煤矿井下电力监控通信系统研究
煤矿电力监控系统的研究与应用
第7期 2009年7月工矿自动化Industry and Mine AutomationNo.7 J ul.2009 文章编号:1671-251X (2009)07-0130-04煤矿电力监控系统的研究与应用王海波, 史友仁(煤炭科学研究总院常州自动化研究院,江苏常州 213015) 摘要:文章详细介绍了K J 36A 型煤矿电力监控系统的3层网络结构形式,即综合监控信息管理层、信息处理与监控层、现场控制层,并分析了这3层网络所实现的功能,阐述了K J 36A 型煤矿电力监控系统的功能与特点。
该系统采用嵌入式技术、分布式网络技术,可对煤矿供电系统实施一体化的实时监控,实现矿井电网的安全运行及变电所的无人值守功能。
实际应用表明,该系统运行效果好,完全满足当前矿井安全生产和管理的要求。
关键词:煤矿;电力监控系统;网络结构;软件;应用 中图分类号:T D611.2 文献标识码:A 收稿日期:2009-05-25作者简介:王海波(1975-),男,工程师,现主要从事煤矿电力监控系统的设计与应用工作。
E 2mail :whbls @0 引言随着煤矿机械化和自动化程度的不断提高,为保证各个生产环节的正常运行,对安全供电的依赖性更强。
由于煤矿井下供电设备的故障,给煤矿的安全生产带来更大的安全事故,因此,煤矿供配电系统运行的可靠性和合理性就显得十分重要。
尽管近年来煤矿供电管理部门在改进井下配电装备、应用新技术成果的同时,不断强化人员素质的管理,使煤矿井下供电系统的可靠性得到了提高,但由于人为因素造成的供电事故时有发生,影响了煤矿的安全生产。
另外,供电部门每天用于值班和线路维护的工作人员较多,劳动生产率较低。
因而,对井下供电系统实施微机保护和监控以及实现变电所无人值守就显得十分迫切。
就目前的煤矿供电系统而言,虽然微机保护和监控系统也得到了应用,但主要是针对地面供电系统,用于井下的微机保护和监控装置还不多,大部分是在防爆开关中设置漏电保护、过载保护、短路保护、欠压保护、断相保护等保护功能,采区内配电设备的联网功能较弱。
煤矿井下变电所监控系统的应用分析
煤矿井下变电所监控系统的应用分析1. 引言1.1 煤矿井下变电所监控系统的应用分析煤矿井下变电所是煤矿生产中的重要设施，变电所的正常运行对煤矿生产起着至关重要的作用。
随着科技的发展，煤矿井下变电所监控系统逐渐成为煤矿管理的重要组成部分。
本文将对煤矿井下变电所监控系统的应用进行分析，探讨其在煤矿生产中的重要性、主要功能、技术特点、安全性以及实际应用情况。
煤矿井下变电所监控系统的应用可以极大地提高煤矿生产的安全性和效率。
通过实时监测变电设备的运行状态，及时发现并排除潜在故障，可以有效防止因电气设备问题引发的生产事故，保障生产人员的安全。
同时，监控系统还能对电力设备进行智能化管理，提高设备利用率，降低设备维护成本，提升煤矿生产效率。
另外，煤矿井下变电所监控系统具有较强的实时性和稳定性，能够实时监测和记录电力设备的运行情况，及时警示和报警，保障设备的安全运行。
同时，监控系统还能通过数据分析和处理，为煤矿管理者提供参考和决策依据，有助于提高煤矿管理的科学性和精细化程度。
总的来说，煤矿井下变电所监控系统在煤矿生产中的应用前景广阔，随着技术的不断发展和完善，监控系统的功能和性能将会不断提升，为煤矿生产带来更多的便利和安全保障。
2. 正文2.1 煤矿井下变电所监控系统的重要性煤矿井下变电所监控系统的重要性在于其在煤矿生产中的关键作用和必要性。
煤矿井下变电所是煤矿生产的重要设施，负责供电和电力传输，保障矿井正常生产运行。
在矿井深处工作的人员数量庞大，而且存在着各种安全隐患和事故风险，因此监控系统能够对变电所的电气设备、电力负荷进行全面监控和管理，确保设备的正常运行和安全稳定。
煤矿井下环境复杂多变，而且存在多种危险因素，如爆炸、火灾等，监控系统能够及时发现问题并做出预警处理，保障人员生命安全和设备完好。
