焦煤集团科技创新成果申报表
电力监控系统的应用
1.立项背景
为提高本矿供电系统自动化，提高矿井快速处理隐患的能力和快速处理突发事件的能力，同时提供本矿自身的精细化管理能力，本系统对本矿供电系统进行升级改造，实现供电系统监测、控制、保护、预警、计量、管理等功能和预防过流越级跳闸、电压波动跳闸、电气干扰跳闸等突发大面积停电现象，设置变电所温度、烟雾、人员等变电所无人值守监控，建立本矿一套综合性多媒体数字化电力监控管理系统。

同时本系统要求提供通讯接口和协议，在设备层和控制层均可接入自动化系统平台，完成本矿自动化平台的子系统整合接入。

2.研究开发内容
电力监控系统分为四个层次：设备层（即高开综合保护层）、变电层（即变电所内的当地监控和自动化设备—井下测控分站）、通讯平台层（即变电所与地面间的公共通讯平台—光纤以太网平台，已建好。

）、地面监控层。

设备层主要完成数据采集、计算、保护和控制执行，并通过RS485总线接入变电所的测控分站中。

测控分站一方面完成数据转发，另一方面实现变电所综合选漏、录波存储、时钟同步和当地监控，并通过光纤以太网，完成与监控主站的通讯。

通讯平台是由分站光端设备构成的光纤以太网或是专门的光纤以太网。

监控主站是一套供电系统专业版组态系统，可按照供电系统的规范，对供电系统进行监测、控制、统计和分析。

一个变电所装设一台井下监控分站。

变电所的高低压综合保护用双绞线接入变电所的测控分站，监控分站直接接入现有环网，以太网与地面监控主站通讯。

系统后台可以用OPC方式将数据传输到矿井综合自动化平台，实现数据共享和网络发布。

在井下共16个变电所中各安装一台电力监控分站。

电力监控分站与变电所内的高、低压开关的综合保护器用RS485通讯方式进行联网，实现变电所的就地监控、通讯转发等。

电力监控分站就近接入变电所附近的千兆环网交换机，通过已有的工业以太网与地面电力调度中心后台进行数据交换。

3.技术创新点
煤矿电力监控管理系统由1000M/100M冗余工业以太网环网、CAN工业现场总线、RS485现场总线、无线通讯站构成的煤矿宽带工业网络平台、电力监控应用软件与设备监控、显示、保护、采集装置等组成，可在不同网络层接多种通讯接口的监控装置、设备和监控系统，网络终端配置有千兆网络交换机、视频服务器、现场总线分站、IP电话网关、光纤收发器，可
直接接入视频摄像机、通讯电话、语音广播、监控分站、总线型监控设备，可实现快速故障诊断，保证控制的实时性、确定性和可靠性。

系统在调度中心建立电力监控后台，对井下各变电所的高、低压开关进行远程监测、遥控、遥信、遥调和遥视。

数据传输分站具有本安型的以太网、CAN、RS485三种通讯接口，可以接入不同的网络，可兼容挂接多种接口的监控设备，对不同厂家的RS485设备，可通过协议转换隔离器转换为统一的协议接入，特别适应煤矿目前多种通讯接口设备并存的现状；并且现场监控分站可脱离系统独立运行监控，自主输出监测控制命令和报警信号，能构成独立的现场局域监控系统。

4.应用地点及效果
演马庄矿电力监控系统在调度中心建立电力监控后台，实现对地面35KV配电房和东地6KV配电房的开关柜进行数据监测和分、合闸控制及井下16个变电所的高、低压开关进行远程监测、遥控、遥信、遥调和遥视。

在井下变电所安装带云台隔爆摄像机，并接入变电所的测控分站，进行数据编码和压缩，并通过以太网，将视频传输到地面电力调度中心，实现井下变电所的视频监视，实现变电所的图像监视即遥视，从而可以实现变电所的无人值班。

5.推广前景
电力监控系统的建设，可实现井下变电所无人值守,就是要实现“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能和各种保护功能以及遥视功能:能检测采区变电所每次出线的电流、电压、功率、因数、开关内温度等模拟量;检测开关的位置状态及实验按钮状态;能对开关进行正常分、合闸操作;能在上位机对馈电开关进行保护动作值整定。

随着井下无人值守变电所推广面的扩大,由于井下供电网络结构复杂,采区变电所和工作面配电点供电服务对象主要是采煤、掘进、运输以及排水等主要生产环节,供电负荷种类繁多、区域分布广、负荷工作场所地质条件复杂,且存在着瓦斯、煤尘、水等有害介质,影响供电系统运行的不确定因素也较多,有可能存在安全隐患,所以装备安全可靠、技术先进、功能更为完善的煤矿安全供电系统是非常必要的。

煤矿电力监控系统是针对煤矿供配电系统的特点,采用地面电力自动化系统的最新技术、嵌入式技术、分布式网络技术等开发的新一代煤矿电力监控系统,可对煤矿地面和井下10 kV及以下供电系统实施一体化的实时监控，该系统为矿井电网的安全运行提供了现代化的管理手段。