《煤矿安全规程》第465条规定:“…无人值班的采区变电硐室必须关门加锁,并有值班人员巡回检查,…”对井下采区变电所进行无人值班改造,既可以达到减员增效,提高企业劳动生产效率的目的,又能及时清晰、全面、准确地掌握设备运行状态,快速可靠地控制设备运行状况,从而实现对井下采区变电所开关进行集中统一管理、安全生产的目的。
对井下采区变电所进行无人值班改造的原则是保留设备就地功能,即就地 操作停、送电及故障显示等原有功能,增加远动通讯接口,使其既能满足无人值班的要求,又能保证原有的保护功能可靠性,同时又不影响值班人员和检修人员的正常巡视和检修。所以改造是在高、低压电气设备原有的基础上,尽量不变动或少变动设备,少投入资金,利用现有的调度监控系统,以提高设备的可靠性为原则,实现采区变电所的监测监控功能,从而实现采区变电所无人值班运行的目的。
1矿井采区变电所电气设备现状
准北矿业集团各煤矿采区变电所高压配电装置多为BGP系列的隔爆型高压真空开关,这些配电装置具有手动合、分闸功能和电动合、分闸功能,其综合保护装置不仅具有实时显示当前电网电压数值及负载电流数值功能,还具有短路保护、过载保护、电缆绝缘监视保护、漏电保护、高、低电压保护及故障原因和故障瞬时值记忆显示功能、保护器自检功能、模拟故障试验功能和通讯接口。在功能方面已基本上满足对设备的遥测、遥控功能。
采区变电所低压自动馈电开关现多为DW型空气自动开关,新矿区多为BKD型或KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关,该馈电开关尚可远距离控制,使它合闸与分断。其综合保护具有电源显示,工作显示、绝缘显示及短路保护、瓦斯保护、过载保护、漏电保护等功能。只要对其保护装置进行适当的改造,将其综合保护装置改为智能型综合保护使其具有通讯接口,就完全可以完成遥测、遥控的任务。而目前矿区正在逐步对DW型馈电开关进行更新和发行,这就为以后全面实现无人值班变电所发行奠定了基础。
目前准北矿业集团各矿井下调度监控系统已基本完善,各采区变电所、主要配电点、采区集中运输巷等都有其监控分站。该监测、监控分站的CPU采用51系列的单片机可与高、低压开关综合保护装置间实现点对点实时通讯,其具有的RS-485通讯接口可与计算机通信或外挂调制解调器,可以通过RS-485现场总线或Modem进行远程数据传输,已具备数据的采集、传输条件,完全可以对主要生产系统进行调度和监测。
综上所述,无论从高、低电气设备的功能方面,还是从调度监控系统应用方面,都基本上具备了改造的条件,我们只须对这些电气设备保护装置和调度监控系统进行部分改造和系统的扩展,就完全可以对煤矿井下电网安全运行进行监控。
2煤矿井下电网安全监控系统
煤矿井下电网安全监控系统可以对井下高、低压供电系统进行实时监测、控制。它的每一块模块均有32位高档单片机,所有的单片机与主机都在同时并行工作,因而大大提高了监控系统的实时性,上位机也可对分站进行查询,设定和遥控各个开关,从而实现煤矿井下采区变电所真正无人值守。该监控系统是由监控中心、远距离通讯设备及井下分站、电气设备的电脑综合保护装置等基本单元构成。煤矿井下电网安全监控系统可以通过计算机网络,将井下通过分站采集的数据传输至地面监控中心并分配到矿内各有关部门终端,为矿领导及有关人员提供实时监测数据显示功能,随时掌握和了解开关的整定状态,实时传送开关的分、合状态,实时传送开关的在线电网电压、负载电流。发生故障跳闸时,及时报警并传送跳闸原因,能够接受远程命令由地面高度中心指令实现分、合闸操作并能及时将开关柜分、合信息传输到地面监控中心以便安排人员及时处理。通过对井下电气设备的运行状况和运行参数分析,可以实现远距离诊断系统故障。也可通过局域网与上级调度中心等各级职能管理部门联网,为集团公司领导及业务部门提供动态、实时显示各矿的监测数据。
3无人值班变电所改造需要解决的问题
(1)实现“就地一远方控制”的切换问题。这个“切换开关”应能满足当“开、关”处于“远方控制”位置时,断路器完全接受遥控装置的控制;而当“开关”处于“就地控制”位置时,断路器完全不接受遥控装置的控制,只有“开、关”状态。在就地操作开关时,对断路器的操作同平时操作一样进行。
(2)对于开关的遥控和遥控功能的实现,需要对操作人员和监控人员双重身份进行验证,系统将自动记录操作人员和监控人员的姓名以及整定日期、时间、整定数据。利于以后查询,确保责任到人,安全可靠。
(3)井下采区变电所的管理问题。一旦实现了无人值班变电所,就必须严格按规程要求关门加锁,并应针对性地制定出严格的管理制度和巡检制度。加强现场管理,确保线路,设备的安全运行。
4结语
井下采区无人值班变电所的实现,不仅可以及时发现停电的故障点,减少寻找故障点的时间,加快停、送电操作速度,缩短影响生产的时间。同时又可以及时维护开关,杜绝了开关带病运行引起的设备损坏,减少停电事故,缩小事故范围,确保煤矿安全生产的正常进行,还能获得很好的经济效益。尤其是对高突、高瓦斯矿井来讲,减少停、掉电事故,缩短事故影响时间,及时恢复供电,更有着深远的意义。
通过无人值班变电所的实现和正常运行,不仅可以提高煤矿自动化管理水平,提高矿井的供电质量,提高矿井的坑灾能力,保证矿井的安全生产,保障矿山职工的人身安全,具有良好的社会效益。同时又可带动主排水泵房,采区主运机巷等其它系统实现监测、监控,使煤矿生产自动化逐步达到安全、优质、经济运行的一个新的水平。