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兗州礦區電力供電系統自動化技術
[ 通信界 / 包秀春1 李劍峰2 1鄒城市高級職業技術學校 2兗礦集團設計研究院 / m.6611o.com / 2010/11/4 20:16:36 ]
 
串行口等的初始化和CAN控制器的初始化;另一部分為測控供電回路電量參數的數據采集處理。經過此次煤礦電力調度自動化站點測控節點CAN總線的設計及實踐應用,他們體會到了CAN總線比以往采用的其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區別,CAN總線設計靈活、可靠性高、布線方便,更加適合于工業領域到各種集散控制系統。
 
4 32位ARM處理器在電力系統保護設備中的應用
  鑒于32位ARM處理器有著較高主頻和較強運算能力、可以方便嵌入操作系統的優點,山東科技大學和山東省煤炭科學研究所開展了32位ARM處理器應用于電力系統保護設備的研究。
  該微機保護裝置的CPU主系統微機計算部分由ARM S3C44BOX與外部擴展的SDRAM和FLASH組成。S3C44BOX是SAMSUNG公司基于ARM7TDMI核的32位高速處理器,片上集成了豐富的外圍功能模塊,降低了系統應用成本。模擬輸入電路的作用是隔離變換輸入電壓及完成模數轉換,以便與CPU 接口。模擬量經電流(電壓)互感器變成電壓信號,再進行模數變換。經過VFC方式變換后的數字脈沖被送到計數器進行實時累計,并且暫存在計數器內部的緩沖器。由CPU定時來讀取累計值。開關量的輸入輸出包括斷路器和隔離開關的輔助觸點或跳合閘位置繼電器接點輸入、外部裝置閉鎖重合閘觸點輸入及裝置連接片位置輸入等回路;外部的開關信號經光電耦合器輸入。繼電保護開關量輸出主要有跳閘出口、重合閘出口及就地和中央信號出口等。開關量輸出回路經光電隔離控制繼電器,提高了其抗干擾的能力。保護裝置的輸出與啟動繼電器接點輸出閉鎖。
此項設計在ARM芯片內嵌入了uClinux操作系統,實現實時多任務操作,每個任務都設一個優先級,操作系統根據各個優先級可以動態的切換任務。保護程序主要有微機保護主程序、采樣中斷服務程序和故障處理程序。微機保護主程序主要包括初始化、自檢、開中斷與等待中斷以及循環自檢等。采樣中斷服務程序主要包括采樣與計算、TV與TA斷線自檢以及保護啟動元件。故障處理程序包括保護軟壓板的投切檢查、保護定值比較、保護邏輯判斷、跳閘處理程序和后加速部分。
 
5 自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置的應用
  兗州礦業(集團)公司濟寧三號煤礦鑒于礦井6kV中性點不接地系統存在著電容電流超標的危害,通過對傳統消弧線圈運行中問題的深入研究,決定改用XBSG-6/40型自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置。運行幾年來,電網殘余無功電流實測值均小于3A,完全符合《煤礦安全規程》的規定,而且投入補償速度快,運行安全穩定性良好。
  該礦110/6kV終端變電所的一次側采用110kV進線。隨著礦井負荷的增大,6kV配電網絡中單相接地電容電流也急劇增加。2005年6月測定6kV電網對地電容電流為46A,而《煤礦安全規程》規定電容電流不允許超過20A。傳統的消弧線圈接地為避免產生共諧振而一直處于過補償狀態運行,估算得到的電容電流與實際存在較大誤差,有可能由于殘流達不到有效抑制而產生弧光過電壓;手工調諧需短時停電而失去補償連續性,如遇系統故障又恰巧發生電網單相接地時易產生過電壓;由于補償方式不同導致殘流相差很大,微機選線裝置很難與傳統的消弧線圈結合工作。
 
  自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置通過消弧線圈的電源開關柜投切消弧線圈,通過RS485接口接入變電所的綜合自動化系統。消弧線圈柜內放置三相五柱式消弧線圈、電抗器、阻尼電阻箱、控制器及控制元件等。利用電源開關柜與消弧線圈柜之間的控制電纜,可以實現閉鎖、各種保護跳閘、遠程控制等功能。
  礦井110kV變電所共有兩段母線,采用兩套XBSG-6/40型自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置分別接在兩段母線上,平均分時補償。每臺消弧線圈的補償容量為50A,可調節范圍為30A。兩臺消弧線圈具有自動聯機功能。當母線投入的時候,兩臺消弧線圈并列運行,總補償容量可以達到100A,調節范圍可以達到60A。這樣既滿足了目前補償容量的需要,也為以后電網的擴展預留了充分的發展空間。
 
6 大型變電所綜合自動化系統
  近幾年來,兗州礦業(集團)公司東灘煤礦對35kV變電所的自動化系統進行了改造,采用ND3000廠站自動化系統實現了對全所的監測、控制、繼電保護和運行管理,滿足了電力系統要求的“四通”功能,建立了真正意義上的變電所綜合自動化系統,為礦井數字化建設提供了可貴的實踐經驗,值得推廣應用。
  該系統包括廠站層和間隔層,兩者之間通過以太網聯結,并且通過以太網與上級變電所和管理部門聯結。
間隔層主要為現場安裝的各類分散式ND300系列保護裝置,ND3000系列保護屏7臺、NDX320線路保護裝置42臺、NDT330變壓器保護裝置2臺和GPS校時裝置、NDR320電容器保護裝置2臺NDK330電抗器保護裝置2臺。它們互相獨立,并且與廠站層通訊。該保護裝置主要實現以下功能:顯示一次設備電氣主接線圖和運行狀態;U線、U相、I線、I相、有功功率P、無功功率Q、頻率F和功率因數等運行數據顯示;顯示事件、采樣值、定值、參數及傳動信息等菜單選項。
  廠站層包括NDJ300自動化監控系統2套和NDM300通信管理裝置2臺。NDM300通信管理裝置實現與設備及遠方調度的通訊接口,進行信息交換。NDJ300自動化監控系統是系統監控單元,提供良好的人機界面,可以顯示以下信息:實時監控畫面;信息采集畫面;遙測數據曲線;有語音系統與之配合的保護動作時間顯示;故障錄波;保護信息管理;電度量報表畫面。
  另外,在該系統的基礎上安裝了RS232/485通信接口的新型智能電度表、直流屏和其它智能設備,并且與微機監控系統保持正常通信,實現了遠程抄表和自動抄表。35kV變電所是礦井的樞紐變電所,對于保障礦井供電安全可靠性起著關鍵的作用,大型變電所綜合自動化系統的成功應用為該礦將來實施集中控制打下了良好的基礎。
 
7 分布式變電站微機監測管理系統誕生
  山東科技大學和兗州礦業(集團)

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作者:包秀春1 李劍峰2 1鄒城市高級職業技術學校 2兗礦集團設計研究院 合作媒體:專網通信世界-中國電力通信網 編輯:顧北

 

 

 
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