解析煤矿井下供电设备监测监控系统

解析煤矿井下供电设备监测监控系统

曲宝玮

（济南华玫矿业有限责任公司山东济南250000）

摘要：煤矿井下作业是一项特殊工作，井下供电检测监控尤为重要。煤矿井下供电监控系统的设计是搞好煤矿井下电力设备运行工作的基础环节，监控系统的设计合理与否关系到井下工作的顺畅与否，进一步关系到井下工作人员的生命安全，在煤矿企业工作中意义重大。本文对煤矿井下供电设备监测监控系统展开了研究，以供参考。

关键词：煤矿；井下供电；监测监控

引言

目前煤矿井下现有供电设备经常出现无故障跳电、有故障没发现、停电后无法及时送电等现象。供电系统的不稳定和电气设备故障造成局扇停电，不能及时发现，使采掘工作面瓦斯超限和积聚，随时会引发的恶性事故。煤矿井下供电设备监测监控系统可以提高煤矿井下采区变电所运行的可靠性与安全性，进而提高煤矿井下电力系统的管理水平。由此可见，对煤矿井下供电设备监测监控系统进行研究具有重要的意义。

1井下供电设备的故障监测现状

据现有的供电监测系统所得数据分析，井下的供电设备经常会出现有故障但没有发现、无故障跳电、停电后不能及时输送等问题，而其监测系统由于技术落后与机械设备和供电设备技术之间不相匹配的矛盾，不能及时地进行预警和做出绝缘处理，也不能精确地定位设备故障和系统漏洞，造成漏电保护不可靠。这样容易给供电系统造成不稳定的影响，甚至影响其电能输送的质量和稳定性，也会造成供电设备损坏、报废（如开关故障、局扇故障等），随时都有可能引发恶性的安全事故。目前国内很多煤矿井下供电系统主要是采用独立的综合保护器，可以实现就地监测和保护，但没有通讯接口，不具备对外通讯和数据远距离传送功能，地面监控中心无法实时了解井下各变电所运行的开关的位置状态和电气参数，无法保证矿井的正常供电和安全生产。

2井下供电监测监控系统构成

2.1系统组成及各部分作用

煤矿供电监控系统由三大部分组成，如图1所示：地面监控主站、井下监测分站和各电力测控单元（高开综合保护器）。地面监测主站是一套供电系统专业版组态软件系统，按照井下供电系统监控的设计规范，对供电系统进行监测、控制、统计和分析。地面部分由监控工作站、备用工作站、打印机、数据传输光端机、网络设备等组成；井下监测分站是地面监测中心主站和电力测控单元之间的桥梁，它主要用于与井下高压开关内的综合保护装置的通讯，另一方面还要完成故障录波、数据传送、数据存储、命令下达、当地监控，通过井下工业以太环网，与地面监控中心实现远距离通信。其安全可靠性对整个系统起到至关重要的作用；电力测控单元（综合保护器）的作用主要负责变电所设备的数据采集与转发，并下发执行地面监测中心发出的遥控命令。

2.2系统设计

2.2.1地面监控主站的设计

主站系统硬件由通讯服务器、数据服务器、监控工作站构成。结构模式分为单机模式和网络模式。单机模式的最大配置为两台互为备用的PC机，也称作两台后台机，最小配置为，单台计算，即单后台机。网络模式的最大配置为两台互为备用的通讯服务器、两台互为备用的数据服务器和25台监控工作站。

主站系统的软件包括系统软件和应用软件两部分。系统软件主要包括操作系统、数据库系统等。软件包括应用程序基础平台、通讯管理模块、数据库管理模块、组态工具、实时监控模块、定值管理模块、web服务模块、录波分析模块、文件下载工具等。

2.2.2井下测控分站的设计

井下测控分站是监控系统的基层数据采集中心，集中监控、事件和数据的记录、显示等功能，能够在系统突然断电的情况下保存和传输所采集的数据、信息，同时还能够与三方设备、矿井的集控平台之间实现无缝式连接，以实现高实时性的多任务操作。井下测控分站主要完成保护装置与地面监控系统间的数据交换，实现辖区当地监控，与综合保护一起，实现单相接地选线功能。井下测控分站主要由高性能工业嵌入式通讯服务器、后备工作电源、光纤接续盒、工业光纤以太网交换机等组成。支持多规约、多波特率、多通讯方式。软件内核部分采用嵌入式实时多任务操作系统，通讯及监控软件采用外挂式软件模块，可进行功能扩充。配有液晶汉字显示器，能够显示变电所的电流电压，开关状态，事件记录信息。

2.3调试试验

在完成设计后，对煤矿井下供电监控系统进行操作、调试和试验，对中央变电所高低压监测分站、三下变电所监测分站、四采变电所监测分站通过设置参数值后得到预期运行效果，确定该系统运行正常，能够实现遥控、遥测、遥信、遥调功能，与设计要求相吻合。保证这套系统运行后，能正常监控井下中央变电所和各采区变电所中综保器的运行状态，能够实时测量井下供电系统的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电气参数，实现要求的功能和目标。

2.4实际应用

煤矿井下供电安全监测监控系统建成后，利用工业以太环网技术将井下电力监测分站和电力监测单元的通信线路接入井下环网，采用100/1000M工业以太网技术构成煤矿井下三网合一的网络平台，使在矿调度中心通过计算机集中远程实时在线监测矿井的安全信息、工况信息、图像信息，控制矿井井下、地面主要生产系统和辅助生产系统机电设备，实现矿井安全生产管控一体化。地面调度指挥中心可以通过画面切换功能实时了解各监控子系统的工作画面和运行参数，井下各监测分站与地面保持高速的数据传送，视频摄像头将现场采掘工作面及各巷道的工矿参数、井下中央变电所和各采区变电所中各综保器高低开关的合、分闸状态及电气参数等信息通过高速以太网实时传送到地面调度指挥中心各台监控主机显示器上，大屏幕液晶显示屏与各监控主机连接，可以进行画面切换，为矿井的安全生产及管理提供高效便捷的方式，提高系统的运行效率和安全性能。

结束语

综上所述，煤矿井下工作是煤炭企业经营的重要组成部分，这项工作具备复杂性和危险性，井下作业中必须重视供电监控系统作用的发挥，这即是提高工作效率的重要手段，也是保障作业安全的有效途径。

参考文献：

[1]陆承文.煤矿井下供电设备监测监控系统论述[J].技术与市场，2015，08：116-117.

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[3]张成东.煤矿井下供电设备监测监控系统探讨[J].机械管理开发，2016，10：79-81.