摘要：目前，我國(guó)許多煤礦企業(yè)在市場(chǎng)環(huán)境中的發(fā)展越來(lái)越困難。同時(shí)，隨著煤礦企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本的不斷提高，煤礦企業(yè)的利潤(rùn)率進(jìn)一步降低，使許多煤礦企業(yè)難以在復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境中生存和發(fā)展。鑒于此，本文主要分析了煤礦地下電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改造。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；煤礦井下；改造；

隨著科技的進(jìn)步，煤礦企業(yè)安全改造和現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷深化和發(fā)展，國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)悄然開(kāi)展了“五優(yōu)"礦山建設(shè)和數(shù)字化礦山建設(shè)。為保證礦山生產(chǎn)調(diào)度的可靠性，增設(shè)了礦山電力保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全礦電力調(diào)度管理的規(guī)范化、科學(xué)化運(yùn)行，在當(dāng)前環(huán)境下尤為重要。

1概述

1.1礦區(qū)電力系統(tǒng)不能全覆蓋監(jiān)控

在電力自動(dòng)化監(jiān)控裝置的初始設(shè)計(jì)中，地下和地面變電站的高壓開(kāi)關(guān)大多采用更換保護(hù)裝置或通信裝置的方式，基本實(shí)現(xiàn)了電氣信號(hào)監(jiān)控和部分高開(kāi)遙控操作功能。由于通信不兼容，礦區(qū)內(nèi)有許多新變電站和改造后的變電站無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，由于早期資金和技術(shù)的限制，一些重要的地面負(fù)荷（如瓦斯抽放站、立井風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房等）無(wú)法將數(shù)據(jù)上傳到電力監(jiān)控系統(tǒng)，還需要人員24小時(shí)值班，隨時(shí)準(zhǔn)備倒閘操作和日常操作檢查。

1.2裝置通信能力不足

在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中，煤礦增加了兩個(gè)采區(qū)供電和兩個(gè)地面變電站供電。原電力自動(dòng)化監(jiān)控裝置預(yù)留的備用通信接口不足以支撐多余設(shè)備的接入；同時(shí)，原有監(jiān)控系統(tǒng)主要采用電纜通信，通信速率最大為100兆/秒。此外，監(jiān)控設(shè)備數(shù)量眾多，在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中也受到大型設(shè)備的電磁干擾，通信卡頻繁發(fā)生。

1.3監(jiān)控裝置監(jiān)控的電氣參數(shù)有限

地下開(kāi)關(guān)短路跳閘故障發(fā)生時(shí)，調(diào)度監(jiān)控人員無(wú)法快速了解地下配電室高壓設(shè)備情況，保護(hù)報(bào)告的故障信息，排除技術(shù)人員故障，快速分析事故，自檢高壓設(shè)備。

2煤礦井下電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成分析

2.1系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件主要由電力監(jiān)控分站、高壓配電裝置、低壓組合開(kāi)關(guān)、智能保護(hù)控制器、防雷器、防爆開(kāi)關(guān)、工業(yè)控制器、打印機(jī)、UPS電源及配件組成。

電力監(jiān)控分站主要有三個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集、顯示控制和通信傳輸。具體來(lái)說(shuō)，電力監(jiān)控分站收集高壓饋電開(kāi)關(guān)內(nèi)置的綜合保護(hù)信息，顯示在當(dāng)?shù)赜|摸屏上，然后連接煤礦網(wǎng)絡(luò)，上傳到地面，接收工業(yè)控制機(jī)的控制信號(hào)，控制高壓饋電開(kāi)關(guān)的動(dòng)作。

電力監(jiān)控分站主要由變壓器、電源、備用電池、顯示屏、鍵盤、通信管理機(jī)、光端機(jī)或光電轉(zhuǎn)換模塊（至少兩光兩電）組成。

2.2供電監(jiān)控系統(tǒng)

供電監(jiān)控系統(tǒng)主要用于煤礦供電系統(tǒng)和運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)控、控制、管理和安全保護(hù)，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)和設(shè)備的在線參數(shù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作控制、實(shí)時(shí)事故報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、運(yùn)行安全保護(hù)、電力計(jì)量管理等監(jiān)控和管理功能；提供“八遙控制"，如遙控、遙信、遙控、遙控、遙控、遙播、遙信和遙試、事故報(bào)警、保護(hù)、定位和快速解決事故的手段，具有解決電力運(yùn)行問(wèn)題的實(shí)用方案，如供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘、電壓波動(dòng)跳閘、漏電接地選線、突發(fā)停電事故恢復(fù)、負(fù)荷控制等，是加強(qiáng)供電管理、減少事故、減少損失、節(jié)約電能、提高運(yùn)行效率和管理水平的最新現(xiàn)代化工具。采用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作控制和智能程序控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦供電系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備的全面自動(dòng)化、無(wú)人值守、智能監(jiān)控和管理。

電力監(jiān)控系統(tǒng)建立在1000M冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、高速專用電力監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN/Ｒ由S485工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和無(wú)線通信組成的多層分布式煤礦寬帶工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)配備了各種電力監(jiān)控應(yīng)用軟件，是集監(jiān)控、顯示、保護(hù)、控制、采集等功能于一體的監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)需要，可在不同網(wǎng)絡(luò)層連接不同通信界面的各種監(jiān)控裝置、設(shè)備和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，兼容各種接口設(shè)備。同時(shí)，提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)界面，實(shí)現(xiàn)與礦山自動(dòng)化信息平臺(tái)的無(wú)縫連接，為信息平臺(tái)提供電力數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控與自動(dòng)化、信息系統(tǒng)的一體化。

