KJ316煤矿供电监控系统使用说明书XG.docx
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KJ316煤矿供电监控系统使用说明书XG
KJ316
煤矿供电监控系统
使用说明书
常州市武进矿用设备厂
2008年3月
*本说明书执行标准Q/320412KYS007—2007KJ316煤矿供电监控系统
*本说明书可能会被修改,请注意版本说明
*2008年3月第一版,第一次印刷
**警示:
1、系统成套出售,如配接其它设备,需进行关联审查。
2、系统中涉及“防爆”部分在井下严禁带电打开接线腔、高压腔;
3、维修时应注意防止“失爆”(保护隔爆面;注意紧固件和注意引入装置里的橡胶密封圈)等;
4、系统中本安部件不得随意更换;
5、其它配接设备接入本系统需经过关联审查。
目录
第一章系统技术说明.................................................................4
1.1概述............................................................................4
1.2型号、意义.......................................................................4
1.3系统构成........................................................................4
1.4技术特色与产品优越性............................................................6
1.5性能指标........................................................................7
1.6系统基本功能、主要技术指标、传输性能............................................8
第一章系统技术说明
1.1概述
井下供电是煤矿生产的根本动力,全力保障井下电网供电安全将从源头保障煤矿的安全生产,是煤矿企业安全生产的重中之重。
现在最迫切的需求是,如何实现在地面对运行中的井下电网信息进行采集、传输、显示,同时进行控制,做到足不出户对井下情况了如指掌、应对及时准确。
近年来,煤矿对井下采区变电所及中央变电所装备电力监控系统日益重视,尤其希望采区变电所实现无人值守,采用遥测、遥信、遥控。
嵌入式数字处理器采集变电所高压开关的电量参数和开关量,实现遥控,已从20世纪90年代流行的单片机主流芯片发展到21世纪初的DSP芯片。
主机软件已从WINDOWS环境下的单机版发展到目前开放式组态网络版,支持多种网络协议,如TCP/IP协议等。
KJ316煤矿供电监控系统是一种结合电脑监视控制、信息远距离高速传输及煤矿井下供电设备信息实时采集与控制等技术于一身的综合性的监视、控制系统。
KJ316煤矿供电监控系统适用于监测监控煤矿井下各个等级变电所内的高压防爆开关、馈电开关。
系统可实现与矿井调度系统、煤矿瓦斯安全监测监控系统、防爆摄像头监视系统的联网,提供了各个电压等级的变电站自动化的完整解决方案。
KJ316煤矿供电监控系统基于WindowsNT/2000/XP操作系统,硬件以工控机或高档PC机为主,软件设计中采用了分层设计、组件化、标准化、开放式等先进的软件开发思想,为用户提供了可靠、安全、易于操作的监控系统平台。
适用于煤矿井上、下变电所高低压供电系统中实时过程测量、控制及监视、实现连续监测电力系统运行参数、及时发现故障、有助于防止事故扩大和缩短停电时间、合理调配电力,提高电网运行质量、减轻电费支出,实现变电所的无人值守。
KJ316煤矿供电监控系统的开发研制,其根本基础是多年来变电站自动化技术的成功经验,特别是近年来基于网络化结构下的分层分布式系统的实践,使变电站自动化系统的结构和性能发生了重大的变化。
在强化分层分布概念上,本系统不但强化间隔层设备及功能配置的合理分布,同时也强调变电站层功能及配置的可组态、可移动性;通过采用高起点、大资源的硬件平台及多种运行维护分析工具,强化了变电站设备的运行信息透明化程度。
消除不明原因的事故,提高产品设计水平。
KJ316煤矿供电监控系统强调保护、测控等单元设备采用嵌入式以太网通信技术,并且设备内部各模块之间采用无瓶颈的平衡式通信方式,从而实现了以往设备所无法实现的一整套快速响应系统。
1.2型号、意义
系统的型号为:
KJ316,根据MT286-92煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法命名确定,其具体含义如下:
KJ316
登记序号
矿用监测监控产品
1.3系统构成
电力监测监控系统要求系统内设备的信息可充分共享,并通过远动通信接口实现与外部系统的信息共享。
