王丹丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定     201801

 摘要：主要介紹了應(yīng)用煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要意義,，并對煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要原理和基本構(gòu)成做了簡要介紹，并從隔爆監(jiān)控單元設(shè)計,、通信協(xié)議設(shè)計和組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計等方面提出了電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法,，希望能對相關(guān)從業(yè)者提供參考和借鑒。

   關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控;煤礦井下;應(yīng)用;

   在礦井下進行施工,，時刻需要消耗電能進行基本的操作維持和設(shè)備運行,，因此，煤炭企業(yè)要保證井下施工中的電力供給系統(tǒng)的安全,，并保障施工人員在電力環(huán)境下的施工安全,。由于煤炭企業(yè)井下電力系統(tǒng)需要依靠復(fù)雜的電線網(wǎng)絡(luò)支撐,，并根據(jù)使用的狀況進行內(nèi)部的調(diào)整，提供長時間的穩(wěn)定電壓和電流,，所以要監(jiān)控井下電力系統(tǒng),。

1.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能

1.1煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成

   煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)需要依靠復(fù)雜的電線輸送系統(tǒng)和電腦控制系統(tǒng)構(gòu)成，才能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸對電力系統(tǒng)的安全控制和監(jiān)督,。而煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面部分,、井下電力監(jiān)測站點和防爆高低壓開關(guān)構(gòu)成。地面部分需要使用狀況良好的計算機保證基本的運算和數(shù)據(jù)收集,，并為監(jiān)控系統(tǒng)提供實時的信息記錄,，還需要地面交換機來保證信息的及時輸送和傳譯山，能夠?qū)⒌叵聜魉偷男畔⑥D(zhuǎn)化成有效的信息進行監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸,，還需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，保證監(jiān)控系統(tǒng)處于有效的網(wǎng)絡(luò)下，才能實現(xiàn)信息在設(shè)備之間的傳輸和信息的運算分析,，此外,，還需要打印機保證信息的轉(zhuǎn)換和收集。而井下站點需要通訊服務(wù)器,、供電設(shè)備和光端設(shè)備,，幾種設(shè)備組成信息的收集和傳輸網(wǎng)絡(luò)，并由供電設(shè)備提供地下監(jiān)控系統(tǒng)需要的電力資源,，保證各設(shè)備的正常運作,。監(jiān)控系統(tǒng)主要的構(gòu)成部分是防爆高低壓開關(guān)設(shè)備，主要依靠這一設(shè)備實現(xiàn)對電力網(wǎng)絡(luò)的控制,，主要由通訊服務(wù)器,、防爆箱和斷路器組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)節(jié),。

1.2煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

   煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息收集,，不斷更新和記錄電力系統(tǒng)中的模擬量、狀態(tài)量和脈沖量,，采集電力系統(tǒng)中的信號信息,，并實現(xiàn)數(shù)字化的信息傳遞，將有效的信息通過地下站點,、地面部分和防爆高低壓開關(guān)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)輸送到監(jiān)控系統(tǒng)中[2],。通過對收集到的信息的解讀和分析，煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠判斷電路的使用狀態(tài),，并對可能出現(xiàn)的安全問題進行預(yù)警分析和數(shù)據(jù)計算。同時,，系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)記錄和信息留存功能,，將收集到的信息存儲在設(shè)備的硬盤中,，并提供相應(yīng)的查詢支持。通過記錄信息,，監(jiān)控系統(tǒng)還能進行電力分析模擬,，將記錄中的信息輸送到構(gòu)建的模型中獲得相應(yīng)的預(yù)警信息。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障和問題時,，系統(tǒng)還可以通過自身的信息收集能力和數(shù)據(jù)存儲能力將出現(xiàn)問題時的數(shù)據(jù)記錄在存儲裝置中,，以便日后分析解讀，并通過對存儲數(shù)據(jù)的分析提供相應(yīng)的預(yù)警報告,。此外,，煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)還具備一部分通訊設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)各個站點之間的連接,，并通過將信息輸送到操作人員的電腦系統(tǒng)中實現(xiàn)人機的互聯(lián),，操作人員能夠收到監(jiān)控系統(tǒng)實時傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷電力運行的狀態(tài)和井下施工的狀況,，并對監(jiān)控系統(tǒng)和煤礦設(shè)備進行調(diào)整,，確保施工人員和施工設(shè)備的安全。煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供及時準(zhǔn)確的信息,，并為管理人員提供相應(yīng)的管理權(quán)限,，管理人員還可以查看以往的錯誤記錄和信息分析報告。系統(tǒng)還能夠為電力系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)自身提供備用的電力能源,，以便應(yīng)對可能發(fā)生的緊急情況實現(xiàn)安全保障,。

