煤矿供电监控系统及其发展研究

摘要：煤矿供电监控系统对煤矿供电系统安全运行有着极其重要的作用。在一系列新技术新设备不断涌现的情况下，煤炭供电监控系统应该抓住机遇，实现系统的智能化建设，以便供电监控系统发挥出更加巨大的作用。本文对煤矿供电监控系统及其发展进行了研究

关键词：煤矿供电；监控系统；发展

前言

随着计算机技术、信息技术及通信技术的不断发展，煤矿自动化和信息化水平有了很大的提高。作为煤矿综合自动化、信息化的子系统之一，煤矿供电监控系统在近几年得到了很快的发展，在煤炭企业的应用越来越多，为及时发现煤矿供电系统故障、有效减少无计划停电次数、保障煤矿安全生产发挥了积极作用。目前国内的供电监控系统主要有KJ284、KJ36A、KJ67、KJ336、KJ360等，这些煤矿供电监控系统在结构、组成和功能上大同小异，都能较好地满足煤矿企业的实际需要。本文通过对现有煤矿供电监控系统的结构及功能介绍，阐述了供电监控系统对煤矿安全生产所起的作用，同时探讨了煤矿供电监控系统的发展趋势，具有一定的参考意义

1.系统结构

一般的煤矿供电健康系统主要由监控设备、监控中心以及通信传输网络三部分组成。其中，监控中心主要包括不间断电源（UPS）、工业监控计算机、大屏幕显示以及打印机等监控系统软件和硬件设备等；通信传输网络主要包括信号隔离器、井上下光纤环网交换机、接线盒以及通信电缆等；监控设备主要包括位于井下的智能终端。现阶段煤矿中使用各种供电监控系统都有自己的特点，比方说 KJ336 井下光纤环网主要采用的是 RS485 或者 CAN 总线方式。值得一提的是，结构上的差异是导致各种监控系统在特性与功能上存在不同的原因。2.系统的主要功能

煤矿中的供电监控系统主要由通信管理机、高低压防爆开关、电力监控分站等组成，通过光纤环网之后再传输到地面调度中心的监控中心。监控中心可以实现对变电所设备的参数整定、远程控制，与此同时，监控中心还可以通过标准的接口方式，使数据在矿井中的自动化平台中得到共享。

2.1 数据的实时采集与显示功能

通过地面的主机使采集、监测等功能得到实时的实现，同时将开关设备的运行情况显示出来，用户想要了解实时电压可以通过监测煤矿供电监控系统及其发展趋势文/黄国军本文主要针对现有的煤矿供电监控系统，对其一般性结构以及结构上存在的差异进行了简单的讨论，对煤矿供电监控系统的功能进行了较为详细的阐述，并从系统结构等方面对煤矿供电监控系统未来的发展趋势进行了进一步的分析与研究，以期对煤矿供电监控技术未来的发展发挥出相应的作用，供大家参考。摘 要设备实现对各种电力参数的观察。同时，还可以通过变电所中的开关实现对实时数据的动态分析，可以用表格、曲线等将各开关的电流、电压等变化情况显示出来。

2.2远程控制与查询定值功能的实现

地面的监控中心还可以通过网络实现对井上、井下设备的远程操作，与工业电视系统相配合，将变电所的视频图像显示出来，使井上、井下供电系统真正实现无人值守。此外，监控中心站还可以通过网络传输平台使高低压开关真正实现定值整定、查询以及打印等功能。3.系统发展趋势

经过不断的发展与完善，当前的没空供电将监控系统已经成为安全管理、精细化管理等不能缺少的监控系统。为了使矿井自动化、信息化以及数字化得到实现，煤矿供电监控系统可以从软硬件、结构以及系统功能等方面进行发展。

