矿变电所无人值守创新方案教学教材
煤矿井下变电所无人值守的运行与管理
煤矿井下变电所无人值守的运行与管理摘要：煤矿井下变电所是供配电系统的重要组成部分。
变电站运行的安全稳定是保证煤矿安全生产的基本保证。
由于矿井下面的负荷类型比较多，并且区域分布比较广泛，实际工作环境以及地质环境都比较复杂甚至是比较恶劣，其中会存在很多不稳定性因素，经常会产生停送电时间较长、供电故障对煤矿的安全开采形成了非常大的影响。
随着煤矿开采技术的不断发展，很多的大型机电设备以及先进的控制系统在煤矿企业中被广泛的运用，进而对煤矿电网的供电质量要求也不断上升。
其中煤矿供电系统的供电质量，直接关系到了煤矿开采单位的经济效益，同时对矿井生产的安全也有着非常大的影响。
关键词：煤矿井下变电所；无人值守；运行；管理导言：一种新的运行方式，对此，需要企业相应地完善管理制度、提高管理水平、加强安全风险管控。
切不可认为装备水平提高了、“五遥“功能实现了、视频监控也有了就可以高枕无忧。
事实上，新的运行方式必然带来新的安全风险，只有对这些安全风险实现有效管控，方可保证供电安全。
1安全风险的种类1.1设备的不安全状态造成的安全风险设备产生故障;设备存在缺陷;操作电源或控制电源出现异常带来安全风险;通讯网络故障带来安全风险;安全用具管理存在缺陷。
1.2人的因素造成的安全风险没有人员进入变电所，操作人员在操作过程中进入不安全区域或位置，操作人员操作不正确，巡更人员的巡更次数和物品丢失。
1.3环境的不安全因素造成的安全风险周围强电磁场形成干扰，影响到监控系统的运行;小动物侵入;变电所温湿度变化带来安全风险;变电所内空气绝缘电阻下降带来安全风险;以上是无人值守变电所可能存在或出现的安全风险，其中有些风险因为管控不力已经对作业人员造成了极大的伤害。
所以，迫切需要对上述安全风险实施有效管控。
2煤矿井下采区变电所无人值守监控技术在井下变电所中，一些环境参数直接影响到变电所的安全运行，主要包括瓦斯、温度、粉尘等相关参数，人员因素不容忽视。
35kV矿山变电站无人值守改造
62
矿业工程
第 19 卷 第 3 期
工作站。 2) 新增电度表峰谷平段电量统计接入功
能，增设UT-5315型通讯管理机替换旧管理 机，将站内全部电度表接入至后台系统形成耗 电汇总表。
升级改造的后台监控系统具备数据采集与 转发⑶、运行监视、控制、报警、计算、统计、 事件与历史数据查询、报表管理、保护管理等, 其中计算用于对遥测及遥信量的不足进行补充 采集，对功率因数、负荷率等计算点(逻辑计 算点、模拟计算点)与采集点(遥信、遥测、 电度)在系统中具有相同的作用(如报警、存 储等处理中)进行自定义公式计算。计算公式 根据国网公司规定，可计算峰、平、谷值的电 度数。
3) 矿山变电站运行无人值守后，远程不得 解锁。升级原有模拟五防操作系统为JOYO B41型微机五防操作系统，实现在矿山调度指挥 中心进行五防操作的各种规范要求。
(1) 强制性五防闭锁：包括误拉合断路器、 误入带电间隔、带负荷拉隔离开关、带电挂地 线或合接地刀闸、带地线(接地刀闸)合隔离 开关五项误操作功能。并且完善了倒母线操作、 旁路母线充电及线路侧验电等闭锁的功能。全 面完善了模拟预演、权限管理、唯一操作权、 实时逻辑和闭锁元件五层防线，对误操作进行 多层防范。
在矿山35 kV变电站内遍布各关键区域, 安装由红外网络摄像机、硬盘录像机、传输线 路、交换机以及监视器组成视频监控系统，实 现对重要关键部位实时视频监视⑷ 。设置安装 网络摄像机数量为16台，实现“遥视”系统, 能够实时、快速的掌握变电站整体运行情况, 发生异常情况时能及时作出应急反应，切实有 效地提高变电站的整体安全水平。监视部位布 置情况：矿山变电站四周外墙安装4台，形成 环路；电容室内安装一台；变电站院内，配电 室外安装两台；配电室内安全位置安装9台， 掌握整个变电室内情况，见图1%
煤矿井下变电所无人值守的运行与管理程龙
