煤矿电力监控系统的应用

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摘 要 针对煤炭系统生产公司提高煤矿供电安全、分析了煤矿电力监控系统的发展状况，电力监控系统的组成，研究了改造后电力监控系统对煤矿安全生产的重要性。

关键词 煤矿；电力监控

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00

1 概述

工矿企业是我国电力的主要用户，据统计其总用电量约占全国总发电量的70%。工矿供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，是联系大型电网和工矿用电设备的桥梁。近年来煤矿现代化程度的不断提高、井下供电距离的增加以及供、配电要求的日益提高，尤其对煤矿井下供、配电系统的稳定性、安全性和不间断性的要求越来越高，以PC和PLC为代表的计算机控制技术已在我国煤炭行业得到广泛应用。目前煤矿井下供电系统中PLC计算机控制使用主要体现在地面中央配电室的微机保护、微电脑控制管理、微机检测等方面，并取得了很好的使用效果。然而，由于煤矿井下供、配电系统不同于井上供电系统，煤矿井下供电设备比较复杂，对供电系统的正常运行影响因素较多，因此对井下供配电系统实行远距离监测、监控就尤为重要了。

煤矿井下变电所提供的服务对象为采煤、通风、掘进、运输、排水、地质勘探等重要生产环节，供电负荷工作场所环境、地质条件复杂，存在瓦斯煤尘积聚、渗漏水以及冒顶事故等事件会使电气控制设备绝缘强度、隔爆、耐爆性能逐渐降低，容易出现漏电及单相接地故障。这类故障若不及时排除，电网各相线会长时间运行在线电压下，长期运行将导致绝缘击穿，甚至发生两相或三相短路故障。发生故障时产生的电弧能量会引起瓦斯、煤尘爆炸，这样就直接危及人身安全和矿井生产系统的安全。由于这类事件的发生几率较小，而且具有随机性和不确定性，传统的监控系统方法不能在线监测现场所有的设备运行状态，不能及时进行故障诊断、提前将故障排除，而是等到设备瘫痪后才进行故障诊断，为此将增加维修的难度和故障诊断的延时性，有可能此设备由于没有及时抢修而报废，设备停止运行将会影响整个生产系统的安全生产工作，而且大部分事故是由于这些潜在的隐患而发生的，因此，更新现代化的监测、监控设备，采用现代化监测、监控手段，对煤矿井下实现集中管理是非常迫切的，也是非常必要的。

2 煤矿电力监控系统的发展现状

2.1 煤矿电力监控系统组成

2.1.1 主要用途

电力监控系统用于煤矿井下各变配电室供电系统和运转设备的监测、监控、远距离控制、在线管理，实现井下供电系统电力参数和运行状态的在线连续监测控制、统计分析、故障查询。电力监控系统能够对井下电气控制设备的运行安全保护、运行事故监测预防、事前报警、事故快速恢复处理、控制参数通过密码口令随时修整，防止供电系统越级跳闸、大面积停电等运行事故的发生和再次扩大，加强供电管理，并可用于煤矿安全生产管理的多个方面，实现煤矿供电系统和生产设备的全面自动化监控。

本系统具有数据采集、远程控制、远程设定、统计分析、数据查询、模拟显示、故障报警、监控管理等功能，多层次的1000M工业以太环网+现场总线组合系统和多种配套的通讯、采集、监控设备，能在同一网络平台上构建多个专业的监控管理系统。

2.1.2 主要功能

1）数据采集记录。采集监测供电监测点的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、最大需量、用电量、功率因数、频率、零序电压、零序电流、对地绝缘电阻等运行参数；采集记录过流、过压、过载、欠压、断相、堵转、接地等故障参数；故障事件触发高速故障数据录波。

2）运行监控管理。实时模拟显示全矿和各变电所供电系统的供电状态、设备状态、供电参数、运行曲线、故障类型、故障参数。监控分析供电系统运行参数，提示系统状态变化情况，根据供电系统运行状况给出监控建议。

监控变压器的负载运行情况，显示变压器负载运行曲线，日、月时段最大负荷，给出增减负载的建议数值。故障事件分类主动上传报警，故障数据显示，故障参数记录，报警事件统计管理。远程调整设定供电系统额定运行参数、保护整定值、报警值。统计记录供电系统运行情况、操作记录，停送电时间、分类故障情况。故障录波数据和图形曲线远程调用，智能分析。变电所局域供电情况现场显示，停电、故障、操作声光报警提示。

3）远程操作控制。地面远程控制高、低压供电开关的供电、停电、闭锁操作。

可进行单台、多台、编组、联动、预置操作。有操作前检验和操作预警提示。设定操作程序和操作条件，实现自动程控操作和联动操作。

监控显示操作过程，提示操作程序，反馈操作结果，防止误操作。自动记录操作过程、操作结果、操作人员、操作任务单。按照操作要求和目的给出操作程序，自动选择停送电操作路线和设备。现场有远程操作闭锁切换功能。

4）用电计量管理。统计显示全矿、单位、用电点的班、日、月、年和任选时段的用电量数据和电量变化曲线，自动生成各种分类报表，分类、分时查询用电量历史数据和曲线。自动统计峰谷分时电量，计算分时电费，分时时段可用户设置。分类统计用电量数据，并生成报表和用电构成图。

按设定要求对用电单位和用电点进行用电考核，生成考核报表。

5）设备监控保护。对变电所、通风机、水泵、绞车、压风机、胶带机等重要设备可构成独立监测系统，监测各种运转参数、状态，设置多参数阈值报警和综合故障保护，实现集中、自动、远程等多种方式的操作控制。

6）设备信息查询。可随时查询被监控设备的基本技术特征资料，设备和电缆的基本参数可在界面上浮动显示；可查询被监控设备的保护整定值，报警设定值，监控通讯设定参数；可查询被监控设备的检修纪录，试验纪录，故障纪录，包机责任人；可对监控系统进行自检，报告自检情况，发现监控系统故障，并列出故障点信息；配有供电计算程序，可进行电缆、变压器、过流整定值、短路整定值的计算。

7）安全联网监控。实现安全监控和供电系统的联动，可提供与安全监控系统软件接口，授权安全监测系统控制操作供电设备，并可接入安全监控系统监测设备，实现瓦斯、通风等安全参数监测和瓦斯、风电闭锁、超限断电功能于供电系统控制的联动。

针对以上问题和现状，本课题提出了利用计算机检测和可编程技术研制了一套适用于全矿井的高、低压配电系统的集中监控系统。该远距离供电系统控制的研究和实施，可实现井下中央变电所、采区变电所的集中管理和无人值守，对于提高供电系统的稳定性和经济运行指标，促进采区供、配电系统管理的科学化、现代化、高效化，有着非常重要的现实意义。

电力监控系统以计算机、通讯传输设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除供电安全隐患、降低运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度，能够及时调整控制参数，达到运行安全高效的目的。加强供电安全管理，并可用于煤矿安全生产管理的多个方面，实现煤矿供电系统和生产设备的全面自动化远距离监测监控。

参考文献

[1]赵慧艳，等.漳村煤矿矿井电力调度系统应[J].煤，2008（10）.

[2]刘希军，等.煤矿井下电网综合自动化监测系统的应用[J].煤炭科学技术，2008（5）.

作者简介

张俊林（1969-），男，1992年7月毕业于山西雁北煤炭专业学校，煤矿机电专业，助理工程师职称，现在山西煤销集团泰山隆安煤业有限公司从事机电技术工作。