3.1 系统体系结构

未来的新型矿山无线网络将会与通信系统共同组成一个集多种技术于一身的综合系统，该系统中不仅会涉及到编码、物理层调制等接入技术，还对网络提出了不同的要求，将会实现自恢复和自组织等适应功能。无线通信技术在变电所使用以后，系统的安全性得到了大大的提高，不再需要通过电缆进行连接，对通信设备的部署变得更加方便，。因为受到设备与技术的限制，井下无线通信还存在很多问题，比方说可靠性、能效协议以及网络接入等。因为现在很多供电监控系统中均采用变电所一级的用电设备与开关，随着科技的不断进步，矿井中的用电设备将逐渐被纳入到供电监控系统中。此外，因为受到技术、资金、环境等因素的限制，井下很多用电设备现在并不具备局扇开关、高低压开关等功能，因此，要想实现全面的供电设备监控，还要依靠设备厂家在未来可以推出更多的具有通信功能的智能型设备。3.2关键硬件设备

近年来，随着 ARM、DSP 等技术的引入，综合保护器的相关功能越来越完善，在测量功能和保护功能上存在较大的发展空间。因为采样技术目前得到了高速的发展，采集的数据精度也越来越高，所以，保护功能也得到了不断扩展和增强。现有的漏电保护在高压综合保护器中有很多都利用了零序功率方向来实现其选择性，但是因为感性电流具有一定的补偿作用，所以在供电系统中零序电压和零序电流之间的角度都会发生一定的变化，具有不确定性，选择性也会丧失。针对这种情况，人们进行了大量的研究与分析。目前电子技术随着科技的发展得到了飞速的发展，对单相接地故障进行记录、采样以及分析越来越容易实现。但是现在还没有形成公认的、统一的原理，始终处于研究之中。现阶段井下的高压电动机等一般都会采用通用的综合保护器，对其进行进一步的分类，即出现专门的变压器保护器等。综合保护器的测量功能目前正处于逐步提高之中，将电流等众多参数都要求高精度、实时的上传给监控中心为设备的节能优化运行以及智慧生产用电提供必要的依据。目前综合保护器的功能都是有所区别的，通信协议都是厂家自己专门设计的，但是并没有统一的格式。在未来的发展中，综合保护器一方面要使用自己的通信协议与通信方式，另一方面还要提供一个统一的、标准的通信协议和通信接口。针对这种情况，关于综合保护器应该制定一种行业标准或者国家标准。

3.3对软件进行监控功能

近年来随着地理信息系统和微软技术的不断发展，未来煤矿供电监控系统中的人机交互界面将会变得更加直观化和人性化，用户不再是被动接受数据的人，而是信息的加工者与挖掘者，再通过模糊推理、专家系统以及模式识别等智能方法，更好的为故障分析和安全生产提供技术支持。

4.结语

进步，煤矿的自动化和信息化水平有了很大的提高。煤矿供电监控系统作为煤矿综合自动化、信息化的子系统之一，得到了长足的发展，为及时发现煤矿供电系统故障、有效减少无计划停电次数、保障煤矿安全生产发挥了积极作用。介绍了现有煤矿供电监控系统的结构，分析了各个生产厂家的供电监控系统在结构上的差异，并对供电监控系统的功能和作用作了较为详细的说明阐述；从系统结构、软硬件和系统功能等几方面对煤矿供电监控系统的发展趋势进行了探讨，对促进煤矿供电监控系统的发展具有一定的作用。

参考文献：

[1]许正亚.变压器及中低压网络数字式保护[ M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[2]薛永端，徐丙垠，冯祖仁，等.小电流接地故障暂态方向保护原理研究[J].中国电机工程学报，2003，23（7）：51-56.

[3]曾祥君，尹项根，张哲，等.零序导纳法馈线接地保护的研究[J].中国电机工程学报，2001，21（4）：5-10.

[4]赵新红，袁洪，车伟，等.小波变换在小电流接地电弧故障选线中的应用[ J].高电压技术，2005，31（10）：18-20.

[5]唐軼，陈奎，陈庆.小电流接地电网单相接地故障的暂态特性[J].高电压技术，2007，33（11）：175-178.

作者简介：

王振华（1984）男 汉族 山西省大同市人 机电助理工程师职称 煤矿供电方面。endprint