电力监测系统在煤矿供电中的应用

摘要：针对无人值班变电站的大力推广，首先介绍了电力监控系统的总体结构，进而对电力监控系统的原理及连线进行了分析，接下来就实施方案作了详细的规划，最后提出了电力监控系统的意义。

关键词：电力监控与自动化平台的整合 实施方案 无人值守

效益分析

1 概述

近年来，随着电力系统管理体制的深化改革，变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。远程视频/环境监控系统已逐步成为无人值班变电所新增的十分必要的自动化项目，通过远程视频/环境监控系统，安全值班人员、企业领导可以随时对电站的重点部位进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各变电站的安全情况，并及时对发生的情况做出反应。

为实现供电系统和设备的在线参数监测、远程操作控制、实时事故报警、数据统计分析、运行安全保护、用电计量管理；实现了“四遥操控”，对故障监测预警、保护、定位，上传故障数据和信息，提供了快速解决手段，也解决了煤矿供电系统越级跳闸、电压波动跳闸、漏电接地选线、突发大面积和长时间停电等困扰煤矿供电的运行难题，我矿2008年按计划引进了KJ357矿用电力监控系统。

2 系统总体结构

系统分为四个层次：设备层（即高开综合保护层）、变电层（即变电所内的当地监控和自动化设备――井下测控分站）、通讯平台层（即变电所与地面间的公共通讯平台――光纤以太网平台）、地面监控层。

设备层主要完成数据采集、计算、保护和控制执行，并通过RS485总线接入变电所的测控分站中。测控分站一方面完成数据转发，另一方面实现变电所综合选漏、录波存储、时钟同步和当地监控，并通过光纤以太网，完成与监控主站的通讯。通讯平台是由分站光端设备构成的光纤以太网或是专门的光纤以太网。监控主站是一套供电系统专业版组态系统，可按照供电系统的规范，对供电系统进行监测、控制、统计和分析。

一个变电所装设一台井下监控分站。变电所的高低压综合保护用双绞线接入变电所的测控分站，监控分站直接接入现有环网，以太网与地面监控主站通讯。

系统后台可以用OPC方式将数据传输到矿井综合自动化平台，实现数据共享和网络。

3 实施方案

3.1 系统原理图（图1） 井下各6kV变电所的高、低压开关通过RS485通讯线接入分站，分站通过网线接入千兆环网，监控中心服务器、监控主机通过环网读取各变电所的高、低压开关数据，从而实现监测和控制。

3.2 系统连接 电力监控系统设备连接，在井下泵房和变电所各安装一台监控通讯分站，各变电所的监控摄像头通过网线或光缆（根据现场传输距离情况决定）连至电力监控分站，由电力监控分站将电力监控数据和视频监控数据由网线连至环网交换机，通过环网传至监控服务器和主机。

3.3 电力监控中心站的建立 在调度中心建立电力监控后台，对地面35kV配电房和东地6kV配电房的开关柜进行数据监测和分、合闸控制，井下16个变电所的高、低压开关进行远程监测、遥控、遥信、遥调和遥视。

3.4 地面配电房的接入 需将矿内地面35kV配电房和东地6kV配电房接入要建的电力监控系统实现配电室的监测、监控。

3.5 电力监控分站的建立 在井下共16个变电所中各安装一台电力监控分站。电力监控分站与变电所内的高、低压开关的综合保护器用RS485通讯方式进行联网，实现变电所的就地监控、通讯转发等。电力监控分站就近接入变电所附近的千兆环网交换机，通过已有的工业以太网与地面电力调度中心后台进行数据交换。

3.6 视频的建设 在井下变电所安装带云台隔爆摄像机，并接入变电所的测控分站，进行数据编码和压缩，并通过以太网，将视频传输到地面电力调度中心，实现井下变电所的视频监视，实现变电所的图像监视即遥视，从而可以实现变电所的无人值班。

3.7 与综合自动化平台的连接 ①目前我矿已有千兆工业环网，工业以太网共安装12台环网交换机，地面4台工业环网交换机，井下 8台矿用防爆环网交换机。地面除了在机房安设两台核心交换机外，还分别在35kV变电站和洗煤厂（正在建设中）各安装一台交换机。井下分别在8个变电所各安装一台防爆环网交换机。地面、井下通过单模光缆构成两个1000M高速光纤环网并实现冗余（环网系统如图2所示）。②现有综合自动化集成软件平台主要包括操作系统、数据库系统、组态平台及应用平台。操作系统选用Windows2003简体中文版，数据库系统使用SQL2005简体中文版。组态平台作为整个系统组态开发平台，采用HMI/SCADA自动化监控组态软件iFIX简体中文版作为组态平台。

综合自动化集成软件平台利用标准软件接口采集不同系统的数据信息，进行集中处理、存储和，以iFIX组态软件模拟生产过程，将数据以图形及表格的方式动态表现出来，并通过Web方式在网络上，使信息资源有机整合到一起，得到最大限度的利用，便于企业领导及时掌握煤矿生产情况并做出合理决策。

综合自动化集成软件平台使用两台iFIX管控服务器，一台运行，另一台备用；还有两台数据库服务器负责对iFIX管控服务器收集的数据进行存储备份，一主一备，一台数据库服务器运行时如发生故障，另一台自动投入运行，确保对iFIX管控服务器所收集数据的正常存储。

电力监测系统通过OPC SERVER与全矿井综合自动化平台接口，实现两者的无缝连接。

3.8 系统效益分析 ①使各变电站真正做到无人值班，以综合性保护和控制增加了变电站整体安全和设备运行可靠性。②极大提高上级管理部门对下级操作部门、操作部门对所属变电站的监督和管理水平：a上级管理部门实时监督操作人员的工作状态和规范程度。b实时管理和监控变电站有关人员、物品进出等安全防护情况。c操作部门可实时监控变电站主要设备的运行状态。d优化相关操作、维护人员的派出和工作计划，极大提高生产效率。e管理部门对变电站的突发事件能清晰看到、准确决策并在第一时间传达指令到现场。③降低变电站的日常维护成本，每个变电站最少可节约两名值班人员人工成本。

4 结束语

该系统还可通过智能分析，预告事故隐患，预防突发电力事故，具有应对突发安全事故时的电力预案程控操作功能，可用于高效准确处置重大安全事故；系统的高精度计量监测、专业图表分析工具、录波分析工具和智能专家系统，是加强供电管理、减少事故、降低损耗、节约电能、提高运行效率和管理水平的最新现代化工具，运用系统网络远程操作控制和智能程控技术，能实现煤矿供电系统和生产设备的全面自动化监控无人管理，很值得推广。

参考文献：

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[2]王朝阳.矿用电力监测系统研制成功[J].河北煤炭，1998-05-30.

[3]张魏魏.煤矿井下电力监测监控系统及其改进方案[J].电气开关，2012（06）.