煤矿井下变电所无人值守的运行与管理程龙发布时间：2021-08-18T08:40:05.363Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第9期作者：程龙郝龙[导读] 随着科技的不断发展，各行各业均向着信息化、无人化、智能化方向发展过度，煤矿井下供电与监控系统亦是如此。
井下变电所无人值守、远程监控是今后发展的必然趋势，变电所的运行质量与效率均能够得到显著提升，还可降低相关工作人员的工作强度，从根本保证井下变电所工作人员的人身安全。
程龙郝龙国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿内蒙古自治区鄂尔多斯市 017000摘要：随着科技的不断发展，各行各业均向着信息化、无人化、智能化方向发展过度，煤矿井下供电与监控系统亦是如此。
井下变电所无人值守、远程监控是今后发展的必然趋势，变电所的运行质量与效率均能够得到显著提升，还可降低相关工作人员的工作强度，从根本保证井下变电所工作人员的人身安全。
本文首先对煤矿井下无人值守变电所的概念进行简要阐述，结合实际发展过程中存在的问题，有针对性的提出具体措施，进一步提高煤矿井下无人值守供电的稳定性。
关键词：井下变电所；无人值守；管理策略一、煤矿井下无人值守变电所的简要概述（一）煤矿井下无人值守变电所的概念工作人员可远程操作的变电所，就是无人值守变电所，合闸、复位、通讯等一系列的工作开展，均能够通过计算机通讯技术与遥感技术进行远程操作，操作人员并不需要进入到煤矿井下变电所。
因此，煤矿井下无人值守变电所，主要依靠计算机、网络、电缆等设备，实现变电所的正常运行，向远程监测系统、远程通讯控制系统相互组合，无论是通讯电联的传输速度还是遥感设备的操作性能，均能够得到显著提升，保证井下变电所无人化运行质量。
（二）煤矿井下无人值守变电所产生的效益煤矿井下变电所采用的无人值守运行模式，所带来的直观价值就是，可节约大量的人力资源，相关工作人员并不需要进入到井下变电所就能够工作，无论是工作强度还是工作难度均得到大幅降低，煤矿企业的人力资源成本也因此降低。
试论谈煤矿井下变电所无人值守的安全管理
试论谈煤矿井下变电所无人值守的安全管理1. 引言1.1 背景介绍：随着煤矿深度开采和生产的不断发展，煤矿井下变电所作为煤矿生产的重要环节之一，其安全管理问题日益凸显。
传统的煤矿井下变电所通常需要人员驻守，但人为因素往往是引发事故的主要原因之一。
为了降低安全风险和提高工作效率，越来越多的煤矿开始尝试使用无人值守的变电所管理模式。
与传统的人员驻守方式相比，无人值守变电所存在着诸多安全隐患和挑战。
变电设备故障难以及时发现和处理，电气火灾风险增加，安全事故处理和应急救援困难等。
如何有效管理和控制无人值守变电所的安全风险成为当前煤矿安全管理领域亟需解决的问题之一。
在这种背景下，煤矿企业需要积极探索符合实际生产需要的安全管理模式，引入先进技术和设备，建立完善的安全管理制度，加强人员培训和技术支持，以确保煤矿井下变电所的生产安全和稳定运行。
只有通过持续改进和创新，煤矿企业才能在新形势下迎接挑战，确保煤矿生产的安全和可持续发展。
1.2 问题意识在煤矿井下，变电所是矿井生产中至关重要的设施之一，承担着输送电能、保障照明和设备运行等重要功能。
在变电所运行中，安全隐患也是不可忽视的问题。
特别是当变电所实行无人值守时，安全管理面临更大的挑战。
问题意识主要体现在以下几个方面：无人值守意味着在变电所发生故障时，无人及时发现和处理。
由于煤矿井下环境复杂，一旦发生事故将会造成严重后果，甚至危及矿工的生命安全。
如何有效监控和管理无人值守变电所成为亟待解决的问题。
煤矿井下变电所存在安全风险多、情况复杂的特点。
各种外部因素可能对变电所运行产生影响，例如地质条件、气候变化等。
当变电所无人值守时，这些安全风险可能难以及时应对，容易引发事故。
如何加强变电所的安全管理，有效减少无人值守带来的风险，成为当前亟需解决的问题之一。
通过科学规范的安全管理措施和先进的技术手段，可以更好地保障煤矿井下变电所的安全运行，确保矿工的生命财产安全。
