電力監測系統在煤礦供電中的應用

摘要：針對無人值班變電站的大力推廣，首先介紹了電力監控系統的總體結構，進而對電力監控系統的原理及連線進行了分析，接下來就實施方案作了詳細的規劃，最后提出了電力監控系統的意義。

關鍵詞：電力監控與自動化平臺的整合 實施方案 無人值守

效益分析

1 概述

近年來，隨著電力系統管理體制的深化改革，變電站的無人值守、綜合管理和安全管理是電網現代化的必由之路。遠程視頻/環境監控系統已逐步成為無人值班變電所新增的十分必要的自動化項目，通過遠程視頻/環境監控系統，安全值班人員、企業領導可以隨時對電站的重點部位進行監控和監視，以便能夠實時、直接地了解和掌握各變電站的安全情況，并及時對發生的情況做出反應。

為實現供電系統和設備的在線參數監測、遠程操作控制、實時事故報警、數據統計分析、運行安全保護、用電計量管理；實現了“四遙操控”，對故障監測預警、保護、定位，上傳故障數據和信息，提供了快速解決手段，也解決了煤礦供電系統越級跳閘、電壓波動跳閘、漏電接地選線、突發大面積和長時間停電等困擾煤礦供電的運行難題，我礦2008年按計劃引進了KJ357礦用電力監控系統。

2 系統總體結構

系統分為四個層次：設備層（即高開綜合保護層）、變電層（即變電所內的當地監控和自動化設備——井下測控分站）、通訊平臺層（即變電所與地面間的公共通訊平臺——光纖以太網平臺）、地面監控層。

設備層主要完成數據采集、計算、保護和控制執行，并通過RS485總線接入變電所的測控分站中。測控分站一方面完成數據轉發，另一方面實現變電所綜合選漏、錄波存儲、時鐘同步和當地監控，并通過光纖以太網，完成與監控主站的通訊。通訊平臺是由分站光端設備構成的光纖以太網或是專門的光纖以太網。監控主站是一套供電系統專業版組態系統，可按照供電系統的規范，對供電系統進行監測、控制、統計和分析。

一個變電所裝設一臺井下監控分站。變電所的高低壓綜合保護用雙絞線接入變電所的測控分站，監控分站直接接入現有環網，以太網與地面監控主站通訊。

系統后臺可以用OPC方式將數據傳輸到礦井綜合自動化平臺，實現數據共享和網絡發布。

3 實施方案

3.1 系統原理圖（圖1） 井下各6kV變電所的高、低壓開關通過RS485通訊線接入分站，分站通過網線接入千兆環網，監控中心服務器、監控主機通過環網讀取各變電所的高、低壓開關數據，從而實現監測和控制。

3.2 系統連接 電力監控系統設備連接，在井下泵房和變電所各安裝一臺監控通訊分站，各變電所的監控攝像頭通過網線或光纜（根據現場傳輸距離情況決定）連至電力監控分站，由電力監控分站將電力監控數據和視頻監控數據由網線連至環網交換機，通過環網傳至監控服務器和主機。

3.3 電力監控中心站的建立 在調度中心建立電力監控后臺，對地面35kV配電房和東地6kV配電房的開關柜進行數據監測和分、合閘控制，井下16個變電所的高、低壓開關進行遠程監測、遙控、遙信、遙調和遙視。

3.4 地面配電房的接入 需將礦內地面35kV配電房和東地6kV配電房接入要建的電力監控系統實現配電室的監測、監控。

3.5 電力監控分站的建立 在井下共16個變電所中各安裝一臺電力監控分站。電力監控分站與變電所內的高、低壓開關的綜合保護器用RS485通訊方式進行聯網，實現變電所的就地監控、通訊轉發等。電力監控分站就近接入變電所附近的千兆環網交換機，通過已有的工業以太網與地面電力調度中心后臺進行數據交換。

3.6 視頻的建設 在井下變電所安裝帶云臺隔爆攝像機，并接入變電所的測控分站，進行數據編碼和壓縮，并通過以太網，將視頻傳輸到地面電力調度中心，實現井下變電所的視頻監視，實現變電所的圖像監視即遙視，從而可以實現變電所的無人值班。

3.7 與綜合自動化平臺的連接 ①目前我礦已有千兆工業環網，工業以太網共安裝12臺環網交換機，地面4臺工業環網交換機，井下 8臺礦用防爆環網交換機。地面除了在機房安設兩臺核心交換機外，還分別在35kV變電站和洗煤廠（正在建設中）各安裝一臺交換機。井下分別在8個變電所各安裝一臺防爆環網交換機。地面、井下通過單模光纜構成兩個1000M高速光纖環網并實現冗余（環網系統如圖2所示）。②現有綜合自動化集成軟件平臺主要包括操作系統、數據庫系統、組態平臺及應用平臺。操作系統選用Windows2003簡體中文版，數據庫系統使用SQL2005簡體中文版。組態平臺作為整個系統組態開發平臺，采用HMI/SCADA自動化監控組態軟件iFIX簡體中文版作為組態平臺。

綜合自動化集成軟件平臺利用標準軟件接口采集不同系統的數據信息，進行集中處理、存儲和發布，以iFIX組態軟件模擬生產過程，將數據以圖形及表格的方式動態表現出來，并通過Web方式在網絡上發布，使信息資源有機整合到一起，得到最大限度的利用，便于企業領導及時掌握煤礦生產情況并做出合理決策。

綜合自動化集成軟件平臺使用兩臺iFIX管控服務器，一臺運行，另一臺備用；還有兩臺數據庫服務器負責對iFIX管控服務器收集的數據進行存儲備份，一主一備，一臺數據庫服務器運行時如發生故障，另一臺自動投入運行，確保對iFIX管控服務器所收集數據的正常存儲。

電力監測系統通過OPC SERVER與全礦井綜合自動化平臺接口，實現兩者的無縫連接。

3.8 系統效益分析 ①使各變電站真正做到無人值班，以綜合性保護和控制增加了變電站整體安全和設備運行可靠性。②極大提高上級管理部門對下級操作部門、操作部門對所屬變電站的監督和管理水平：a上級管理部門實時監督操作人員的工作狀態和規范程度。b實時管理和監控變電站有關人員、物品進出等安全防護情況。c操作部門可實時監控變電站主要設備的運行狀態。d優化相關操作、維護人員的派出和工作計劃，極大提高生產效率。e管理部門對變電站的突發事件能清晰看到、準確決策并在第一時間傳達指令到現場。③降低變電站的日常維護成本，每個變電站最少可節約兩名值班人員人工成本。

4 結束語

該系統還可通過智能分析，預告事故隱患，預防突發電力事故，具有應對突發安全事故時的電力預案程控操作功能，可用于高效準確處置重大安全事故；系統的高精度計量監測、專業圖表分析工具、錄波分析工具和智能專家系統，是加強供電管理、減少事故、降低損耗、節約電能、提高運行效率和管理水平的最新現代化工具，運用系統網絡遠程操作控制和智能程控技術，能實現煤礦供電系統和生產設備的全面自動化監控無人管理，很值得推廣。

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