基于礦用電參數自動計量系統的應用創新煤礦新型節電管理的研究

楊焱

【摘 要】通過礦用電參數自動計量的強大功能，不斷擴展管理方法，在節電方面、設備運行和維護方面、設備供電安全方面等取得良好的經濟效益和應用效果，并總結豐富的管理經驗。

【Abstract】Through the powerful function of mine electric parameter automatic measurement， the management method is extended. It has achieved good economic benefits and application results in the aspect of power saving， equipment operation and maintenance， equipment power supply safety and so on， and summed up a wealth of management experience.

【關鍵詞】計量系統；功能；節電管理

【Keywords】 metering system；function；power saving management

【中圖分類號】KJ516 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0015-02

1 背景

隨著煤礦生產地區的不斷延伸，礦井電力等能耗逐漸增加，用電管理中存在的問題越來越多，傳統的人工處理方法越來越不適應管理需要，對煤礦系統進行全方位的監控具有極為重要的作用。長期以來，煤礦計量各種能耗和電力信息多以紙質記錄為主，用電信息管理依據只能以紙質記錄為基礎而且，數據單一，對數據無法系統處理。由于企業管理的精細化要求，數據的數量和規模日益擴大，逐漸顯露出難以復制、存檔、查找、綜合各種相關報表材料等問題，例如，紙張不易保存，易受潮、污染、發霉，字跡不清晰，搜索數據時需要翻閱大量記錄文檔，不僅時間長，而且效率低，復制成本高，數據不易綜合利用，需要消耗大量人力、物力和時間對這些紙質材料進行加工整理，而且經常出錯，而現有的信息技術可以有效地改善這些狀況。

2 礦用電參數自動計量系統的工作原理

2.1 礦用隔爆型多路電參數計量顯示箱

計量顯示箱作為各變電所的數據采集設備，主要由嵌入式工控機、多路電參數采集模塊（電度計量模塊）、高精度電流傳感器（安裝于被測設備內部）、工業級開關電源等組成。系統自帶的“KBDX-2模塊檢測軟件”作為運行平臺，操作簡便。

計量顯示箱擔負著電量數據采集，就地集中顯示的重要任務，數據信號最終通過以太網接口輸出，與上位機聯網可實現遠程抄表。

2.2 高精度電參數采集模塊

KBDX-2模塊是專門針對煤礦供電設備特點開發的一款智能型三相電參數綜合采集模塊，結合當今先進的智能電測計量技術，根據煤礦井下供電系統特點，進行了多項結構、功能改進及優化：專門針對煤礦1140（660）V供電網絡設計，其輸入三相電壓可直接掛接在三相動力線路上（無須任何PT或電壓等級變換），且1140V或660V兩種電壓等級自動適應（不需任何設置或切換）、三相電流（0～1000A）。如圖1 KBDX-2三相電參數采集模塊安裝示意圖所示。

過載能力：1.4倍量程輸入可正確測量；瞬間（<10周波）電流5倍，電壓3倍量程不損壞。（傳統的機械式電表或普通電表過載后即有可能燒壞）三表法準確測量三相三線制交流電路中的三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度等電參數。

3 數字化用電管理可行性分析

3.1 系統結構

辛安礦井下有一個單獨的環網，具有高帶寬，高可靠性的特點，本系統能夠充分利用現有的礦井工業環網，把煤礦各變電所三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度等電參數采集到數據服務器中，并實現數據的統計和分析，并統一存儲到歷史數據庫中。

電參數自動計量系統以礦井工業環網為基礎傳遞信息，提高了礦井環網的利用，使環網更加集成化，多元化，礦內網任何一臺客戶端只要安裝工業組態軟件ForceControl 6.1（力控），就能觀測到系統用電設備的用電情況，為管理者提供用電、節電管理的理論依據。為保證系統的安全性，ForceControl 6.1（力控）還為不同管理者提供不同的管理權限。

3.2 普通權限

普通權限中的電度查看功能，為一般用戶提供了能夠隨時查詢具體的用電單元各項電能參數，界面主要顯示為每個設備的用電量、設備編號、設備名稱、采集器狀態等信息。直接點擊每個“電表模塊”圖標即可查看該供電表模塊內部詳細電參數信息。

通過圖2可見該界面主要實現對相應設備電量數據查詢，在畫面右側“時間選擇”欄內選擇需要查詢的起-止時間段，點擊“查詢”按鈕即可查看該時段內電表讀數及電量結算數據，“用電量”=截止時間讀數-起始時間讀數。管理者可以通過該功能考核現場人員對相關節電管理規定執行情況。該功能還能有效的查詢用電設備的功率因數，從而能夠得出設備的利用率，已幫助管理者及時發現功率因數較低的用電設備，采取措施提高設備的利用率。

4 節電管理實踐

礦用電參數自動計量系統投入運行后，有效解決了電量考核的問題，電能考核組每月月底將各泵房水泵運轉記錄收集到一起，對照系統中“電度查看功能”對井下各泵房水泵各個時段的運行情況進行核對，進行峰谷對比，分析泵房司機是否按規定執行泵房開停泵制度，分析報告，及整改措施反饋至科務會，由科務會安排措施落實，電能考核組再對措施落實情況進行考核，進行閉合管理，如圖3所示。

該系統能實時對井下泵房用電情況進行計量，顯示峰谷比例情況，有利于該礦對泵房負荷使用情況及時進行掌握，運用科學的手段查找和堵塞漏洞，達到節省電能的目的。

5 社會效益

礦用電參數自動計量系統不僅在節約電能方面發揮了關鍵性作用，而且計量系統所帶的電壓、電流、功率等設備運行參數顯示功能，還為管理者實時掌握設備狀況，提供了數據依據，論文提到的供電系統減少了變壓器的維護量；運輸、壓風、排水系統中不僅提高了設備的利用率，而且還加強了對設備檢修質量的考核，大大延長設備的使用壽命。