煤矿智能供电设计研究

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1、煤矿智能供电设计研究侯继才摘要：木文探讨了煤矿智能供电设计内容:智能化供电系统按逻辑功能化分为站控层、间隔层和过程层，系统具有顺序控制、防越级跳闸、高级应用功能，采用具有实时在线监测电气参数及环境参数的高压智能设备，分析了煤矿智能供配电系统设计选型注意事项，阐述其安全可靠、运行经济、智能集成的技术优势，表明其在煤矿具有很好的推广应用价值。关键词：智能变电站;过程层;间隔层;站控层;防越级跳闸;作者简介：侯继才（1977-），男，安徽临泉人，高级工程师，学士，从事电气设计研究工作，研究方向煤矿智能供电及矿井电

2、气自动化。收稿日期：2017-8-14Received：2017-8-14引言发展智能电网在欧美国家已经上升到国家战略层面，我国2010年已经开始着手建设，规划至2020年将全面建成统一坚强的智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。煤矿含有通风机、副井提升机、排水泵等大量一级负荷，供电安全等级要求特别高。煤矿供电受着特殊环境及工作方式影响，如井下高温、潮湿、粉尘、有害气体、冒顶、移动供电等会造成矿井供电事故频发;煤矿井下供电由丁供电级数多等各种原因易发生越级跳闸。煤矿采用智能供电，能够实现无人值守远程监控

3、，提高可靠性和安全性，防止事故越级跳闸。1智能变电站的概念所谓“智能变电站”即采用可靠、经济、集成、节能、环保的设备与设计，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、信息功能集成化、结构设计紧凑化、高压设备智能化和运行状态可视化等为基本要求，能够支持电网实时在线分析和控制决策，进而提高整个电网运行可靠性及经济性的变电站［1］。2煤矿智能供电设计研究2.1淮南某煤矿智能供电设计依据按淮南某煤矿初步设计确定的供电方案、结合国家猶能电网的未来发展趋势以及煤矿供电安全可靠性要求，我院为其设计了地面110kV

4、智能变电站和智能供电系统。设计依据主要包括《110(66)~220kV智能变电站设计规范》、《智能变电站技术导则》等国家及国网公司标准。2.2淮南某煤矿110kV智能变电站简介该煤矿110kV智能变电站设2冋路110kV电源进线，站内设2台110kV容量为40MVA三卷主变，110kV采用GIS全封闭组合开关开关，其断路器、隔离开关、接地刀采用电动操作，35kV和10kV采用具有电动操作机构及电动手车的中置式开关柜，各电压等级均采用单母分段接线。本智能变电站基于1EC61850通信标准，釆用分层、分布式网络

5、结构，各层相互独立，其中站控层和过程层采用双网络。主变保护采用双重化保护配置，其余采用集成化单套保护配置。智能变电站设全矿供电调度控制管理屮心，各二级变电所设监控分站，能够实现对全矿井供电系统数据采集、运行监视、操作控制、智能告警、故障分析，并能与站内外通信。2.3智能变电站设计配置2.3.1智能变电站电气一次部分配置站内110kVGIS配置常规电流电压互感器，GIS开关断路器、隔离开关、接地刀支持顺序控制功能。G1S开关设有SF&气体密度和微水状态诊断装置，可在线监测各开关气室内压力、温度和微水含量，能满

6、足一次设备GIS智能综合分析报警功能。110kVGIS开关室配置环境SFc安全监控装置一套，可实时监测GIS开关室环境SF6、氧气含量、温湿度等数值，当S%气体含量超岀标时可自动发岀声光报警并能自动启动风机换气。站内设2台主变设有载调压开关和电动接地开关。每台主变设油色谱气体在线监测仪，可在线监控变压器油中含气量、含水量等。每台主变压器配一个智能组件,具有主变压器木体、有载开关各种非电量保护跳闸、上传木体各种非电量参数等功能，非电量保护跳闸通过控制电缆直跳方式实现，智能组件安装于主变压器本体端子箱内。35/

7、lOkV系统采用单母分段接线，开关柜采用铠装中置式金屈封闭开关设备，各开关柜断路器、手车、接地开关满足顺序控制功能要求。2.3.2智能变电站电气二次部分配置站控层设备包括主机兼操作员工作站、数据服务器、站控层交换机、远动主站、网络设备、北斗/GPS对时设备、智能规约转换装置、音响报警等装置。站控层采用双重化冗余以太网络，热备用方式运行，双网双工方式运行，能实现网络无缝切换。该层通过操作员工作站可以实现对全矿井供电一次设备运行操作和顺序控制，实现对全矿高压供电设备各电气参数遥测、设备状态监视、设备故障报警及事

8、故追忆，具有事件顺序记录、制表打卬、时钟同步，自检测和诊断功能。智能规约转换装置具备将非标准的设备如消防、育流、五防、消弧线圈、无功补偿等监测信息转换为符合DL/T860（IEC61850）标准信息模型的功能。间隔层设备主要有继屯保护装置、测控装置、电能计量装置、集中式处理装置等二次设备，间隔层各保护采用直采直跳方式。主变非电量保护通过各侧开关智能终端直接跳闸，每台主变保护双套配置，主后保护一体化。110kV线路