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摘 要：該文詳細(xì)介紹了錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，對電力監(jiān)控系統(tǒng)各部分硬件組成及系統(tǒng)功能進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)通訊、基于DSP微機綜合保護(hù)，實現(xiàn)了井下供電系統(tǒng)實時監(jiān)控一體化。實現(xiàn)了預(yù)防供電系統(tǒng)越級跳閘、大面積掉電，迅速定位供電系統(tǒng)故障，縮短恢復(fù)送電時間，井下變電所無人值守，提高了供電系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng) KJ36A系統(tǒng) CZB1微機智能保護(hù)器

中圖分類號：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0026-02

隨著社會的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)也迅速的運用于煤礦的生產(chǎn)及安全管理。任何煤礦的安全問題都是重中之重，必須將其放在首位。煤礦井下供電系統(tǒng)的安全更是不容忽視，因此遵循可靠性、實用性和經(jīng)濟性的原則，參照國內(nèi)最先進(jìn)的設(shè)計準(zhǔn)則，在標(biāo)準(zhǔn)化的平臺上開發(fā)出一套功能實用、使用簡單、維護(hù)方便、易于擴展的煤礦井下電力自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。顯得很有必要。

在現(xiàn)在的礦井開采中，井下供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)開關(guān)保護(hù)誤動的現(xiàn)象，造成井下局部或者更大面積的停電事故。事故發(fā)生后，由于缺乏電網(wǎng)的實時監(jiān)測監(jiān)控，對事故發(fā)生的地點和原因不詳，恢復(fù)供電需要很長的時間，很容易影響礦井安全生產(chǎn)。因此，對井下電力實現(xiàn)自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控管理，對供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、故障診斷、技術(shù)參數(shù)以及停送電操作的管理很有必要。

煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)對各電力回路的監(jiān)測監(jiān)控，保障電網(wǎng)的安全供電，實現(xiàn)事故的預(yù)警、記錄與分析故障情況，快速故障定位，開關(guān)定值參數(shù)的計算及遠(yuǎn)程整定，實現(xiàn)變電所的無人值守，實現(xiàn)局級電力調(diào)度，最終實現(xiàn)煤礦井上下供電電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)采用KJ36A電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控層；第二層為傳輸層；第三層為現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

（1）系統(tǒng)監(jiān)控層。

電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺配置二臺電力監(jiān)控計算機。一臺主機，一臺備用機，采用雙機熱備分方式，保證系統(tǒng)運行安全、可靠。另外在監(jiān)控室設(shè)置一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，負(fù)責(zé)將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過礦井自動化平臺在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，接入局域網(wǎng)的計算機都可以通過WEB方式瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺主機正常工作時，監(jiān)控主機和備用機之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，若監(jiān)控主機工作異常時，操作人員通過備用機立即執(zhí)行主機功能向各個變電所發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，并提示用戶當(dāng)前的故障信息。

（2）系統(tǒng)傳輸層。

該系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)模式。主干信道是通過井筒主干光纖以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)街醒爰安蓞^(qū)變電所，通過網(wǎng)絡(luò)交換機數(shù)據(jù)接口將變電所的開關(guān)數(shù)據(jù)接入主傳輸系統(tǒng)；在變電所內(nèi)設(shè)立電力監(jiān)控主站，采用總線RS485方式采集變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備信息的就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制的功能，電力監(jiān)控分站對采集到的設(shè)備信息進(jìn)行組態(tài)，集中上傳到地面系統(tǒng)主機。井下變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)通過綜合保護(hù)單元采集并輸出，變電所的電力參數(shù)數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)后臺。系統(tǒng)后臺可以網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺V井綜合自動化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

（3）現(xiàn)場控制層設(shè)計。

現(xiàn)場控制層采用智能型高爆開關(guān)，高爆開關(guān)采用CZB1型微機智能保護(hù)器。該綜合保護(hù)器硬件平臺采用DSP+CPLD為核心的方式來設(shè)計。通過電流、電壓互感器，零序電流互感器，瓦斯、風(fēng)電、絕緣監(jiān)視等閉鎖接點采集參數(shù)，輸入CPU模塊，完成保護(hù)功能、測控功能、人機對話功能、各種自檢及其他相關(guān)邏輯。通過RS485通訊模塊及時將井下電氣設(shè)備的電氣參數(shù)，運行參數(shù)，電量信息，設(shè)備工況以及故障信息發(fā)送到地面調(diào)度中心，同時也能夠接收地面調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號復(fù)歸等命令，實現(xiàn)開關(guān)遠(yuǎn)程操作。

