供电系统的精益化管理及矿井的提质增效，有着很高的现实和经济意义。

关键词：煤矿;井下;变电;无人值守;系统

一、实施方案

在肖家洼井下变电所无人值守的改造中，首先就要实现四遥功能，同时需解决有人值守变电所高开易发生的越级保护跳闸的问题，井下变电所通过高压防越级系统的构建，搭建环网，更换高开保护器，安装监控分站方式，实现数据信号的采集、传输、反馈，实现四遥功能且改善原变电所高开的越级跳闸问题。故井下变电所无人值守的关键就在于高压供电防越级跳闸系统的搭建。

矿井下变电所高开大多采用分段式过电流保护。按三段式过电流保护原理，无时限速断保护保护范围一般为线路全长的80%到85%，带时限的过流保护作为主保护的后备保护，保护范围到下级变电所的开关以下。而对于短电缆线路的煤矿电网，开关感受到的下一级首段短路电流和本线路末端短路电流基本上一样的，开关无区分，上下级变电所短路保护无法进行有效配合，这样，就造成下级变电所的线路短路，上下级短路保护同时启动，造成越级跳闸的发生。同时不易实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能。

防越级跳闸系统建设需注意以下事项

1.要切实适合井下开关移动性大的实际;

2.保护本地化，监控分析远程化;

3.高压开关的保护功能要在开关本地实现，不做集中保护，尽可能不做远程保护，这样，保护功能不依赖于系统，保证在任何情况下都不失去保护;

4.对于一些不是毫秒必争的监控和分析，则在远程实现。像录波分析、谐波分析、电量分析，曲线分析，事故分析等都可以在地面监控机上实现;

5.保护相对独立，便于开关的移动互换，变电所的扩展，也便于维护。适合矿井的实际要求;

6.方案简单、原理可行、接入施工方便，维护方便才可靠，才实用;

7.环节越多，可靠性越低，可维护性越差;

8.先进性、可靠性、实用性相结合，才真正能够解决现实问题;

9.保护器和分站都能够进行远程调试，远程诊断和远程维护以及远程软件升级。这样，更加有利于系统维护，有利于事故分析。

二、实施过程

（一）无人值守系统搭建

为了实现信号的专网专用，同时保证信号传输的可靠性、利用已敷设好的光纤网络，将所有变电所的ZBT-11C保护器的纵差通讯电口利用KJJ157本安通讯转发器转换为光纤通讯接口，搭建数字光纤通道，构成光纤纵差专网，通过专网搭建，采集、传输、反馈数据信号，实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能，即为井下变电所的无人值守做好准备工作。

（二）井下变电所无人值守方式

井下变电所无人值守后对变电所高开的操作主要以远方操控为主，主控室设在地面110KV变电站1#楼二层控制室，通过计算机、通讯接口、光纤通讯环网、通讯分站等建立远控系统，已实现对井下变电所高压开关的“四遥”功能，即：

遥测：远程测量。采集并传输运行参数，包括各种线路上的电压、电流、功率和负荷变化等。

遥信：远程信号。采集并传达各种保护信号和开关量信息，达到防越级功能。

遥控：远程控制。接受并执行遥控命令，主要是设备分合闸，信号复归、漏电试验等。

遥调：远程调节。对远程的控制设备进行远程调试，如对整定值调整、对保护投退调整等。

在地面主控室具备对井下变电所实现上述“四遥”功能的基础上拟将井下变电所转入无人值守。取消原实行四班三运转的井下变电所值班员，仅在早班检修时间安排一名巡检工入井负责巡检，对所内低压设备进行漏电试验，负责打扫变电所卫生等。在110KV变电站主控室，中、夜班各配置一名巡检工。巡检工由原井下变电所巡检工组成，熟知井下变电所供电系统、设备数量、规格、型号、联接方式、所带负荷等。主控室配置两名值班员，一主一副，负责110KV变电站和井下三个变电所所有设备运行监测、操作等，并填写相关记录。中、夜班巡检工平常负责巡检110KV变电站电气设备、主控室监控设备、通讯设备等，在井下发生供电系统故障后，由值班队领导根据事故情况判断需要下井现场处理时，巡检工应立即受命下井处理事故。

（三）无人值守其他应急注意事项

井下變电所无人值守后除早班派一电工巡检外，中、夜班变电所内无人值守。而中、夜班恰为生产时间，电力负荷处于高峰期，事故可能性增大，无人值守后地面主控室值班员必须认真值守，通过计算机密切关注井下各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）参数和负荷变化情况，并通过视频监控实时监测变电所内设备情况，中、夜班位于主控室的巡检工要加强光纤通讯线路。此外，胶轮车队应增加一辆应急专用车，不得随意挪作他用，以便于电气事故的应急处理。

三、无人值守的意义分析

井下变电所无人值守后，高压设备的大多数操作将由地面通过计算机界面完成，减少了配电工就地操作的次数，提高了人员操作的安全性。

井下变电所无人值守后，由地面供往井下各采掘工作面的高压线路停送电操作将在地面主控室集中完成，避免了故障发生后多个配电点同时急于汇报造成通讯占线、调令受阻的情况和调度人员难于应付的局面。地面集控后，一条线路的停送电全过程将由一个主值负责操作，副职监护，在受令操作过程中思路明晰，减少了过多了联络，增进了井下高压系统停送电过程的安全性。

其次通过地面操作井下高开停送电，避免人工操作可能出现的失误，保证了操纵人员的安全。肖家洼煤矿变电所无人值守，同时是华电集团煤炭板块第一家也是唯一一家实现变电所无人值守的千万吨大矿，在华电集团煤炭系统具有领先地位和极大的推广价值。

参考文献：

[1]康宏.煤矿井下采区变电所无人值守监控系统的应用探究[J].能源与节能，2018，000（002）：140-142.

[2]赵虎.煤矿井下变电所无人值守监控系统分析[J].陕西煤炭，2019，38（02）：175-177.