构建一个快速、稳定、可靠和富有弹性的通信网络是系统的基本要求,也是整个系统运行管理自动化的根本前提。
经过充分论证,KJ316煤矿供电监控系统选用以太网为基础构建通信网络,采用现场总线和宽带网混合的方案。
采用二级分层分布式网络结构,变电所内部采用现场总线。
网络结构均采用基于集线器的星型拓扑结构,传输介质宽带层为光纤,现场总线层为电缆。
变电所内部的设备之间为两芯双绞线,减少大量的二次接线。
各变电所设备相对独
立,仅通过光纤通信网互联,取消了原本大量引入主控室的信号、测量、控制、保护等使用的电缆,节省投资,提高系统可靠性。
系统构成示意图如图1-1所示:
图1-1系统构成示意图
1.3.1地面部分
地面部分由监控工作站、备用工作站、打印机、网络交换机、WT-8110SA-S1网络传输光端机等组成。
系统软件平台为Windows,系统可对井下变电所进行远程实时监控,实现事件记录的存储与检索打印,实现各种曲线报表的存储检索与打印,实现保护定值远程设置,实现电度量管理,实现故障的存储与分析,最终实现变电所的无人值守。
1.3.2KJF213井下电力信号传输站
KJF213井下电力信号传输站主要完成PBG23-6(10)型矿用隔爆型高压真空配电装置、KBZ-630/1140(660)型矿用隔爆型低压真空馈电开关(主要器件:
GZB-ARM-9110综合保护器)与地面监控中心的通信。
分站把综合保护器的各种电参量传送给地面监控中心工控机,另外,把工控机发出的控制指令(保护定值修改、分/合闸操作、装置复位)传送给综合保护器,由综合保护器来执行工控机的命令,从而可靠地完成对被控设备的控制。
选用光纤以太环网,增强通信抗电磁干扰能力,传输速率为10M/100M自适应,传输距离大于10Km。
传输站的使用方法与接线参见《KJF213井下电力信号传输站使用说明书》。
1.3.3KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器
KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器,主要应用于煤矿井下含有爆炸性气体的环境中,为KJ316煤矿供电监控系统中PBG23-6(10)型矿用隔爆型高压真空配电装置、KBZ-630、500、400/1140(660)型矿用隔爆型低压真空馈电开关与KJF213井下电力信号传输站连接形成CAN现场总线网络,使矿用隔爆型高压真空配电装置、矿用隔爆型低压真空馈电开关内CAN总线电路输出信号达到非安转换本安要求而设计的。
并能提供通信分支线与总线连接的功能。
隔离器的使用方法与接线参见《KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器使用说明书》。
1.3.4GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合保护装置
GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合保护装置采用32位ARM嵌入式处理器以及专用的电参量检测芯片和先进的铁电存储技术,通过交流采样法直接监测电力系统高、低压开关柜的电网二次侧交流信号,经过数字信号处理,计算出电压、电流、有功、无功、功率因数、工频频率等电气参量,传送给KJF213井下电力信号传输站。
保护、测量、监视、控制、通讯功能齐全,保护定值在线可调,精度高,全中文液晶显示,界面友好,其技术水平处于国内同行业领先,现被广泛使用。
1.4技术特色与产品优越性
KJ316煤矿供电监控系统采用分层分布式结构,除了具有一般分布式系统所具备的高可靠性、灵活性和可扩展性以及系统构成和维护的简易性外,优越性体现在以下几个方面:
✧完整的变电站自动化解决方案:
KJ316从方案设计开始,始终贯彻的设计思想是以高性能的子系统构筑优异的变电站自动化系统,避免以往采用拼凑式构成的变电站自动化系统从单元设备、通信网络到监控系统等诸方面给整个系统带来的限制,以减少从工程设计、生产、运行到维护以及系统扩展等各个环节的协调工作量,从而使系统构成的方式更加清晰,使系统信息的获得更加快捷,使系统维护的工作更加简单,使系统扩展更加方便。
✧全以太网无瓶颈的快速响应系统:
KJ316从间隔层的单元设备采用以太网的通信方式,加之单元设备内部采用了高效率的平衡式通信方式,使得KJ316在信息的采集、传输、响应等各个环节都较以往的分布式系统有了质的飞跃。
✧安全性:
利用屏幕显示器可以连续监测电力系统的运行情况,及时发现事故,有助于防止事故扩大和缩短停电时间。
✧经济性:
合理地调配电力,为用户减轻电费支出。
✧提高电网运行质量:
运用计算机监测管理平抑电力负荷的峰谷,使电网在较为经济合理的条件下运行。
✧运行记录自动化。
✧减员增效、无人职守。
✧组网功能:
利用计算机组成局域网,可以很方便地在各职能部门设置工作站,使各级领导在办公室就可以及时了解到整个电网的运行情况。
1.5性能指标