2 系統(tǒng)主要功能

井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過建立上位機監(jiān)控系統(tǒng)（KJ36A）實現(xiàn)多功能操作、參數(shù)的讀取與命令的發(fā)送。而系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)主要靠CZB1智能保護(hù)器來完成，因此系統(tǒng)能否實現(xiàn)各種功能，控制高爆開關(guān)的運行，直接取決于智能保護(hù)器的功能。

（1）KJ36A主要功能。

①五遙聯(lián)動功能，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的遙信、遙測、遙控、遙視、遙調(diào)等“五遙”功能。

②停送電開關(guān)掛牌功能，通過系統(tǒng)后臺和電力監(jiān)控站設(shè)置掛牌閉鎖操作，閉鎖開關(guān)分合閘操作。

③實時供電狀態(tài)監(jiān)測功能，實時顯示并監(jiān)測開關(guān)設(shè)備的運行情況，在一個界面上按順序排列同時顯示各個變電所的每一臺開關(guān)的運行情況，用戶通過操作可以直觀的觀察到設(shè)備的實時電壓、工作電流及開關(guān)分合閘狀態(tài)等電力參數(shù)。

④預(yù)警報警功能，動態(tài)的顯示越限、故障報警，工作人員可隨時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，發(fā)生越限、故障時，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報警，同時在報警信息窗口顯示其報警類型、報警狀態(tài)、報警時間等。

⑤查詢功能，可分時段對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行故障記錄查詢，用表格形式列出需查詢時間段的所有報警記錄，包括報警設(shè)備、報警參數(shù)、報警時間、報警類型、報警內(nèi)容及值班員等。

⑥異常處理記錄，綜合保護(hù)器故障時音響報警；并在事件記錄中記錄故障值。

⑦報表及曲線打印、顯示。

（2）CZB1微機智能保護(hù)器功能。

①保護(hù)功能，三段式過流保護(hù)、反時限保護(hù)、電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)、漏電保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、風(fēng)電閉鎖和瓦斯閉鎖。

②故障錄波功能，保護(hù)器每周波采樣24點，應(yīng)用快速FFT算法，能準(zhǔn)確實時采集電壓和電流信號。實時計算有功功率、無功功率、功率因數(shù)，當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)過流故障時能通過故障錄波迅速的查處故障時段的錄波參數(shù)。

③開關(guān)控制功能，新型操作控制回路，自動根據(jù)開關(guān)負(fù)荷適應(yīng)跳、合閘電流。控制方式可采用無源接點控制方式，有源接點控制方式，增強保護(hù)器的適應(yīng)能力。

④系統(tǒng)通信功能，保護(hù)器通過現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)與系統(tǒng)連接組成光纖環(huán)網(wǎng)的以太網(wǎng)系統(tǒng)，使用現(xiàn)場總線具有響應(yīng)速度快、節(jié)省通訊線的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

錢家營礦電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)使用將近兩年的時間，井下高爆開關(guān)可以實現(xiàn)100%遠(yuǎn)程操控，有效的預(yù)防了井下大面積掉電，越級跳閘等問題。期間伴隨著系統(tǒng)的使用，建立了很多的開關(guān)日常檢修、試驗、上位機維護(hù)等制度，采取了很多的防范措施，使KJ36A系統(tǒng)的平臺得到有效的發(fā)揮。為了能使系統(tǒng)更加可靠的運行仍需要很多改進(jìn)，如上位機故障報警信息改進(jìn)。目前當(dāng)井下高爆開關(guān)出現(xiàn)過流、瓦斯、風(fēng)電等故障報警時，會在系統(tǒng)界面“實時報警框”和數(shù)據(jù)庫記錄，但在系統(tǒng)操作界面沒有故障情況顯示。故障內(nèi)容、故障重要等級、故障是否復(fù)位等無法通過操作界面直接反映出來?，F(xiàn)有監(jiān)控中心操作員主要是變電站值班電工，工作繁忙、開關(guān)多，一旦井下出現(xiàn)大面積掉電將導(dǎo)致恢復(fù)送電時間加長，造成礦井供電安全隱患。因此隨著系統(tǒng)的不斷升級改造，井下電力監(jiān)控系統(tǒng)必將更加完善可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 王海波，史友仁.煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].工礦自動化，2009（7）：130-133.

[2] 郭齊.現(xiàn)代礦井安全供電監(jiān)控系統(tǒng)改造的研究[Z].2012（5）.