2. 正文2.1 无人值守变电所的安全风险1. 火灾风险：由于变电所设备长时间运行，存在发生故障或短路的可能性，一旦发生火灾，由于无人值守无法及时发现和处理，可能造成严重的后果。
煤矿井下变电所无人值守系统设计及应用
煤矿井下变电所无人值守系统设计及应用摘要：为了充分满足工业化、信息化和自动化，建设新型现代化数字矿山的要求，煤矿固定岗位有人值守进行了设计改造，涉及了煤矿井下中央变电所、采区变电所、井下主排水泵房等多处无人值守有人巡视设计改造，实现了固定岗位无人值守有人巡视智能化管理和应用。
关键词：煤矿；固定岗位；无人值守系统；有人巡视；智能化；引言近年来，虽然中国已经开始控制煤炭开采速度，但是煤炭在中国经济社会发展中所起到的作用仍旧不容忽视，因此必须重视煤矿的开采和运输。
煤矿井下采区变电所是为煤矿的开采和运输服务，在煤矿井下采区变电所应用无人值守监控系统对于煤矿的开采和运输具有重要意义，要予以高度重视。
1煤矿井下采区变电所无人值守监控系统概述1.1煤矿井下采区变电所无人值守监控系统构成煤矿井下采区变电所无人值守监控系统由三个部分组成，分别是地面监控中心、远距离传输信道和井下分站及测控单元（即综保远动装置）。
简单来说，就是地面监控中心相当于总指挥，由煤矿井下采区的各个测控单元进行具体监控，然后通过远距离传输信道与煤矿井下分站进行数据和信息的汇总和传输。
无人值守监控系统主要由地面上位机、传输信道、煤矿井下采区变电所通讯分站和煤矿井下采区变电所高低压防爆开关构成。
煤矿井下采区变电所高低压防爆开关的信息由485通讯传输到煤矿井下采区变电所分站，再由煤矿井下采区变电所分站进行汇总后通过CAN总线传输到地面上位机，最后地面上位机中的“组态王”工控软件对煤矿井下采区变电所高低压防爆开关进行实时监控，掌握高低压防爆开关的实际状况，从而真正实现遥测、遥信、遥控和遥调这四个功能。
1.2煤矿井下采区变电所无人值守监控系统的设计原则a）煤矿井下采区变电所无人值守监控系统实质上是电网调度自动化中的子系统。
因此，无人值守监控系统必须要符合电网调度自动化的整体设计要求，并在具体设计过程中，能够在将成本控制在一定额度的同时，遵守高质、安全的信息传输和资源共享的原则；b）在设计煤矿井下采区变电所无人值守监控系统具体功能时，可以遵守下放原则，即将一切能够在间隔层进行的功能都下放到间隔层，省略传输到网络和监控主机的环节，节省再次传输的时间，提高工作效率；c）兼备远方和就地两种控制操作，以就地控制辅助远方控制，并设定在同一个时间内仅能选择一种控制方式，避免二者发生冲突；d）推动保护和测控的一体化，保证保护功能能够独立运行，提高动作的可靠性；e）以测量的准确度为设计的重点，使用交流采样技术，并通过计算机进行信号的实时监控，保证信息采集的精准度，增强信息的实时性和真实性；f）由于煤矿井下采区变电所中的电磁场是极强的，会产生很大的干扰，所以在设计过程中，必须要对电磁干扰进行深入思考，提高系统的抗干扰能力，比如选择光纤作为通信介质。
煤矿井下变电所无人值守的运行与管理
创新观察—366—煤矿井下变电所无人值守的运行与管理季小刚（山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿，山东 济宁 272000）引言目前，虽然自动化的水平在逐渐提高，但是很多变电所还是停留在传统生产的方式中，然而变电所综合自动化无人值守控制已经成为一种趋势。
随着自动化系统的投入，它已经开始替代传统的供电系统。
此系统配备了视频监控系统，远程控制系统，在实行无人值守综合控制的同时，还能通过视频监控系统实时监测现场的情况。
在山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿矿井下用，并取得了良好的成效。
