房 斌

（霍州煤電集團(tuán)供電分公司調(diào)度室，山西 霍州 031400 ）

1 前言

KJ626煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)是充分考慮到礦山供電的實(shí)際情況而設(shè)計制造的對煤礦井下供電進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控的一個重要生產(chǎn)子系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下變電所無人，對煤礦地面和井下供電系統(tǒng)實(shí)施一體化的實(shí)時監(jiān)控，智能化程度的提高在減員增效以及節(jié)能方面也起到了至關(guān)重要的作用，同時供電系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備壽命周期管理，對預(yù)防維護(hù)和確定性維護(hù)功能有著關(guān)鍵作用，最終實(shí)現(xiàn)降低倒閘時間、快速準(zhǔn)確故障定位，提高供電系統(tǒng)供電可靠性和安全性。

2 智能供電監(jiān)控系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)描述

KJ626煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面監(jiān)控主機(jī)、專業(yè)電力監(jiān)控軟件、井下監(jiān)控分站、以LM系列礦用電器智能保護(hù)器為核心單元的礦用防爆電器及地面和井下網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)圖如圖l所示。

圖1 煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)圖

（1）地面監(jiān)控主機(jī)。采用專業(yè)的電力監(jiān)控軟件PowerPro，對煤礦供電系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控，并通過主、備機(jī)雙機(jī)互備提高系統(tǒng)的可靠性。（2）井下監(jiān)控分站。井下監(jiān)控分站通過多路RS485/CAN總線連接礦用高低壓電器，通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)連接地面監(jiān)控主機(jī)。具有數(shù)據(jù)的采集、顯示、控制及傳輸?shù)裙δ堋＃?）礦用防爆電器。礦用防爆電器的核心單元為和利時的LM系列礦用智能保護(hù)器，通過LM系列礦用智能保護(hù)器及數(shù)據(jù)采集模塊、電參量變送器等，采用RS485或CAN總線連接到井下監(jiān)控分站。（4）光纖通信網(wǎng)絡(luò)。多個地面和井下網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間通過光纜組成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，作為數(shù)據(jù)傳輸平臺。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)采用自主研發(fā)專用電力系統(tǒng)軟件PowerPro實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的構(gòu)架，在電力監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)配電所的數(shù)據(jù)監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)配電變電所的無人值守。井下監(jiān)控分站具備RS485和CAN通信接口，可以接入國內(nèi)絕大多數(shù)廠家的煤礦供電設(shè)備。配備彩色顯示屏，實(shí)時顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)、組態(tài)畫面、故障報警等信息。LM系列礦用電器智能保護(hù)器，集測量、控制與保護(hù)于一體，穩(wěn)定可靠，可以直接與井下監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)“無縫”連接。

系統(tǒng)能有效實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定時限進(jìn)行故障保護(hù)，具有故障自診斷功能，此外和利時LM系列礦用電器智能保護(hù)器具有精確的久電壓延時保護(hù)功能，可以躲避線路瞬時失電壓，避免其引起的大面積跳閘。

系統(tǒng)具備完善的越限提醒、故障報警等功能，一旦出現(xiàn)故障，能快速定位故障類型和故障地點(diǎn)，縮短維修時間，減少停電時間?？蛇x擇接入視頻攝像頭，可以在地面視頻監(jiān)控機(jī)上存儲、監(jiān)視和刻錄。三級設(shè)備相對獨(dú)立：主機(jī)、分站、供用電設(shè)備都能進(jìn)行就地操作，三級設(shè)備獨(dú)立工作，上級設(shè)備和通信線路的損壞不影響底層設(shè)備的運(yùn)行。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備分析

3.1 煤礦隔爆兼本安分站

（1）數(shù)據(jù)查詢功能。通過配備的彩色顯示屏和操作按鍵，可以查詢連接在分站上的所有的底層設(shè)備和分站自身的實(shí)時數(shù)據(jù)、定值等參數(shù)界面顯示功能。