摘 要：該文詳細(xì)介紹了錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，對電力監(jiān)控系統(tǒng)各部分硬件組成及系統(tǒng)功能進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)通訊、基于DSP微機綜合保護(hù)，實現(xiàn)了井下供電系統(tǒng)實時監(jiān)控一體化。實現(xiàn)了預(yù)防供電系統(tǒng)越級跳閘、大面積掉電，迅速定位供電系統(tǒng)故障，縮短恢復(fù)送電時間，井下變電所無人值守，提高了供電系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng) KJ36A系統(tǒng) CZB1微機智能保護(hù)器

中圖分類號：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0026-02

隨著社會的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)也迅速的運用于煤礦的生產(chǎn)及安全管理。任何煤礦的安全問題都是重中之重，必須將其放在首位。煤礦井下供電系統(tǒng)的安全更是不容忽視，因此遵循可靠性、實用性和經(jīng)濟性的原則，參照國內(nèi)最先進(jìn)的設(shè)計準(zhǔn)則，在標(biāo)準(zhǔn)化的平臺上開發(fā)出一套功能實用、使用簡單、維護(hù)方便、易于擴展的煤礦井下電力自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。顯得很有必要。

在現(xiàn)在的礦井開采中，井下供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)開關(guān)保護(hù)誤動的現(xiàn)象，造成井下局部或者更大面積的停電事故。事故發(fā)生后，由于缺乏電網(wǎng)的實時監(jiān)測監(jiān)控，對事故發(fā)生的地點和原因不詳，恢復(fù)供電需要很長的時間，很容易影響礦井安全生產(chǎn)。因此，對井下電力實現(xiàn)自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控管理，對供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、故障診斷、技術(shù)參數(shù)以及停送電操作的管理很有必要。

煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)對各電力回路的監(jiān)測監(jiān)控，保障電網(wǎng)的安全供電，實現(xiàn)事故的預(yù)警、記錄與分析故障情況，快速故障定位，開關(guān)定值參數(shù)的計算及遠(yuǎn)程整定，實現(xiàn)變電所的無人值守，實現(xiàn)局級電力調(diào)度，最終實現(xiàn)煤礦井上下供電電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)采用KJ36A電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控層；第二層為傳輸層；第三層為現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

（1）系統(tǒng)監(jiān)控層。

電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺配置二臺電力監(jiān)控計算機。一臺主機，一臺備用機，采用雙機熱備分方式，保證系統(tǒng)運行安全、可靠。另外在監(jiān)控室設(shè)置一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，負(fù)責(zé)將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過礦井自動化平臺在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，接入局域網(wǎng)的計算機都可以通過WEB方式瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺主機正常工作時，監(jiān)控主機和備用機之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，若監(jiān)控主機工作異常時，操作人員通過備用機立即執(zhí)行主機功能向各個變電所發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，并提示用戶當(dāng)前的故障信息。

（2）系統(tǒng)傳輸層。

該系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)模式。主干信道是通過井筒主干光纖以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)街醒爰安蓞^(qū)變電所，通過網(wǎng)絡(luò)交換機數(shù)據(jù)接口將變電所的開關(guān)數(shù)據(jù)接入主傳輸系統(tǒng)；在變電所內(nèi)設(shè)立電力監(jiān)控主站，采用總線RS485方式采集變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備信息的就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制的功能，電力監(jiān)控分站對采集到的設(shè)備信息進(jìn)行組態(tài)，集中上傳到地面系統(tǒng)主機。井下變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)通過綜合保護(hù)單元采集并輸出，變電所的電力參數(shù)數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)后臺。系統(tǒng)后臺可以網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺V井綜合自動化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

（3）現(xiàn)場控制層設(shè)計。

現(xiàn)場控制層采用智能型高爆開關(guān)，高爆開關(guān)采用CZB1型微機智能保護(hù)器。該綜合保護(hù)器硬件平臺采用DSP+CPLD為核心的方式來設(shè)計。通過電流、電壓互感器，零序電流互感器，瓦斯、風(fēng)電、絕緣監(jiān)視等閉鎖接點采集參數(shù)，輸入CPU模塊，完成保護(hù)功能、測控功能、人機對話功能、各種自檢及其他相關(guān)邏輯。通過RS485通訊模塊及時將井下電氣設(shè)備的電氣參數(shù)，運行參數(shù)，電量信息，設(shè)備工況以及故障信息發(fā)送到地面調(diào)度中心，同時也能夠接收地面調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號復(fù)歸等命令，實現(xiàn)開關(guān)遠(yuǎn)程操作。