通过山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿矿井下各变电所的工程应用实践已证明，变电所的综合自动化控制可有效降低变电所系统故障率，并加快故障处理速度，记录故障发生过程分析原因，减少同样故障重复发生的概率，为企业的安全可靠生产模式保驾护航[1]。
1 综合自动化控制变电所概述井下变电所是煤矿电网的核心节点，担负着井下电力的传输、分配、监控和管理。
井下变电站自动化、智能化、无人化是煤矿电网调度发展的必然趋势。
集计算机技术、通信技术和智能控制技术于一体的井下变电所无人值守系统的设计与实现，已成为煤矿安全生产和供电的必要保障。
早在上世纪70年代，日本就研制出了世界上第一套综合数字保护控制系统sdcs-i，并成功应用于煤矿井下变电所的控制系统中。
美国西屋公司开发的SPCs 变电站保护综合控制系统、瑞士BBC 公司开发的impac 模块化控制系统和lsa678变电站综合自动化系统已在煤矿中得到广泛应用，应用效果良好[2]。
我国变电站自动控制的研究始于20世纪80年代，清华大学研制的35kV 变电站综合保护监控装置投入使用。
介绍了南京自动化研究院220kV 变电站综合自动化系统、CSC2000、RCS-9000、isa-i 和dish，该系统已研制成功并投入运行。
结合地下变电站供电不能完全中断的特殊性，迫切需要开发一套适合地下变电站的无人值守智能变电站系统，解决区域电网调度、现场维护、检修、调试和应急等核心问题处理，提高井下变电所的安全性、可靠性和供电质量，达到减员增效的目的，是提高煤矿的经济效益。
无人值守变电站课程设计
无人值守变电站课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解无人值守变电站的基本概念、工作原理及关键技术。
2. 掌握无人值守变电站的自动化控制系统、远程监控与数据传输等相关知识。
3. 了解无人值守变电站在智能电网中的应用及其对电力系统的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析无人值守变电站运行过程中出现的问题，并提出解决方案的能力。
2. 提高学生运用现代信息技术手段对无人值守变电站进行远程监控与操作的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及创新实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对无人值守变电站及智能电网技术的兴趣和好奇心，激发学生学习电力学科的积极性。
2. 增强学生的环保意识，认识到无人值守变电站在节能减排、绿色环保方面的重要意义。
3. 培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德和敬业精神。
本课程针对高年级学生，结合无人值守变电站在电力系统中的应用，注重理论与实践相结合，提高学生运用现代信息技术解决实际问题的能力。
课程目标既关注知识传授，又强调技能培养和情感态度价值观的塑造，旨在为学生奠定扎实的电力学科基础，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 无人值守变电站概述- 变电站基本概念- 无人值守变电站的发展历程与现状- 无人值守变电站的优势与挑战2. 无人值守变电站工作原理及关键技术- 变电站自动化控制系统- 远程监控与数据传输技术- 设备状态监测与故障诊断技术3. 无人值守变电站的运行与管理- 变电站运行模式及优化- 远程操作与控制策略- 安全生产管理与应急预案4. 无人值守变电站案例分析- 典型无人值守变电站项目介绍- 项目实施过程中的关键技术分析- 项目运行效果及评价5. 无人值守变电站与智能电网- 智能电网概述- 无人值守变电站在智能电网中的应用- 无人值守变电站与新能源发电的融合教学内容依据课程目标，结合教材章节进行组织与安排。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过案例分析、讨论等多种形式，使学生深入了解无人值守变电站的相关知识，提高学生的实际操作能力。
