摘要：作為一個巨大的能源消耗，我國每年對煤炭的市場需求巨大。煤炭作為我國點力氣和供暖企業(yè)的重要原材料，煤礦的開采過程存在著難以消除的風(fēng)險，我國的煤炭安全問題長期困擾著相關(guān)企業(yè)和監(jiān)督部門，也受到社會的廣泛關(guān)注。我國電力監(jiān)督系統(tǒng)的應(yīng)用開始的較晚，八十年代初，我國才開始引進相應(yīng)設(shè)備，著力于提高我國煤礦工作運作的安全系數(shù)。之后，我國研發(fā)人員也致力于研究適合我國煤礦開采基礎(chǔ)情況的相關(guān)電力監(jiān)控設(shè)備。經(jīng)過不懈的努力，我國已經(jīng)研制出了一系列適用于我國情況的監(jiān)控系統(tǒng)，如將單片機作為控制器，采用工控機的井下控制單元。目前我國運用的電力監(jiān)控系統(tǒng)種類主要有鎮(zhèn)江中煤電子KJ101，應(yīng)用較為廣泛。除此以外，較常用的還有在KJ2基礎(chǔ)上發(fā)展起來的可以生產(chǎn)部分傳感器的常州自動化KJ95,以及在我國外資企業(yè)生產(chǎn)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)傳感器的森透里昂KJ31,該系統(tǒng)可以降低瞬變脈沖的干擾。除此以外，還有的長春東高KJ19等很多種類的監(jiān)控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；煤礦；應(yīng)用
煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能介紹
我國煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)主要由井上和井下兩個部分組成。井上部分的系統(tǒng)是由系統(tǒng)整個的中心站點和多個局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)合構(gòu)成。在整個系統(tǒng)的中心站點中，主要進行生產(chǎn)監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測功能。井上工作系統(tǒng)是將井下監(jiān)控取得的數(shù)據(jù)信息收集到地面監(jiān)控計算機中，有員工進行數(shù)據(jù)的分析歸納整理，然后通過地上的光端傳遞給井下的各個監(jiān)控單位。井上的集控站與井下的電力監(jiān)控系統(tǒng)相連接，以太網(wǎng)是連接得以實現(xiàn)的工具。幫助監(jiān)控管理底下的工作情況，及電力監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)。煤礦電力監(jiān)控的作用主要是信息收集，不斷地更新系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)中模擬的量、脈沖的量以及狀態(tài)量，收集系統(tǒng)中信號訊息。除此之外實現(xiàn)信息交換傳遞的功能，將有效的數(shù)據(jù)信息通過站點、地面或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)中。通過對收集到的信息的處理分析，判斷整個系統(tǒng)中使用的狀況。對存在的風(fēng)險以及可能發(fā)生的安全事故進行分析，預(yù)判可能發(fā)生的意外事故，從而能有效規(guī)避。除信息收集功能以外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還有信息儲存的功能。將大量的信息儲存在硬盤中，支持后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和查詢。監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)記錄的信息進行電路分析模擬，將分析所得的數(shù)據(jù)傳遞到以構(gòu)建的模型中從而得出關(guān)鍵的預(yù)警信息。設(shè)備發(fā)生故障時，可通過對硬盤中儲存的數(shù)據(jù)進行分析，查找原因和尋找解決方案。大多數(shù)的電力監(jiān)控系統(tǒng)都具有通訊功能，里面涉及部分通訊的設(shè)備將多個站點進行連接。通過設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將信息傳遞到相應(yīng)站點人工操作的電腦系統(tǒng)中，將實際訊息與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，幫助操作人員實時掌握信息數(shù)據(jù)。監(jiān)控人員施工狀況和電力設(shè)備運行狀態(tài)。并及時的對煤礦設(shè)備或者是監(jiān)控系統(tǒng)進行有效調(diào)整。保障下井人員的人身安全以及施工設(shè)備的安全。煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)。提供的信息及時有效，準(zhǔn)確。為管理人員提供了有效的信息了解途徑。并有效提高管理人員的管理水平。監(jiān)控系統(tǒng)提供的管理權(quán)限。可幫助管理人員了解，查看以往的錯誤記錄。對以往的數(shù)據(jù)進行處理分析得到報告。當(dāng)緊急情況發(fā)生時，系統(tǒng)還可以為電力和監(jiān)控兩個系統(tǒng)本身提供備用電能，較大化的保障人員設(shè)備的安全。
煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的改進對策
2.1加強傳感控制器的改進和研制
在電力監(jiān)控系統(tǒng)功能運行的過程中，傳感控制器起著至關(guān)重要的作用。因此傳感控制器的可靠及穩(wěn)定就顯得尤為重要。目前我國的所普遍使用的傳感器基本上滿足了對生產(chǎn)的需要。比如對風(fēng)速，電流電壓的模擬量。但是仍然存在著一些不可忽視的問題。在產(chǎn)品的使用壽命方面，可靠性方面和穩(wěn)定性方面。與外國產(chǎn)品相比還有所欠缺。某些的性能還不能夠滿足整個生產(chǎn)安全的需要。因此國內(nèi)加大對傳感器的研究與升級至關(guān)重要。
2.2要加強井下監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計
煤礦工作人員的定位與識別。動態(tài)目標(biāo)的定位。如運動中的車輛或者其他設(shè)備。實行實時監(jiān)控。一旦有意外事故發(fā)生，及時的救援工作人員。在人員識別方面，要嚴(yán)格規(guī)定井下作業(yè)人口數(shù)量。實行嚴(yán)格的考勤制度和其實監(jiān)控。地上管理人員實時監(jiān)控地下工作狀況，一旦有問題發(fā)生，保證及時救援。在井下采用高線形式監(jiān)控瓦斯?jié)舛取２捎冒踩纳a(chǎn)措施來做正確的生產(chǎn)決策。