监控系统还能够记录数据、分析趋势，帮助管理人员做出合理的决策和预测，提高生产效率和管理水平。
2.2 监控系统的主要功能1. 实时监测：监控系统能够实时监测煤矿井下变电所的电气设备运行状态，包括变压器、断路器、开关等设备的工作情况。
煤矿供电监控系统通信技术探讨
煤矿供电监控系统通信技术探讨在现代化的煤矿中，供电监控系统发挥着至关重要的作用。
为了确保煤矿的安全和高效运营，煤矿供电监控系统需要采用先进的通信技术。
本文将探讨供电监控系统中常用的通信技术，并讨论其优劣和适用场景。
一、有线通信技术有线通信技术是供电监控系统中最常见也是最稳定的技术之一。
其通过物理电缆传输数据和信号，具有传输速度快、抗干扰能力强的特点。
常见的有线通信技术包括电力线载波通信、以太网、光纤通信等。
1. 电力线载波通信电力线载波通信是一种利用电力线路进行数据传输的技术。
它可以充分利用已有电网设施，无需额外的布线工作，具有成本低、安装方便的优点。
然而，电力线路的负载情况和线路距离都会对传输效果产生影响，还需要考虑到线路干扰和隔离的问题。
2. 以太网以太网是一种广泛应用于局域网的通信技术，其高速、可靠的特点使其成为供电监控系统中常用的通信手段之一。
通过以太网，可以连接各个子系统和设备，实现数据的实时传输和远程监控。
然而，以太网的缺点是有线传输的距离受限，需要考虑到网络拓扑结构和设备布局等因素。
3. 光纤通信光纤通信是一种利用光纤传输光信号实现数据传输的技术。
由于光纤具有高速、大容量和抗干扰等特点，使其成为高速传输和远距离传输的首选技术之一。
然而，光纤通信的设备和维护成本较高，需要特殊的光纤布线和设备。
二、无线通信技术无线通信技术在供电监控系统中也有着广泛的应用。
相比于有线通信技术，无线通信技术具有布线简单、可移动性强等优点。
常见的无线通信技术包括无线局域网（WLAN）、蓝牙通信和移动通信等。
1. 无线局域网（WLAN）无线局域网是一种基于无线电技术的局域网，可以实现无线设备之间的数据传输和远程访问。
它具有无需布线、方便扩展以及灵活可移动的特点，适用于煤矿中移动设备的监控和通信。
但是，无线局域网的覆盖范围有限，受到干扰和障碍物等因素的影响。
2. 蓝牙通信蓝牙通信是一种短距离无线通信技术，适用于供电监控系统中相对较近设备之间的数据传输。
煤矿井下电网监控系统研究
计算 和处 理 ，对 该线 路进 行 各种 保护 的实 时 监测和 判断 ， 执行 保护动作并输 出保护信号 ， 如过压 、欠压 、 短路 、过载 、 漏 电、 漏 电闭锁、 绝缘 监视 和风 电闭锁 等 ；通过 Ｃ Ａ Ｎ — Ｂ ＵＳ现 场总线 （ 或Ｒ Ｓ － ４ ８ ５ 总 线 ）传 输 到各 变 电所 井下 分 站 （ 带路 由功 能 、采用 嵌入 式操 作 系 统 、采用 ４ 路并行 巡检方法 ， 实现 实叶 陛）， 分站 对数 据 进行 缓 存及 协议 转换 ，再通 过 带 光纤 接 Ｉ ： １ 的 井上 交换 机 实时 向到 地面 中心站 传输 ，同时 智能 综合 保护 装 置能 迅速接 收地 面 中心 站发 出的各 种指令 ， 如远 程参数整定 、 遥控 分 闸等 ，确 认后 即 时执 行 ，记 录操 作 时 间并 即时把信息返 回地面 中心 站。 井下数据通 过交换机传 到地面 中心站 后 ， 两 台工 控机 对 数据 进 行采 集 （ 双 机热 备 ） ， 整 合压 缩后 储存 到 两 台数据 库服 务 器 （ 双 机 热备 ），两 台服 务 器建立 磁 盘阵 列 ，保 证极 大 的数 据 存 储 容量 ；设 置 一 台 Ｐ Ｃ机 负责 井 下 变 电所运 行情 况 的实 时显 示 。同时 设置 一 台 ｗｅ ｂ服 务 器 负 责数 据 发 布 ，采 用 Ｂ ／ Ｓ计 算 模式 ，提 高 了数据 安 全性 ，避 免 网络阻 塞 及减 少并发访 问时的等待 时间。 地面 中心 站的 模拟屏 则实 时模 拟 、显 示 井 下 电网 的运 行状 态 ，通 过 监控 软件 对接 收 的数 据 进行 处理 并 自动 记录 ，生 成各 种运 行 曲线和 图表 ，方 便调 度 员及 时查 看和 打 印 ； 当井下 出现 故 障时 ， 自动 发 出事 故和越 限 报 警， 并 记录事故发 生的地 点、 时间 、 设备 名称 、 事 故类 别及 当 时 的运 行 参数 ，使 值班 人 员能 及时 、准确的作 出相应处理措 施。