2 系統(tǒng)主要功能

井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過建立上位機監(jiān)控系統(tǒng)（KJ36A）實現(xiàn)多功能操作、參數(shù)的讀取與命令的發(fā)送。而系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)主要靠CZB1智能保護(hù)器來完成，因此系統(tǒng)能否實現(xiàn)各種功能，控制高爆開關(guān)的運行，直接取決于智能保護(hù)器的功能。

（1）KJ36A主要功能。

①五遙聯(lián)動功能，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的遙信、遙測、遙控、遙視、遙調(diào)等“五遙”功能。

②停送電開關(guān)掛牌功能，通過系統(tǒng)后臺和電力監(jiān)控站設(shè)置掛牌閉鎖操作，閉鎖開關(guān)分合閘操作。

③實時供電狀態(tài)監(jiān)測功能，實時顯示并監(jiān)測開關(guān)設(shè)備的運行情況，在一個界面上按順序排列同時顯示各個變電所的每一臺開關(guān)的運行情況，用戶通過操作可以直觀的觀察到設(shè)備的實時電壓、工作電流及開關(guān)分合閘狀態(tài)等電力參數(shù)。

④預(yù)警報警功能，動態(tài)的顯示越限、故障報警，工作人員可隨時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，發(fā)生越限、故障時，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報警，同時在報警信息窗口顯示其報警類型、報警狀態(tài)、報警時間等。

⑤查詢功能，可分時段對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行故障記錄查詢，用表格形式列出需查詢時間段的所有報警記錄，包括報警設(shè)備、報警參數(shù)、報警時間、報警類型、報警內(nèi)容及值班員等。

⑥異常處理記錄，綜合保護(hù)器故障時音響報警；并在事件記錄中記錄故障值。

⑦報表及曲線打印、顯示。

（2）CZB1微機智能保護(hù)器功能。

①保護(hù)功能，三段式過流保護(hù)、反時限保護(hù)、電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)、漏電保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、風(fēng)電閉鎖和瓦斯閉鎖。

②故障錄波功能，保護(hù)器每周波采樣24點，應(yīng)用快速FFT算法，能準(zhǔn)確實時采集電壓和電流信號。實時計算有功功率、無功功率、功率因數(shù)，當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)過流故障時能通過故障錄波迅速的查處故障時段的錄波參數(shù)。

③開關(guān)控制功能，新型操作控制回路，自動根據(jù)開關(guān)負(fù)荷適應(yīng)跳、合閘電流?？刂品绞娇刹捎脽o源接點控制方式，有源接點控制方式，增強保護(hù)器的適應(yīng)能力。

④系統(tǒng)通信功能，保護(hù)器通過現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)與系統(tǒng)連接組成光纖環(huán)網(wǎng)的以太網(wǎng)系統(tǒng)，使用現(xiàn)場總線具有響應(yīng)速度快、節(jié)省通訊線的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

錢家營礦電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)使用將近兩年的時間，井下高爆開關(guān)可以實現(xiàn)100%遠(yuǎn)程操控，有效的預(yù)防了井下大面積掉電，越級跳閘等問題。期間伴隨著系統(tǒng)的使用，建立了很多的開關(guān)日常檢修、試驗、上位機維護(hù)等制度，采取了很多的防范措施，使KJ36A系統(tǒng)的平臺得到有效的發(fā)揮。為了能使系統(tǒng)更加可靠的運行仍需要很多改進(jìn)，如上位機故障報警信息改進(jìn)。目前當(dāng)井下高爆開關(guān)出現(xiàn)過流、瓦斯、風(fēng)電等故障報警時，會在系統(tǒng)界面“實時報警框”和數(shù)據(jù)庫記錄，但在系統(tǒng)操作界面沒有故障情況顯示。故障內(nèi)容、故障重要等級、故障是否復(fù)位等無法通過操作界面直接反映出來?，F(xiàn)有監(jiān)控中心操作員主要是變電站值班電工，工作繁忙、開關(guān)多，一旦井下出現(xiàn)大面積掉電將導(dǎo)致恢復(fù)送電時間加長，造成礦井供電安全隱患。因此隨著系統(tǒng)的不斷升級改造，井下電力監(jiān)控系統(tǒng)必將更加完善可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 王海波，史友仁.煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].工礦自動化，2009（7）：130-133.

[2] 郭齊.現(xiàn)代礦井安全供電監(jiān)控系統(tǒng)改造的研究[Z].2012（5）.