1.5.1使用环境
1.5.1.1系统中用于机房、调度室的设备,应能在下列条件下正常工作:
✧环境温度:
15~35℃;
✧相对湿度:
45%~75%(+25℃);
✧温度变化率:
小于10℃/h,且不得结露;
✧大气压力:
86~106kPa;
✧GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
1.5.1.2除有关标准另有规定外,系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作:
✧环境温度:
0~+40℃;
✧平均相对湿度:
≤95%(+25℃);
✧大气压力:
80~106kPa;
✧有爆炸性气体混合物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。
1.5.2供电电源
1.5.2.1地面设备交流电源:
✧额定电压:
220V,允许偏差-25%~+20%;
✧谐波:
≤5%;
✧频率:
50Hz,允许偏差±5%;
1.5.2.2井下设备交流电源:
✧额定电压:
100V/127V,允许偏差-25%~+20%;
✧谐波:
≤10%;
✧频率50Hz,允许偏差±5%;
1.5.3硬件安装平台
✧工控机,额定工作电压AC220V,50HZ,电源波动范围-10%~+10%;
✧CPU:
intel奔腾Ⅳ处理器,主频2.0GHz以上;
✧内存:
512M以上;
✧硬盘:
80G以上,双硬盘;
✧显卡:
标准VGA,32位真彩色;
✧以太网口:
10M/100M自适应;
✧网卡:
10/100Mbps;
✧显示器分辨率:
1024×768。
1.5.4软件平台
✧操作系统:
windows9X/NT、windowsXP;
✧数据库:
SQLServer2000;
✧Delphi
1.5.4系统传输通道
✧交换机与WT-8110SA-S1网络传输光端机:
TCP/IP传输、10M/100Mbps、最大传输距离50m(使用五类双绞线);
✧WT-8110SA-S1网络传输光端机与KJF213井下电力信号传输站:
TCP/IP光传输、10M/100Mbps、最大传输距离10km(使用MGTSV煤矿用阻燃通信光缆,传输波长1310nm);
✧KJF213井下电力信号传输站到KJA103隔离器:
CAN、20Kbps、最大传输距离1km(使用MHYVRP矿用通信电缆,导体截面不小于1.5mm²)。
✧KJA103隔离器到GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合保护装置:
CAN、20Kbps、最大传输距离20m(使用MHYVRP矿用通信电缆,导体截面不小于1.5mm²)。
1.6系统基本功能、主要性能指标、传输性能
1.6.1系统基本功能
1.6.1.1数据采集功能
✧对高压真空配电装置所采集到的三相电压、二相电流、零序电压、零序电流、功率因数、电网频率、绝缘监视电阻模拟量,系统具有传输、显示及超限报警功能;
✧对低压馈电开关所采集到的三相电压、三相电流、绝缘电阻模拟量,系统具有传输、显示及超限报警功能;
✧对高压真空配电装置、低压馈电开关所采集的断路器状态开关量,系统具有传输、显示功能;
✧对高压真空配电装置所统计的累计电量,系统具有传输、显示功能。
1.6.1.2控制功能:
✧系统具有就地自动、就地手动、远程手动设置高压真空配电装置、低压馈电开关的断路器状态(分闸/合闸)功能,在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能;
✧系统具有通过地面中心站远程手动遥控解除高压真空配电装置、低压馈电开关故障状态功能,在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能;
✧系统具有就地手动、远程手动设置高压真空配电装置、馈电开关的保护参数值功能,在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能。
✧高压真空配电装置、低压馈电开关具有就地自动的过载保护、短路保护、过压保护、低压保护、绝缘监视保护、漏电保护功能。
当高压真空配电装置的过载、短路、过压、低压、绝缘监视、漏电故障保护未解除之前高压真空配电装置保持分闸闭锁状态。
故障消除后,必须就地手动或远程手动复位分闸闭锁状态。
✧低压馈电开关具有过载保护、短路保护、漏电保护功能。
当低压馈电开关的过载、短路、漏电故障保护未解除之前低压馈电开关保持分闸闭锁状态。
故障消除后,必须就地手动或远程手动复位分闸闭锁状态;
✧当发生拒分或拒合时,系统具有报警功能。
1.6.1.3系统具有存储和查询功能。
存储的内容包括:
✧保护器故障的报警装置名称、事件类型、记录时刻及事件参数;
✧开关量控制操作的装置名称、操作类型、操作人及操作输出时刻;
✧断路器动作的装置名称、动作时刻、动作类型及断路器状态;