（2）數(shù)據(jù)傳輸功能。上傳：把底層設(shè)備的遙測、遙信、SOE、錄波等數(shù)據(jù)上傳地面計算機(jī)監(jiān)控軟件。下傳：根據(jù)地面計算機(jī)監(jiān)控軟件的命令實(shí)現(xiàn)各個開關(guān)的合、分閘操作，以及根據(jù)地面計算機(jī)軟件進(jìn)行底層設(shè)備的定值等參數(shù)設(shè)定功能。

（3）數(shù)據(jù)掉電保持功能。井下分站內(nèi)部集成有不間斷電源，在系統(tǒng)掉電情況下，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸。

3.2 LM系列礦用電器智能保護(hù)器

3.2.1 保護(hù)器功能

（1）測量和顯示功能。實(shí)時測量開關(guān)、移變、磁力起動器等井下電力設(shè)備的電流、電壓、頻率、功率、電能、相位角、開關(guān)狀態(tài)、漏電電阻值等參數(shù)，通過彩色顯示屏或者文本屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。

（2）保護(hù)功能。包括過電壓、欠電壓、過電流、短路、漏電、過負(fù)荷、斷相、絕緣監(jiān)測等保護(hù)功能。

（3）控制功能。具有遠(yuǎn)程和就地控制功能，可以通過遠(yuǎn)程計算機(jī)實(shí)現(xiàn)對底層設(shè)備的控制，也可以通過當(dāng)?shù)仫@示屏進(jìn)行控制。

（4）參數(shù)設(shè)定功能。具有遠(yuǎn)程和就地參數(shù)設(shè)定功能，可以通過遠(yuǎn)程計算機(jī)實(shí)現(xiàn)對底層設(shè)備的定值、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定，也可以通過當(dāng)?shù)仫@示屏進(jìn)行設(shè)置。

（5）通信功能。本安型RS485接口與以太網(wǎng)，支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP、PROFIBUSDP等協(xié)議，具備數(shù)據(jù)和故障信息的實(shí)時上傳和遠(yuǎn)程控制、參數(shù)設(shè)定功能。

3.2.2 保護(hù)器特點(diǎn)

（1）具有專用保護(hù)一體機(jī)和智能PLC型保護(hù)器兩種類型，滿足供配電不同應(yīng)用場合的需要；

（2）專用保護(hù)一體機(jī)特點(diǎn)：“傻瓜型”結(jié)構(gòu)，操作簡單方便，易維護(hù)；

（3）智能PLC型保護(hù)器特點(diǎn)：PLC交流AD采樣技術(shù)對柜控設(shè)備的電壓、電流進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)PLC式的控制、保護(hù)和測量功能。智能PLC型保護(hù)器I/O擴(kuò)展方便，可以實(shí)現(xiàn)用戶可編程，其編程軟件應(yīng)符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)?？蛇x配彩色顯示屏，操作界面友好，模塊內(nèi)部集成有本安型RS485通信接口。

（4）實(shí)現(xiàn)廠區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量實(shí)時監(jiān)測，為改善用電質(zhì)量提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。

（5）系統(tǒng)元件簡化，接線少，易維護(hù)，故障率低。

4 通信架構(gòu)及采用的通信協(xié)議

采用通用現(xiàn)場總線方式RS485、CAN等可與站內(nèi)其他煤礦供電設(shè)備進(jìn)行通信，可以接人國際國內(nèi)絕大多數(shù)廠家的煤礦供電設(shè)備，同時可以通過RS485、以太網(wǎng)與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，支持如 Modbus、IEC60870-5-101/102/103/104、CDT、DNP3.0、OPC等多種通信協(xié)議。

5 實(shí)踐應(yīng)用分析

KJ626煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)在霍州煤電集團(tuán)龐龐塔煤礦進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，提高了煤礦的用電管理水平，可靠地實(shí)現(xiàn)了遙信、遙測、遙控、遙調(diào)，進(jìn)一步推進(jìn)了煤礦供電管理向數(shù)字化、智能化的發(fā)展。