煤矿井下变电所无人值守控制系统
煤矿井下变电所无人值守控制系统发布时间：2023-04-26T08:09:23.901Z 来源：《科技潮》2023年5期作者：缑晓康[导读] 受井下复杂恶劣的工作环境如粉尘量大、地形狭小复杂、有害气体多、设备移动频繁等因素影响，煤矿供配电系统时常会产生剧烈的负荷波动、无计划停电、越级跳闸等故障，且故障仅凭人工无法实现精确定位，处理十分困难，从而导致高低压开关、电缆、局扇等主要供电设备发生故障或损坏，极易造成瓦斯、煤尘爆炸等重大事故。
因此需要应用煤矿井下变电所无人值守控制系统，以保证保证井下的可靠供电，保障煤矿安全生产陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿陕西延安 727300摘要：受井下复杂恶劣的工作环境如粉尘量大、地形狭小复杂、有害气体多、设备移动频繁等因素影响，煤矿供配电系统时常会产生剧烈的负荷波动、无计划停电、越级跳闸等故障，且故障仅凭人工无法实现精确定位，处理十分困难，从而导致高低压开关、电缆、局扇等主要供电设备发生故障或损坏，极易造成瓦斯、煤尘爆炸等重大事故。
因此需要应用煤矿井下变电所无人值守控制系统，以保证保证井下的可靠供电，保障煤矿安全生产。
关键词：煤矿；井下；变电所；无人值守控制系统1无人值守控制系统的主要优势1.1提高了矿井变电所自动化技术水平控制系统可将变电所运行的各种信息数据呈现在监控计算机的屏幕上，只需一名监控员就可实时监控整个矿井的供电状态。
1.2降低了人工成本有人值守模式下每个变电所通常需要3?4位变电运检人员驻守，以保证其稳定运行。
实行无人值守后，整个矿井仅需配备一个3?4人的应急小组即可保证系统持续可靠的供电。
1.3故障排查与处理效率大幅提高控制系统可对故障异常信息进行处理与分析，从而快速判断故障发生原因，并提出合理的处理方案。
其还可自动消除部分简单故障，控制系统投入使用后，可缩短80%的查找故障时间，大幅减少了检修人员的工作量。
2煤矿井下变电所无人值守控制系统设计2.1硬件方案设计传统的煤矿井下变电所配电系统无法实现断路器分合闸状态信号采集、信号上传和分合闸操作远程控制等功能。
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xxx矿变电所无人值守创新方案
作者：
20 年月日
目录
1、实施背景 (3)
2、成果创新点、技术方案及原理 (4)
2.1、成果创新点 (4)
2.2、技术方案及原理 (4)
3、实施步骤 (4)
3.1、电力监控系统的功能配置 (4)
3.2、井下监控分站的功能配置 (5)
3.3、电力监控系统的结构配置 (6)
3.4、电力监控系统软硬件主要部分配置表 (7)
4、应用情况及推广前景 (7)
1、实施背景
xxxx矿传统的供电管理模式：24小时安排人员值班。
值班人员通过电话向地面调度员反馈供电系统运行状态及故障信息，一旦供电系统故障，不能很快确定系统故障程度、影响范围、造成后果等情况，不得不通过原始的方法推测故障点和故障性质，根据情况决定解决方法。
整个过程中无法掌握电力系统的实时数据，不能防患，只能治患。
同时考虑到保供队点多、面广、人员相对不足的现状，xxx矿目前已在井下中央变电所及四煤采区变电所试运行了矿用电力监控系统，创新的实现了井下四煤变电所的无人值守，减少了值班人员的需求数量。
2、成果创新点、技术方案及原理
2.1、成果创新点
1、实现了井下变电所的无人值守；
2、实现了减人提效的目的，促进内部市场化工作的开展；
3、实现对井下变电所电气设备的远程控制；
4、可生成各类报表，便于管理与考核；
5、使运行人员可以正确的评估井下供电系统的安全状态及故障隐患；
6、可以在故障发生的情况下很快的确定系统的故障点及故障性质，便
于及时通知井下值班电工到现场进行故障的处理。
2.2、技术方案及原理