✧装置故障报警时的装置名称、故障时刻及断路器状态;
✧高压真空配电装置的累计电量。
1.6.1.4显示功能
a)系统具有列表显示功能,其中:
Ø高压真空配电装置模拟量采集显示内容包括:
装置名称、装置在线状态、单相电压、二相电流、累计电量和断路器状态;
Ø馈电开关模拟量采集显示内容包括:
装置名称、装置在线状态、单相电压、三相电流和断路器状态;
Ø磁力起动器模拟量采集显示内容包括:
装置名称、装置在线状态、单相电压、三相电流和断路器状态;
b)系统具有系统布置图显示功能,显示内容为分站设备的名称和运行状态,点击分站设备可以调出该分站配接装置接线图。
c)系统具有模拟动画显示功能,显示内容为配接设备的在线状态、合闸、分闸三种不同状态,并且具有分页显示方式,点击可以显示相应模拟量数值和断路器状态。
d)系统具有虚拟仪表显示功能,显示内容包括:
仪表和曲线形式显示当前该设备的所采集到的模拟量值、设备保护参数值和保护功能开启情况,点击控制命令可以调出控制菜单。
1.6.1.5打印功能
系统具有实时报表打印功能。
包括:
事件报表、控制操作日志、断路器动作日志等。
1.6.1.6人机对话功能
系统具有人机对话功能,以便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入。
1.6.1.7自诊断功能
系统具有自诊断功能,当系统中高压真空配电装置、馈电开关等设备发生故障时,语音报警并记录故障名称和故障时刻,以供查询及打印。
1.6.1.8双机切换功能
系统中主机为双机备份,具有手动切换功能,值班人员每日24小时内应时时刻刻观察工作主机的操作界面,即时发现工作主机的故障,立即手动更换接线至已通电待用的备用主机,使备用主机投入正常工作,期间花费时间应不大于5min。
1.6.1.9数据备份功能
系统具有数据自动备份功能,在不同的硬盘上进行自动数据备份,备份时间间隔为1min。
1.6.1.10双电源自动切换功能
系统井下设备具备双回路电源接入,当一路电源停电后,二路电源能自动投切上,保证了系统能继续工作,对处于带电工作状态的开关进行电压、电流(模拟量)及断路器状态(开关量)等主要监控量继续监控。
1.6.1.11其他功能
a)系统具有网络通讯功能;
b)系统具有软件自监视功能;
c)系统具有软件容错功能;
d)系统具有实时多任务功能。
1.6.2主要性能指标
控制执行时间:
控制执行时间不大于30s,就地控制执行时间应不大于2s。
1.6.2.1画面响应时间:
调出整幅画面85%的响应时间≤2S,其余画面≤5S;
1.6.2.2模拟量传输处理误差:
对高压真空配电装置、馈电开关所采集的模拟量,系统传输误差≤1.0%;
1.6.2.3误码率≤10-8;
1.6.2.4最大监视容量:
系统允许接入的分站数量为6台;每台分站接入的终端保护器数量为30台;
1.6.2.5双机切换时间:
值班人员每日24小时内应时时刻刻观察工作主机的操作界面,即时发现工作主机的故障,立即手动更换接线至已通电待用的备用主机,使备用主机投入正常工作,从工作主机故障到备用主机投入正常工作时间≤5min;
1.6.2.6双回路电源切换时间:
在一路电源停电后,二路电源投切的时间≤0.1S;
1.6.2.7存储时间:
高压真空配电装置、低压馈电开关故障报警时装置名称、报警时间、报警类型和报警参数;用户对系统操作时的操作人、操作类型及操作时间以及电压和电流;高压真空配电装置累计电量、保护器断路器状态改变发生时刻及状态、控制操作日志、断路器动作日志等记录保存1年以上,当系统主机发生故障时,丢失上述信息的时间长度≤5min;
1.6.2.8最大传输距离:
工控机至交换机之间的最大传输距离:
50m(五类双绞线);交换机至WT-8110SA-S1光纤收发器之间的最大传输距离:
50m(五类双绞线);WT-8110SA-S1光纤收发器至分站之间的最大传输距离:
10Km(MGTSV矿用单模光缆)。
分站至隔离器之间的最大传输距离:
1Km(MHYVR电缆或MHYVP电缆);隔离器至高压真空配电装置之间的最大传输距离:
20m(MHYVR电缆或MHYVP电缆);
1.6.3传输性能
1.6.3.1工控机至交换机
a)传输方式:
TCP/IP电缆传输方式;
b)传输速率:
10M/100Mbps;
1.6.3.2交换机与WT-8110SA-S1网络光端机
a)传输方式:
TCP/IP电缆传输;
b)传输速率:
10M/100Mbps;
1.6.3.3WT-8110SA-S1网络光端机与KJF213分站
a)传输方式:
TCP/IP光传输;
b)传输速率:
10M/100Mbps;
1.6.3.4分站与隔离器
a)传输方式:
多主式、半双工、CAN总线通信方式;
b)传输速率:
20kbps;
1.6.3.5隔离器与开关
a)传输方式:
多主式、半双工、CAN总线通信方式;
b)传输速率:
20kbps;
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