2.3加強對工作人員救援方面的管理
加強對煤礦井下作業(yè)人員的安全意識教育。一定要按照規(guī)定隨身攜帶數(shù)據(jù)終端，方便地讓工作人員實時掌握地下工作人員的位置和具體情況，當(dāng)意外發(fā)生時可以準(zhǔn)確定位及時救援。
2.4引入煤礦監(jiān)控的新技術(shù)和先進技術(shù)
目前我國的電力監(jiān)控系統(tǒng)，雖然滿足基本的況下作業(yè)要求。但在安全系數(shù)方面，產(chǎn)品性能方面仍存在較大的不足，部分產(chǎn)品存在著易跳閘，速度定位慢，無法進行信息整合的缺點。針對以上存在的問題，我國應(yīng)進行針對性的技術(shù)研發(fā)。在過去幾年里，我國在該技術(shù)方面取得了一定的進步。在對SCADA系統(tǒng)的調(diào)度之上,進行提高改善。對于故障部分的快速定位,可以給工作人員及時準(zhǔn)確的提示。另外，采用流閉鎖方法減少或防止電壓波動較大造成停電的問。XRA-600高壓選擇性漏電保護系統(tǒng)可以不收到間接弧線權(quán)圈和電弧的影響，耐過渡電阻的能力非常強，靈敏度非常高。這些技術(shù)的應(yīng)用，提高了工作安全系數(shù)，在減少工作人員數(shù)量的同時，提高了事故處理能力和信息收集能力，及時的定位和發(fā)送信息。
安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
3.1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，為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。
3.2應(yīng)用場所
辦公建筑（商務(wù)辦公、機關(guān)辦公建筑等）
商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）
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）
3.3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。
3.4設(shè)備選型
應(yīng)用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV/10kV/6KV進線柜電能質(zhì)里在線監(jiān)測 | APView500 | 電網(wǎng)頻率，電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù)，電壓偏差，頻率偏差，三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數(shù)、相位等，諧波（2~50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等，諧波群，間諧波電壓波動、閃變。可輸入57.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-*
AM5SE-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機保護 |
35kV/10kV/6kV弧光保護 | ARB5-M | 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口 |
ARB5-E | 擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號 |
ARB5-S | 弧光探頭，可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域 |
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，標(biāo)配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應(yīng)自動照明，語音提示，電參數(shù)測量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口，IRIG-B對時 |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢，預(yù)埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A，無線傳輸距離空曠150米 |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限電能,2~31次諧波測量，大需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5（6)有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
04KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器，發(fā)射頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換) |
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路出口。 |
網(wǎng)關(guān) | Anet-2E8S1 | 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、權(quán)限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。 |
結(jié)束語
雖然我國的煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)在近幾十年來發(fā)展迅速，已經(jīng)取得了很大的成就。但是不可否認(rèn)，在實際的工作與運用中，仍然存在著或多或少的問題。在技術(shù)層面，與發(fā)達(dá)的電力監(jiān)控系統(tǒng)仍存在著較明顯的差距。煤礦監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)系著每一位井下工作人員的人身生命安全。關(guān)系著社會責(zé)任。因此不斷地進行技術(shù)研究突破創(chuàng)新。完善我國電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)中的一些不足。進一步提高可靠指數(shù)，降低煤礦工作中存在的風(fēng)險，人要進行堅持不懈的努力。
參考文獻(xiàn)
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徐瑩瑩.漳村煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)升級改造與應(yīng)用[J].同煤科技,2019(04):40-42.
安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊，2022.05.