煤矿井下电力智能监控系统研究
煤矿井下电力智能监控系统研究摘要：随着我国经济发展速度的不断提升，能源紧缺已经成为了当前制约我国煤矿经济发展的重要因素，给煤矿经济发展带来了一定的影响。
为了真正落实国家所提出的科学发展观以及可持续发展政策，各个生产也应当始终坚持节约能源的方向和道路，积极响应国家的节能号召。
本文深入分析了电力智能监控系统的应用，力求能够为煤矿井下电力智能监控系统系统的监管提供有效建议。
关键词：监控系统；智能；通讯；监控引言煤矿供电系统的可靠性直接影响着煤矿的生产安全和人身安全，建设可靠、稳定、自动化、标准化的智能供电系统是煤矿建设中关键要素之一。
随着煤矿采掘、提升、通风、运输等用电设备的技术革新，设备的动力负荷也越来越大，原有的供电系统保护监控模式已经不能满足供电系统的新需求。
1煤矿井下电力智能监控系统的概念电力智能监控系统能够对电力系统中的各项参数进行分析和处理，保证采集数据的准确性，通过采集数据可以对电力系统进行合理的控制。
在电力智能监控系统中，能够设置多种监控设备，主要负责采集在供电干线上的数据，例如有功功率、三相电压或者电流，电力设备的开关状态也数据也可以被收集到。
在收集到这些数据后，能够对系统的运行状态进行判断，如果出现较为异常的数据，系统会及时的对后台报警，并切除故障线路，在解决异常数据后主动恢复线路。
2系统工作原理系统采用树形结构、单层和多层连接方式（也可以采用光纤环网冗余结构增加系统可靠性），将监控主机、监控备机、光纤交换机、电力分站、配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）等设备连接在一起，形成一个完整、实用的煤矿供电监控系统。
系统监控主机通过光纤交换机、数据接口周期性的轮流与各监控分站进行通信，将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器显示出实时值;另外，它还可以显示各种历史曲线、图形并能通过打印机打印出各种报表和曲线等。
各监控分站不停地向各保护装置轮询索要数据，并进行转换和整理，在监控主机轮询到该分站时将数据通过数据接口、光纤交换机传输到地面监控主机;同时接收监控主机发来的各种控制命令，进行转换后再转发到对应的保护装置;配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）的各种模拟量、开关量信号进行实时采集和处理，在开关发生故障时进行跳闸保护，并接收监控分站转发来的各种控制命令，对开关进行对应操作;在监控分站轮询到该装置时将数据上传至监控分站。
煤矿井下变电所监控系统的应用分析
煤矿井下变电所监控系统的应用分析煤矿是我国重要的能源基地，而煤矿井下变电所是煤矿生产过程中的重要环节之一。
为了确保井下变电所的安全运行，避免事故发生，需要建立一套全面可靠的监控系统。
本文将对煤矿井下变电所监控系统的应用进行分析，探讨其在煤矿生产中的重要性和优势。
煤矿井下变电所监控系统是通过传感器和监测设备对井下变电所的电气参数、设备状态和环境参数进行实时监测和数据采集，通过数据传输与处理，实现远程监控和管理。
其主要应用包括以下几个方面：1. 设备状态监测与故障诊断。
煤矿井下变电所设备复杂，由于长时间运行和恶劣环境的影响，设备故障的风险较大。
监控系统通过实时监测设备的电流、电压、温度等参数，可以及时发现设备的异常情况，并通过故障诊断算法判断故障的具体原因，提前预警或采取紧急措施，避免事故的发生。
2. 安全监控与报警。