根据xxx矿供电系统的实际情况和矿用电力监控系统的配置原则，结合矿井现有的装置力量，主要对监控范围内的变电所配置一台数据监控分站，通过分站对供电系统主要节点开关的运行状态数据进行采集、处理、存储、打包预上传，再通过井下、地面的工业以太环网将各监控分站进行组网，并与地面监控服务器进行通信和数据传输。
监控分站至各综保之间利用RS485通信、各监控分站之间采用光纤通讯，遵循TCP/IP协议，地面中心站到各监控分站之间同样采用光纤通讯，遵循TCP/IP协议。
3、实施步骤
3.1、电力监控系统的功能配置
电力监控系统能对矿井供电系统运行的实时电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、零压、零流、电度等电力参数进行采集，实现被控开关的远程分合闸，对线路的短路、漏电、接地、过流、欠压、缺相等保护进行远方整定，对系统产生的故障进行报警输出及事件记录功能，对井下重要的变电所和地面各机房按无人值班运行进行配置，主要配置功能如下：
1、遥测功能：各综合保护器采集各电路的实时数据传输到监测分站，监测分站将采集到的数据进行存储、打包后传送到地面服务器进行处理、存储、显示。
2、遥信功能：综保采集各开关的运行状态（分合闸状态）、故障状
态传输到监测分站，监测分站将采集到的数据进行存储、打包后传送到地面服务器进行处理、存储、显示、报警，供机电维修工查询、分析故障。
3、遥控功能：在地面具有权限的计算机能对矿井电力监控系统中的
任何高防、高磁、馈电进行停送电操作和信号复归操作。
4、遥调功能：在地面具有权限的计算机能对矿井电力监控系统中的
任何高防、高磁、馈电进行保护定值的整定、查询、修改、存储。
5、遥视功能：各监控分站配上摄像头后能实现远程监视。
6、组态显示功能：以表格、曲线、声光报警等形式显示电力系统的实时数据、历史数据、运行状态、报警状态。
7、故障录波功能：当电路发生故障时，记录故障电路发生故障时间和故障前后的电压、电流、零压、零流波形，供故障分析用。
8、开关变位和故障状态的音响报警功能
9、自诊断功能：系统具备自诊断功能，及时发现分站、综保故障，并给于报警。
10、防越级跳闸功能：具有系统级短路电流检测功能，并从系统末端逐级闭锁，使保护在离故障点最近处动作，以缩小停电范围。
11、历史数据存储功能
12、软件接口功能：系统具有标准的OPC软件接口，可以与其他矿用系统无缝连接。
13、打印功能：软件自带报表设计工具，可进行各类报表的设计、生成报表，自动将数据从数据库中取出，并填在报表中。
对各种记录提供打印功能。
3.2、井下监控分站的功能配置
1、分站具有自诊断和故障显示功能
2、分站具有相互间及传输接口间双向通信及工作状态指示功能
3、遥测功能：分站轮询综合保护器获得电路实时运行参数，存储、显示、并打包送到地面计算机
4、遥信功能：在分站上可以查询、显示连接综合保护器开关的运行状态、故障状态、通信状态、操作记录等
5、遥控功能：在分站上可以对连接开关进行停送电操作
6、遥调功能：在分站上可以对连接开关进行定值整定、查询、修改及
存储
7、分站支持标准MODBUS规约，可以连接其他具有MODBUS通讯规约的底层设备
3.3、电力监控系统的结构配置
图一、电力监控系统结构框图
3.4、电力监控系统软硬件主要部分配置表
表二、电力监控系统软硬件主要部分配置表
4、应用情况及推广前景
目前xxx矿电力监控系统仅运行于井下中央变电所及四煤变电所，实现了四煤变电所的无人值守，每年节约人力成本约20多万元。
下一步预计将矿井地面：行政楼变电所、综采库变电所、压风机房、通风机房、制氮车间、锅炉房变电所,井下三煤胶带机头变电所、2-2中煤配电点以及2017年预计增加的三煤采区、四煤采区变电所等接入电力监控系统，实现更多车间、变电所的无人值守,减少人力成本的投入，实现供电管理方式的转变，大力进行推广。
表三、各变电所、车间的保护器型号、厂家、有无RS485通信接口
综上所述，xxx矿各级变电所均实现了保护微机化、传输接口化，具备了下一步接入电力监控系统的条件，将产生更大的经济效益。