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兖州矿区电力供电系统自动化技术
[ 通信界 / 包秀春1 李剑峰2 1邹城市高级职业技术学校 2兖矿集团设计研究院 / www.cntxj.net / 2010/11/4 20:16:36 ]
 
串行口等的初始化和CAN控制器的初始化;另一部分为测控供电回路电量参数的数据采集处理。经过此次煤矿电力调度自动化站点测控节点CAN总线的设计及实践应用,他们体会到了CAN总线比以往采用的其它形式总线在速度、抗干扰能力及高性能上有着巨大的区别,CAN总线设计灵活、可靠性高、布线方便,更加适合于工业领域到各种集散控制系统。
 
4 32位ARM处理器在电力系统保护设备中的应用
  鉴于32位ARM处理器有着较高主频和较强运算能力、可以方便嵌入操作系统的优点,山东科技大学和山东省煤炭科学研究所开展了32位ARM处理器应用于电力系统保护设备的研究。
  该微机保护装置的CPU主系统微机计算部分由ARM S3C44BOX与外部扩展的SDRAM和FLASH组成。S3C44BOX是SAMSUNG公司基于ARM7TDMI核的32位高速处理器,片上集成了丰富的外围功能模块,降低了系统应用成本。模拟输入电路的作用是隔离变换输入电压及完成模数转换,以便与CPU 接口。模拟量经电流(电压)互感器变成电压信号,再进行模数变换。经过VFC方式变换后的数字脉冲被送到计数器进行实时累计,并且暂存在计数器内部的缓冲器。由CPU定时来读取累计值。开关量的输入输出包括断路器和隔离开关的辅助触点或跳合闸位置继电器接点输入、外部装置闭锁重合闸触点输入及装置连接片位置输入等回路;外部的开关信号经光电耦合器输入。继电保护开关量输出主要有跳闸出口、重合闸出口及就地和中央信号出口等。开关量输出回路经光电隔离控制继电器,提高了其抗干扰的能力。保护装置的输出与启动继电器接点输出闭锁。
此项设计在ARM芯片内嵌入了uClinux操作系统,实现实时多任务操作,每个任务都设一个优先级,操作系统根据各个优先级可以动态的切换任务。保护程序主要有微机保护主程序、采样中断服务程序和故障处理程序。微机保护主程序主要包括初始化、自检、开中断与等待中断以及循环自检等。采样中断服务程序主要包括采样与计算、TV与TA断线自检以及保护启动元件。故障处理程序包括保护软压板的投切检查、保护定值比较、保护逻辑判断、跳闸处理程序和后加速部分。
 
5 自动跟踪补偿消弧线圈成套装置的应用
  兖州矿业(集团)公司济宁三号煤矿鉴于矿井6kV中性点不接地系统存在着电容电流超标的危害,通过对传统消弧线圈运行中问题的深入研究,决定改用XBSG-6/40型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置。运行几年来,电网残余无功电流实测值均小于3A,完全符合《煤矿安全规程》的规定,而且投入补偿速度快,运行安全稳定性良好。
  该矿110/6kV终端变电所的一次侧采用110kV进线。随着矿井负荷的增大,6kV配电网络中单相接地电容电流也急剧增加。2005年6月测定6kV电网对地电容电流为46A,而《煤矿安全规程》规定电容电流不允许超过20A。传统的消弧线圈接地为避免产生共谐振而一直处于过补偿状态运行,估算得到的电容电流与实际存在较大误差,有可能由于残流达不到有效抑制而产生弧光过电压;手工调谐需短时停电而失去补偿连续性,如遇系统故障又恰巧发生电网单相接地时易产生过电压;由于补偿方式不同导致残流相差很大,微机选线装置很难与传统的消弧线圈结合工作。
 
  自动跟踪补偿消弧线圈成套装置通过消弧线圈的电源开关柜投切消弧线圈,通过RS485接口接入变电所的综合自动化系统。消弧线圈柜内放置三相五柱式消弧线圈、电抗器、阻尼电阻箱、控制器及控制元件等。利用电源开关柜与消弧线圈柜之间的控制电缆,可以实现闭锁、各种保护跳闸、远程控制等功能。
  矿井110kV变电所共有两段母线,采用两套XBSG-6/40型自动跟踪补偿消弧线圈成套装置分别接在两段母线上,平均分时补偿。每台消弧线圈的补偿容量为50A,可调节范围为30A。两台消弧线圈具有自动联机功能。当母线投入的时候,两台消弧线圈并列运行,总补偿容量可以达到100A,调节范围可以达到60A。这样既满足了目前补偿容量的需要,也为以后电网的扩展预留了充分的发展空间。
 
6 大型变电所综合自动化系统
  近几年来,兖州矿业(集团)公司东滩煤矿对35kV变电所的自动化系统进行了改造,采用ND3000厂站自动化系统实现了对全所的监测、控制、继电保护和运行管理,满足了电力系统要求的“四通”功能,建立了真正意义上的变电所综合自动化系统,为矿井数字化建设提供了可贵的实践经验,值得推广应用。
  该系统包括厂站层和间隔层,两者之间通过以太网联结,并且通过以太网与上级变电所和管理部门联结。
间隔层主要为现场安装的各类分散式ND300系列保护装置,ND3000系列保护屏7台、NDX320线路保护装置42台、NDT330变压器保护装置2台和GPS校时装置、NDR320电容器保护装置2台NDK330电抗器保护装置2台。它们互相独立,并且与厂站层通讯。该保护装置主要实现以下功能:显示一次设备电气主接线图和运行状态;U线、U相、I线、I相、有功功率P、无功功率Q、频率F和功率因数等运行数据显示;显示事件、采样值、定值、参数及传动信息等菜单选项。
  厂站层包括NDJ300自动化监控系统2套和NDM300通信管理装置2台。NDM300通信管理装置实现与设备及远方调度的通讯接口,进行信息交换。NDJ300自动化监控系统是系统监控单元,提供良好的人机界面,可以显示以下信息:实时监控画面;信息采集画面;遥测数据曲线;有语音系统与之配合的保护动作时间显示;故障录波;保护信息管理;电度量报表画面。
  另外,在该系统的基础上安装了RS232/485通信接口的新型智能电度表、直流屏和其它智能设备,并且与微机监控系统保持正常通信,实现了远程抄表和自动抄表。35kV变电所是矿井的枢纽变电所,对于保障矿井供电安全可靠性起着关键的作用,大型变电所综合自动化系统的成功应用为该矿将来实施集中控制打下了良好的基础。
 
7 分布式变电站微机监测管理系统诞生
  山东科技大学和兖州矿业(集团)

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作者:包秀春1 李剑峰2 1邹城市高级职业技术学校 2兖矿集团设计研究院 合作媒体:专网通信世界-中国电力通信网 编辑:顾北

 

 

 
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