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煤矿电力监控系统设计中GOOSE技术的应用探究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 煤矿电力监控系统设计中 GOOSE 技术的应 用探究 作者:陈振鹏 韦湖波 来源:《中国科技博览》2015 年第 35 期 [摘 要]煤矿的井下工作过程中,电力输送系统能否进行安全供电是保证煤矿安全生产的重 中之重。由于是在地面下进行常规生产工作,如果电力系统出现了故障,很有可能会造成井下 的整个电网跳闸失效,从而进一步影响井下各个通风口的正常工作,使得井下供氧不足、瓦斯 等气体浓度升高,危害工作人员的生命安全。本文将针对 GOOSE 技术对煤矿电力监控系统的 设计提出以下建议,以提高煤矿电力监控系统的自动化水平。 [关键词]电力监控 GOOSE 技术 中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)35-0203-01 供电系统在煤矿企业的生产过程中充当了命脉的角色,如果供电系统出现问题,整个煤矿 的生产都会受到严重影响。如果在生产过程中电力系统出现了问题,则很容易发生安全事故, 造成工作人员伤亡或是煤矿财产损失等严重后果。在电力输送系统故障当中,最常见的一般有 以下两种:其一是系统中某开关短路,致使漏电保护装置未能自动跳闸,而地面高压变压站开 关发生瞬间跳闸;其二则恰恰相反,在系统某开关短路之后,漏电保护装置由于故障并不能及 时反应出准确的故障发生位置,往往会无法进行漏电保护的正常措施,即跳闸不及时或者是非 故障电闸发生跳闸。我们可以看出,无论是哪一种故障的发生都有可能会造成极为严重的后 果。如果发生越级跳闸,全矿陷入断电的情况之中,则通风巷口处通风系统就会因无电力支持 而不能够正常工作;而漏电保护开关失灵,或者是因为不能及时反应而造成漏电保护开关没有 正确关闭,则很容易造成漏电事故的发生。由此我们可以看出,对煤矿电力监控系统进行新的 技术设计刻不容缓。 一、 我国煤矿电力监控系统的建设目标 现在我国的煤矿电力监控系统并不完备。大多数煤矿的电力监控系统中都已经使用了各种 型号的高压隔爆开关、低压馈电开关等。但所使用的各类保护开关数目与种类较多,其整体的 配置却并不是很高[1]。即使少数已经配置也并不具备相应的保护功能,而且在故障发生时对 于故障的具体信息传递速度较低。这便致使整个电力监控系统并不能完全达到一体化监控的要 求。 我国煤矿电力监控系统当下建设的最主要目的便是能够对煤矿井下的电力系统进行改造, 以尽可能的规避越级跳闸情况的发生;同时加强控电开关的灵敏程度以及精确程度,提高通讯 传递速度,以达到整个监控系统能够满足自行监控的程度。根据现在我国煤矿电力监控系统的 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 实际情况,要想完成预期的建设目标,可以使用 GOOSE 技术,以实现对于煤矿整体包括井下 与地面的电力系统必须参数的监控、记录、显示与分析,并能够与总监控台完成实时的通讯工 作,以此来提高遥感遥控工作的效率。与此同时,我们还要提高煤矿电力监控系统中各级开关 的可靠性,防止误关与拒关情况的发生,实现整个煤矿电力系统的一体化监控以及自动化控 制。 二、 我国煤矿电力监控系统的技术设计 为了能够尽可能的达成上文所述的建设目标,预计将要对煤矿的所有变电所高压保护装置 进行替换。同时,在监控系统中重要的节点,譬如各个变电所都要加设一套严密的实时通讯系 统,借助煤矿内部的局域网沟通井下和地面,以达到煤矿电力监控系统的一体化管理。下文将 会讨论具体的实施措施。 (一) 井下电网越级跳闸的应对方法 井下电网越级跳闸是我国煤矿电力系统故障中最为常见的一种。要想解决此类问题,则必 须要先弄清楚井下电网越级跳闸的原因。经过整理归纳与分析,可以确定该故障的主要原因有 四点:相邻级别开关之间联系不够紧密;保护动作不及时;保护装置的性能较差;漏电保护选 择性较差[2]。 GOOSE 技术能够实现保护装置之间的直接信息传输与交换,这样就可以较好的将上下级 保护装置、保护开关接受区与执行区等各个部分紧密的联系起来,以保证在故障发生的时候能 够速断、准断,达到保护整个电力系统的功能。值得注意的是,在某些极限情况下,电力系统 的某个末端接口如果发生短路,保护装置很难直接依靠电力系统中电流的变化来进行选择,所 有的保护装置都会由于电流的变化而选择保护措施,通过下级对上级的信息传递来进行调整闭 锁时间以及闭锁所到达的位置。 (二) 电力监控系统的结构设计 在整个电力监控系统的结构设计的前提条件是煤矿拥有一个完整的信息网络,只有这样才 能够保证电力监控的数据及时传输到监控的终端。电力监控系统所需要的网络结构一共有三个 方面:通讯管理结构、地面监控结构以及供电结构。供电结构的作用主要是对于整个电力网络 的电力调动情况传递相应的通讯信息,以保证主要电力系统的电力供应,与此同时,采集收取 电力网的各个线路中的各种状态信息,以保证后续工作的进行。通讯管理结构主要负责的工作 则是将供电结构中所收取采集到的信息传递给地面的监控结构,完成在区域内部的及时通讯。 而地面监控结构则是整个电力监控系统的核心,其通过供电结构完成电网中电力的调控,通过 通讯管理结构来收集各类信息,并下发各类指令,完成远程的遥感与遥控。 (三) 电力监控系统的预期功能 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 之所以要在煤矿电网中建立电力监控系统,就是为了能够在地面上对井下电网进行实时监 控,并对各种可能出现的故障进行及时处理,使电力监控真正达到一体化和自动化。同时,监 控点显示屏采用彩色液晶屏可以更好的观测出电网实时状态,在故障发生时能够及时观察到故 障发生点的具体信息,同时发送远程的遥控信号,已完成应急处理。 在以 GOOSE 技术为基础的电力监控系统建设结束之后,预计其能够具备以下的功能:在 检修或者是排除故障的期间,可以通过向地面监控中心请求停电,在操作过程中闭锁送电,以 防止触电;通过供电结构定期对电网整体进行隐患排查;实时监测电网整体功

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