系統(tǒng)將供電系統(tǒng)監(jiān)控、變電站環(huán)境監(jiān)控、IP廣播、視頻等多源異質(zhì)數(shù)據(jù)有機(jī)集成，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控、視頻、語(yǔ)音、廣播聯(lián)動(dòng)，建立綜合多媒體數(shù)字電力監(jiān)控管理系統(tǒng)，監(jiān)控內(nèi)容和范圍更廣泛、更全面，使管理和控制人員在綜合多媒體信息環(huán)境中實(shí)現(xiàn)更可靠的遠(yuǎn)程管理和控制。

3煤礦地下電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造

3.1電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主站升級(jí)系統(tǒng)

礦井調(diào)度室電力監(jiān)控中心更換安裝了6臺(tái)工業(yè)監(jiān)控服務(wù)器和4臺(tái)工業(yè)電力監(jiān)控上位機(jī)。為防止未來(lái)使用過(guò)程中計(jì)算機(jī)病毒入侵的可能性，保證監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，采用linux中文版操作系統(tǒng)，升級(jí)安裝了6臺(tái)千兆網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器、6臺(tái)光纖網(wǎng)絡(luò)交換服務(wù)器、1tai獨(dú)立無(wú)間斷電源系統(tǒng)和1臺(tái)綜合信息發(fā)布系統(tǒng)。

3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控分站優(yōu)化

在地下和地面各變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)分站改造中，各變電站數(shù)據(jù)傳輸分站裝置新配備防爆千兆光纖交換服務(wù)器。對(duì)于新建變電站，保護(hù)直接接入光纖交換機(jī)進(jìn)行通信，將原監(jiān)控系統(tǒng)的百兆通信傳輸升級(jí)為千兆傳輸，避免源頭傳輸堵塞、信號(hào)丟包、數(shù)據(jù)延遲等情況，實(shí)現(xiàn)各分站之間的環(huán)網(wǎng)。在保證監(jiān)控分站供電電源方面，采用KDW0.3/660A雙回路無(wú)間斷電源裝置，確保全礦失電等ji端情況下監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.3自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部功能設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電力監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要注意系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。1)系統(tǒng)應(yīng)具有地下電力系統(tǒng)的四遙功能，并能快速定位故障節(jié)點(diǎn)、故障類型、故障信息記錄等內(nèi)容。2)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)各保護(hù)裝置和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，并根據(jù)不同設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)保護(hù)和控制，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的在線監(jiān)控。3)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并能夠發(fā)布各種數(shù)據(jù)信息的歷史曲線和圖表數(shù)據(jù)，使這部分內(nèi)容更加直觀。在此類數(shù)據(jù)信息的權(quán)限設(shè)置上，應(yīng)根據(jù)不同類型的用戶進(jìn)行分級(jí)用戶共享。第四，系統(tǒng)還應(yīng)能夠利用紅外線全面調(diào)整各保護(hù)器的參數(shù)。同時(shí)，供電設(shè)備也應(yīng)實(shí)現(xiàn)不間斷運(yùn)行，更好地適應(yīng)惡劣的地下環(huán)境，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的正常運(yùn)行。第五，做好系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)，提供相對(duì)和諧的人際交互界面，自由切換各子系統(tǒng)等模塊，顯著提高系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)單元節(jié)點(diǎn)改造

每個(gè)高爆開(kāi)關(guān)都增加了DMP-5102B智能終端。智能終端可以收集開(kāi)關(guān)的位置信息、電氣信號(hào)量和溫度信息，并與綜合保護(hù)裝置通信，打包綜合保護(hù)動(dòng)作事件信息，通過(guò)光纖傳輸傳輸?shù)奖O(jiān)控分站。

3.5遙控、遙控和視頻聯(lián)動(dòng)應(yīng)用

新增的智能終端可以在當(dāng)?shù)厥占姎鈹?shù)據(jù)的同時(shí)，將各開(kāi)關(guān)斷路器的控制電路連接到各個(gè)智能終端，使操作人員能夠在調(diào)度室遠(yuǎn)程控制各變電站開(kāi)關(guān)的斷路器開(kāi)關(guān)。同時(shí)，在各變電站wu死角的情況下安裝了?？低曌詣?dòng)跟蹤球形攝像頭，遠(yuǎn)程操作時(shí)將攝像頭對(duì)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)，觀察遠(yuǎn)程操作時(shí)開(kāi)關(guān)的位置變化和運(yùn)行情況，監(jiān)督和遠(yuǎn)程監(jiān)控人員的現(xiàn)場(chǎng)操作情況。

4安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹及選型

4.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和無(wú)人值守要求，為35kV及以下電壓等級(jí)開(kāi)發(fā)的分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，應(yīng)用于電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)控、控制、通信等多功能于一體。適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城市網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)變電站方向的控制和管理，滿足變電站無(wú)人值守或少人值守的需要，為變電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

辦公樓（商務(wù)辦公、國(guó)家機(jī)關(guān)辦公樓等）

商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）

旅游建筑(酒店、娛樂(lè)場(chǎng)所等)

科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑)

通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)

交通建筑(機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等)

建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏、風(fēng)能等）

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。網(wǎng)絡(luò)組裝方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等信息，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)組裝方式。

4.4設(shè)備選型

5結(jié)束語(yǔ)

總之，煤礦電力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)實(shí)現(xiàn)了地下變電站的無(wú)人值守，大大提高了礦山供電網(wǎng)的自動(dòng)化水平，為煤礦供電系統(tǒng)的集中安全提供了平臺(tái)支持。

參考文獻(xiàn)

周耀.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)改造研究.

趙大磊.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].

安科瑞電力監(jiān)控與保護(hù)類產(chǎn)品選型手冊(cè),2022.07.

安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2022.05.