2.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成原理

   煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和運算實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備之間的連接,，并通過計算得到的信息控制電力系統(tǒng),。防爆高低壓開關(guān)設(shè)備能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的開斷進行控制，并收集電力系統(tǒng)中的電壓電流信息和應(yīng)用數(shù)據(jù),，并將信息回傳,，通過地下站點將信息傳遞給地上的控制點,，在這一過程中，收集到的信息要經(jīng)過不斷的加工和分析,，并最終將有效的,、可讀的信息傳遞給地上的管理操作人員。管理操作人員借助電力監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息分析井下施工的狀況,，并指揮人員進行下一步操作,，控制電力系統(tǒng)和煤礦設(shè)備的工作狀況。

3.煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

3.1煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)隔爆監(jiān)控單元設(shè)計

   煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)中的井下站點要實現(xiàn)信息的中轉(zhuǎn)和傳輸,，將井下收集到的信息進行集中,，并轉(zhuǎn)化為易于接受的信息傳遞給地上的信息收集處，是監(jiān)控系統(tǒng)中的重要節(jié)點和轉(zhuǎn)換點。通過外部電力能源的供電,，地下電力監(jiān)控系統(tǒng)的各個組成部分和設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)正常的運作,。通過設(shè)備中裝配的信號傳輸設(shè)備和傳輸協(xié)議，可以構(gòu)建基本的電力監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式,。通訊設(shè)備主要由編程控制器,、通訊模塊、以太網(wǎng)模塊,、光纖模塊,、人機界面、開關(guān)電源等成分構(gòu)成,，將收集到的信息遠程傳輸給地面的站點和信息收集系統(tǒng),，并通過一系列的信息轉(zhuǎn)化和解碼編程，實現(xiàn)煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效信息傳遞和控制,。

3.2煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計

   為了實現(xiàn)煤礦井下電力監(jiān)控各系統(tǒng)的高效信息傳遞,，需要對系統(tǒng)中的信號信息進行編程，建立的信息信號,，并采用高質(zhì)量的設(shè)備防止信息的誤傳和漏傳,。對信息信號采用的編碼和解碼方式，能夠為信息的高質(zhì)量傳輸提供可能,。大多數(shù)信息傳輸信號都采用編程的方式傳遞信息,，并運用十六進制的方式儲存信號信息。其中,，主要通過開始字,、地址字、校驗字,、結(jié)束字實現(xiàn)信息的編碼和控制,，在編程的過程中嚴(yán)格按照計算機語言進行信息的記錄和傳輸。在開始字的開頭要采用統(tǒng)一的十六進制的編碼,，以便信息在傳輸設(shè)備和站點之間的識別和確認(rèn),。而地址字則要采用準(zhǔn)確的記錄方式，確保信息地址信息的有效傳輸,，并在信息的傳遞過程中不斷增加地址位置信息,，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的互傳，在最終到達管理者的設(shè)備時,，能夠?qū)⒕幊毯痛a逆向解讀出來,，實現(xiàn)信息的可讀性。校驗字是為了確保信息的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的傳輸設(shè)置的識別信息,，通過校驗碼能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的傳輸,。而結(jié)束碼是信息結(jié)束的標(biāo)志,，能夠為設(shè)備的解讀系統(tǒng)提供基本的信號信息，指明該條信息傳輸?shù)男盘栆呀?jīng)結(jié)束,，為信號解讀提供便利,。

3.3煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

   通過井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的分析，井下電力監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議將信息傳遞給各個站點,，并最終將信息分析呈遞給系統(tǒng)的操作和管理人員。因此,，要對電力監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計,，設(shè)計符合基本認(rèn)知的操作系統(tǒng)和傳輸代碼，并在實際操作中應(yīng)用,。

4.安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

4.1概述

         Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求,，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù),、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù),，集保護、監(jiān)測,、控制,、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化,、單元化,、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng),、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,，可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求,，為變電站安全,、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障,。

4.2應(yīng)用場所

辦公建筑（商務(wù)辦公,、國家辦公建筑等）

商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）

旅游建筑（賓館飯店,、娛樂場所等）

科教文衛(wèi)建筑（文化,、教育、科研,、醫(yī)療衛(wèi)生,、體育建筑）

通信建筑（郵電、通信,、廣播,、電視,、數(shù)據(jù)中心等）

交通運輸建筑（機場、車站,、碼頭建筑等）

廠礦企業(yè)建筑（石油,、化工、水泥,、煤炭,、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

          Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計,，可分為三層：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模,、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式,。

4.4設(shè)備選型

5.結(jié)束語

   煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠為煤炭企業(yè)的生產(chǎn)提供基本的電力信息支持，持續(xù)向管理操作人員輸送井下電力的工作信息,，以便管理操作人員針對施工的狀況調(diào)整井下人員的工作狀態(tài)和煤礦設(shè)備的生產(chǎn)目標(biāo),。