摘 要：該文詳細(xì)介紹了錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，對電力監(jiān)控系統(tǒng)各部分硬件組成及系統(tǒng)功能進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)通訊、基于DSP微機綜合保護(hù)，實現(xiàn)了井下供電系統(tǒng)實時監(jiān)控一體化。實現(xiàn)了預(yù)防供電系統(tǒng)越級跳閘、大面積掉電，迅速定位供電系統(tǒng)故障，縮短恢復(fù)送電時間，井下變電所無人值守，提高了供電系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng) KJ36A系統(tǒng) CZB1微機智能保護(hù)器

中圖分類號：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0026-02

隨著社會的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)也迅速的運用于煤礦的生產(chǎn)及安全管理。任何煤礦的安全問題都是重中之重，必須將其放在首位。煤礦井下供電系統(tǒng)的安全更是不容忽視，因此遵循可靠性、實用性和經(jīng)濟性的原則，參照國內(nèi)最先進(jìn)的設(shè)計準(zhǔn)則，在標(biāo)準(zhǔn)化的平臺上開發(fā)出一套功能實用、使用簡單、維護(hù)方便、易于擴展的煤礦井下電力自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。顯得很有必要。

在現(xiàn)在的礦井開采中，井下供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)開關(guān)保護(hù)誤動的現(xiàn)象，造成井下局部或者更大面積的停電事故。事故發(fā)生后，由于缺乏電網(wǎng)的實時監(jiān)測監(jiān)控，對事故發(fā)生的地點和原因不詳，恢復(fù)供電需要很長的時間，很容易影響礦井安全生產(chǎn)。因此，對井下電力實現(xiàn)自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控管理，對供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、故障診斷、技術(shù)參數(shù)以及停送電操作的管理很有必要。

煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)對各電力回路的監(jiān)測監(jiān)控，保障電網(wǎng)的安全供電，實現(xiàn)事故的預(yù)警、記錄與分析故障情況，快速故障定位，開關(guān)定值參數(shù)的計算及遠(yuǎn)程整定，實現(xiàn)變電所的無人值守，實現(xiàn)局級電力調(diào)度，最終實現(xiàn)煤礦井上下供電電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

錢家營礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)采用KJ36A電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控層；第二層為傳輸層；第三層為現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

（1）系統(tǒng)監(jiān)控層。

電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺配置二臺電力監(jiān)控計算機。一臺主機，一臺備用機，采用雙機熱備分方式，保證系統(tǒng)運行安全、可靠。另外在監(jiān)控室設(shè)置一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，負(fù)責(zé)將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過礦井自動化平臺在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，接入局域網(wǎng)的計算機都可以通過WEB方式瀏覽監(jiān)控數(shù)據(jù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺主機正常工作時，監(jiān)控主機和備用機之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，若監(jiān)控主機工作異常時，操作人員通過備用機立即執(zhí)行主機功能向各個變電所發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，并提示用戶當(dāng)前的故障信息。

（2）系統(tǒng)傳輸層。

該系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)加現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)模式。主干信道是通過井筒主干光纖以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)街醒爰安蓞^(qū)變電所，通過網(wǎng)絡(luò)交換機數(shù)據(jù)接口將變電所的開關(guān)數(shù)據(jù)接入主傳輸系統(tǒng)；在變電所內(nèi)設(shè)立電力監(jiān)控主站，采用總線RS485方式采集變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備信息的就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制的功能，電力監(jiān)控分站對采集到的設(shè)備信息進(jìn)行組態(tài)，集中上傳到地面系統(tǒng)主機。井下變電所內(nèi)開關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)通過綜合保護(hù)單元采集并輸出，變電所的電力參數(shù)數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)后臺。系統(tǒng)后臺可以網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺V井綜合自動化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

（3）現(xiàn)場控制層設(shè)計。

現(xiàn)場控制層采用智能型高爆開關(guān)，高爆開關(guān)采用CZB1型微機智能保護(hù)器。該綜合保護(hù)器硬件平臺采用DSP+CPLD為核心的方式來設(shè)計。通過電流、電壓互感器，零序電流互感器，瓦斯、風(fēng)電、絕緣監(jiān)視等閉鎖接點采集參數(shù)，輸入CPU模塊，完成保護(hù)功能、測控功能、人機對話功能、各種自檢及其他相關(guān)邏輯。通過RS485通訊模塊及時將井下電氣設(shè)備的電氣參數(shù)，運行參數(shù)，電量信息，設(shè)備工況以及故障信息發(fā)送到地面調(diào)度中心，同時也能夠接收地面調(diào)度主站發(fā)出的遙控、定值設(shè)定和信號復(fù)歸等命令，實現(xiàn)開關(guān)遠(yuǎn)程操作。

