关于矿井业电力监控系统是如何实现无人值守

一、前言

现状介绍：

井下供电是煤矿“六大件”之一，但是井下供电系统的安*稳定性一直是困扰煤矿安*的一项重*因素，煤矿企业本身也采取了很多方法和措施进行解决。国内外学者也对其进行了大量研究，从整个系统的安*方面，通过分析煤矿井下目前状况下存在的安*问题，提出了诸多能提高井下可靠性的方法；分析井下供电系统跳闸的原因，提出了一种防止供电跳闸的监控系统，该系统采用“三位一体”防越系统，能有效提高整个供电系统的稳定性和可靠性；分析阳煤集团井下出现过的常见供电故障，并将其分类，针对各类型提出了相应的保护供电系统的方法和措施；针对煤矿井下高压供电系统失压保护，分析了其具体的原因，并针对其原因，对综合失压保护装置进行了改造和升级，保证了井下供电系统的安*和可靠。通过研究，取得了大量研究成果，但是这些针对井下供电系统都是泛泛而谈，没有从根本上解决井下供电系统安*可靠性问题。

文章宗旨：

本研究基于马兰矿研究井下变电所电力监控系统技术，该技术是在地面综合自动化技术的基础上发展起来的，同时也是基于井下实际条件专门针对供电系统的一种监测监控设备。井下变电所电力监控系统技术为井下供电安*提供了保护和监控等功能，通过可靠的信号将井下情况反应到井上，从而使得井上技术人员能清晰准确的判断井下供电情况，保证井下供电系统的供电安*。因此，2017年5月在马兰矿井下变电所、南一下组煤变电所、南翼变电所、南五变电所、麻家口变电所、南七变电所、南六变电所、北三下组煤变电所、北翼变电所安装了井下电力监控分站，并取得了良好的效果，有效保证了井下供电系统安*可靠性。

二、井下变电所电力监控系统技术

2.1 参数介绍

2.1.1 额定工作电压及整机输入视在功率

额定工作电压：AC127V；整机输入视在功率：≤150VA

2.1.2 交换机或监控分站的传输口

与地面MIEN6208工业以太网交换机或同型号电力监控分站的传输口如下。

（1）传输口数量为2路。

（2）传输方式为TCP／IP以太网光信号传输。

（3）连接形式为SC。

（4）传输速率为10／100Mbps自适应。

（5）传输距离上限。10km（发射功率-13~3dBm，接收灵敏度-28dBm，使用MGTSV4B矿用单模光缆；光纤接点总数22个，其中热熔接点10个，冷熔接点10个，活动连接点2个）。

2.1.3 高压配电装置的传输口

与PBG型矿用隔爆兼本安型永磁机构高压配电装置（内置ZBT-11高开综合保护器）的传输口（本安）如下。

（1）传输口数量为2路（P3和P4口）。

（2）传输方式为主从式，半双工，RS485。

（3）数据传输速率为9600bps。

（4）传输距离。1km（使用MHYVR电缆或MHYVP电缆，导线截面不小于1.5mm2）。

（5）监控容量上限。每个传输口可挂接8台PBG型矿用隔爆兼本安型永磁机构高压配电装置（内置ZBT-11高开综合保护器）。

2.1.4 真空馈电开关的传输口

与KJZ16型矿用隔爆兼本安型真空馈电开关的传输口（本安）如下。

（1）传输口数量为2路（P5和P6口）。

（2）传输方式为主从式，半双工，RS485。

（3）数据传输速率为9600bps。

（4）传输距离。1km（使用MHYVR电缆或MHYVP电缆，导线截面不小于1.5mm2）。

（5）监控容量上限。每个传输口可挂接8台KJZ16R型矿用隔爆兼本安型真空馈电开关。

2.1.5 RS485光信号传输口

（1）传输口数量为1路×2纤（P3口，可改配为RS485电传输）。

（2）传输方式为主从式，半双工，RS485光传输。

（3）连接形式为单模、SC。

（4）传输速率为为9600bps。

（5）传输距离上限。

10km（发射功率-13~3dBm，接收灵敏度-28dBm，使用MGTSV4B矿用单模光缆；光纤接点总数22个，其中热熔接点10个，冷熔接点10个，活动连接点2个）。

2.1.6报警声强

报警声强为不小于80dB（A）

2.1.7视频信号输入口。

1路视频信号输入。连接方式：ST。接收灵敏度：-28dBm（单模光信号，光波长1310nm）

2.1.8 后备电池参数

使用2组镍氢电池串联作为备用电源。电池数量为2节串联。电网断电后，后备电池保证设备连续工作时间不小于2h。

2.1.9显示范围

（1）单相电流。0~630A（过流120％，ZBT-11型保护器采集）；显示单相电压：0~10kV（过压120％，ZBT-11型保护器采集）。

（2）单相电流。0~630A（过流120％）；显示的单相电压：0~1140V（过压120％）。

2.1.10模拟量传输处理误差

高低压保护器的电流、电压传输误差不大于0.5％（F.S.）。马兰矿井下变电所、南一下组煤变电所、南翼变电所、南五变电所、麻家口变电所、南七变电所、南六变电所、北三下组煤变电所、北翼变电所安装了井下电力监控分站。通过实践发现，该井下变电所电力监控系统具有以下几个功能特点：

①，具有与上位机双向通信功能；

②，具有与高低压保护器双向通信及工作状态显示功能；

③，具有显示高压保护器和低压保护器采集的电流、电压值；

④，具有显示高压保护和低压保护的分、合闸状态；

⑤，具有预告报警和事故报警功能，报警方式为声音报警；

⑥，电力监控分站能与专用配合使用，通过控制，可直接下发指令信息到高低压保护器。现以上各变电所，均能在电力调度中心实现、遥调、遥信、遥测、遥视。

三、应用情况及效益分析

3.1 应用情况

该系统为实现变电所打下了基础。节约人工每天约15人，人均一天费用按照200元，则全年节约人工费用为1095000元。同时该监控系统是一次性投资，长久性使用。

3.2社会效益

该系统经过调研，设计，现场使用和多次改进、完善，达到预期设计目标，大大地提高了供电系统的运行质量，为矿井的安*生产提供了有力的保障。

（1）实现了减员增效。实现井下变电所，每个变电所可以节约用工半数以上。

（2）可以及时发现故障。通过该系统的语音报警、视频监视和界面显示能够及时发现故障点和故障类型，便于现场值班维护人员及时予以处理，减少了事故处理时间，提高了矿井供电的安*可靠性。

（3）方便电量统计和系统运行情况分心。通过调阅、打印电量和运行情况的小时、日、月等报表，对供电系统运行情况分析，为提供供电管理水平提高依据。

（4）提高安*意识，避免违章操作。应用井下电力监控系统，规范了各项电气试验、检查的操作程序，并有详细的记录备查，提高了现场人员的安*意识，可有效避免违章操作。

（5）可实现快速故障诊断，保证控制的实时性、确定性和可靠性。

四、推广应用前景

该系统为井下供电系统提供了各种保护监视和控制功能，并且通过可靠的井上，井下通讯，将监视与控制延伸到地面电力调度中心，使地面值班人员可以清楚的了解井下电网的供电状况，可将井下固定值班方式转变为少数人巡检的方式。自从马兰矿各变电所安装了井下电力监控系统后，供电更加稳定、可靠。为实现井下变电所无人值班打下基础。同时，在煤矿井下电力自动化应用中具有非常广阔的应用前景。

五、总结

现阶段，矿井下变电所实现的理念管理系统已经有技术参考，应用场景也更加广泛。所以这类技术也值得推广。

审核编辑 黄宇