2 系統(tǒng)主要功能

井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過建立上位機監(jiān)控系統(tǒng)（KJ36A）實現(xiàn)多功能操作、參數(shù)的讀取與命令的發(fā)送。而系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)主要靠CZB1智能保護(hù)器來完成，因此系統(tǒng)能否實現(xiàn)各種功能，控制高爆開關(guān)的運行，直接取決于智能保護(hù)器的功能。

（1）KJ36A主要功能。

①五遙聯(lián)動功能，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的遙信、遙測、遙控、遙視、遙調(diào)等“五遙”功能。

②停送電開關(guān)掛牌功能，通過系統(tǒng)后臺和電力監(jiān)控站設(shè)置掛牌閉鎖操作，閉鎖開關(guān)分合閘操作。

③實時供電狀態(tài)監(jiān)測功能，實時顯示并監(jiān)測開關(guān)設(shè)備的運行情況，在一個界面上按順序排列同時顯示各個變電所的每一臺開關(guān)的運行情況，用戶通過操作可以直觀的觀察到設(shè)備的實時電壓、工作電流及開關(guān)分合閘狀態(tài)等電力參數(shù)。

④預(yù)警報警功能，動態(tài)的顯示越限、故障報警，工作人員可隨時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，發(fā)生越限、故障時，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報警，同時在報警信息窗口顯示其報警類型、報警狀態(tài)、報警時間等。

⑤查詢功能，可分時段對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行故障記錄查詢，用表格形式列出需查詢時間段的所有報警記錄，包括報警設(shè)備、報警參數(shù)、報警時間、報警類型、報警內(nèi)容及值班員等。

⑥異常處理記錄，綜合保護(hù)器故障時音響報警；并在事件記錄中記錄故障值。

⑦報表及曲線打印、顯示。

（2）CZB1微機智能保護(hù)器功能。

①保護(hù)功能，三段式過流保護(hù)、反時限保護(hù)、電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)、漏電保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、風(fēng)電閉鎖和瓦斯閉鎖。

②故障錄波功能，保護(hù)器每周波采樣24點，應(yīng)用快速FFT算法，能準(zhǔn)確實時采集電壓和電流信號。實時計算有功功率、無功功率、功率因數(shù)，當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)過流故障時能通過故障錄波迅速的查處故障時段的錄波參數(shù)。

③開關(guān)控制功能，新型操作控制回路，自動根據(jù)開關(guān)負(fù)荷適應(yīng)跳、合閘電流?？刂品绞娇刹捎脽o源接點控制方式，有源接點控制方式，增強保護(hù)器的適應(yīng)能力。

④系統(tǒng)通信功能，保護(hù)器通過現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)與系統(tǒng)連接組成光纖環(huán)網(wǎng)的以太網(wǎng)系統(tǒng)，使用現(xiàn)場總線具有響應(yīng)速度快、節(jié)省通訊線的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

錢家營礦電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)使用將近兩年的時間，井下高爆開關(guān)可以實現(xiàn)100%遠(yuǎn)程操控，有效的預(yù)防了井下大面積掉電，越級跳閘等問題。期間伴隨著系統(tǒng)的使用，建立了很多的開關(guān)日常檢修、試驗、上位機維護(hù)等制度，采取了很多的防范措施，使KJ36A系統(tǒng)的平臺得到有效的發(fā)揮。為了能使系統(tǒng)更加可靠的運行仍需要很多改進(jìn)，如上位機故障報警信息改進(jìn)。目前當(dāng)井下高爆開關(guān)出現(xiàn)過流、瓦斯、風(fēng)電等故障報警時，會在系統(tǒng)界面“實時報警框”和數(shù)據(jù)庫記錄，但在系統(tǒng)操作界面沒有故障情況顯示。故障內(nèi)容、故障重要等級、故障是否復(fù)位等無法通過操作界面直接反映出來?，F(xiàn)有監(jiān)控中心操作員主要是變電站值班電工，工作繁忙、開關(guān)多，一旦井下出現(xiàn)大面積掉電將導(dǎo)致恢復(fù)送電時間加長，造成礦井供電安全隱患。因此隨著系統(tǒng)的不斷升級改造，井下電力監(jiān)控系統(tǒng)必將更加完善可靠。

參考文獻(xiàn)

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