煤矿井下变电所是电气设备密集的区域，一旦发生火灾、电弧、短路等事故，可能引发严重的后果。
监控系统可以监测变电所的温度、湿度、烟雾等环境参数，一旦检测到异常情况，及时发出报警信号，提示工作人员采取应急措施。
监控系统还可以联动其他安全设备，如灭火装置、通风设备等，以增强井下变电所的安全防护能力。
3. 能耗监测与节能优化。
煤矿井下变电所是大型能耗设备，对用电量进行监控可以及时掌握能源消耗的情况，发现用电异常或设备能耗过高的情况，并采取相应的措施进行优化。
监控系统可以对设备的运行状态、能耗数据进行统计和分析，提供节能的建议和方案，降低煤矿的能耗成本，提高生产效益。
4. 远程监控与数据管理。
煤矿井下变电所常常处于无人值守状态，远程监控系统可以通过网络实现对变电所的远程监控与操作。
监控系统可以通过传感器实时采集数据，并将数据传输到监控中心，工作人员可以通过监控中心对变电所进行远程控制与管理。
监控系统还可以对采集的数据进行存储和分析，提供数据支持和指导，为煤矿的管理和决策提供科学依据。
煤矿井下变电所监控系统在煤矿生产中具有重要的应用价值和优势。
谈煤矿井下供电设备在线监控系统
关键词：煤矿井下；供电设备；在线监控系统；研究对策引言煤矿井下环境较为恶劣，井下的监控系统需要配备供电电源，以保证井下突然停电时系统的安全正常运行。
但是对于供电质量及负载部位供电技术的合理性研究涉及较少。
因此为了实现井下供电电源的安全、供电质量可靠性等指标进行实时监控，本文提出一种新的监测方案，吸收并借鉴了地面智能变电站综合自动化装置成熟的软硬件技术，在线监测，确保煤矿安全生产，消除电力隐患。
1电力监控系统电力监控系统主要包含以下三个方面：第一，通信系统。
该系统对互联网和大数据信息进行有效的升级，并在此基础上对先进的技术进行不断的吸收。
第二，对智能设备之间进行有效的互通和连接，主要采取的设备为信息接口，可以保证所有的电力监控设备能够随时使用。
第三，建立监控体系，主要位于井下变电站内部，对各种数据进行整理、分析和有效的操控，从而可以赋予整个煤电内部各类设备以自动化和智能化等特点。
2煤矿供电系统存在的主要问题2.1无功问题无功问题对煤矿生产而言极为常见，这主要是因为煤矿生产过程中，异步电机和变压器在具体使用过程时所产生的功率较低。
随着这种无功问题的逐渐增加，会使得整个供电系统内所承受的压力较大，所消耗的资源和能源也较高。
2.2电压问题煤矿生产环境的特殊性会导致电力系统内部供电线路较为繁杂且交错，一旦遇到需要功率较强的生产需求时，就会使得整个供电系统内部压强猛然增大，会为线路内部带来较大的压力，甚至可能会使一些保护措施的功能和效果逐渐消失，从而极易可能引发各类安全问题。
2.3无人值守有隐患当供电线路开始运行之后，会处在连续不断的工作运行状态中，这时如果不对其进行人工的长时间看守和监督，就会无法及时的解决出现的问题和困扰，最终限制整个供电企业的可持续进步。
具体情况主要分为三类：第一，供电线路内部的开关必须为人工开启，没有较长的线路可以为其进行远程操控，一旦维修操作人员展开监察工作时，必须利用各项设备之间的开启才能形成断点，以此来符合电力系统操作中的规范和流程，为操作人员的生命财产安全做出一定的保障。
电力监控系统在煤矿供配电系统中的应用与研究
电力监控系统在煤矿供配电系统中的应用与研究摘要：电力监控系统是以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，对变配电系统的实时数据、开关状态进行实时检测和记录，并提供远程控制基础平台，是现代化矿山变配电监控中心的核心系统。
煤矿电力监控系统主要是对井下采区变电所、中央变电所、地面变电所及各机房的供电系统进行实时监控，对系统开关设备实现“五遥”和矿内局域网发布功能，以实现主要变电所无人值守。
关键字：监控、“五遥”、网络发布、无人值守1、概述矿用电力监控系统是把煤矿电力系统的实时运行参数、历史运行参数、电力设备性能参数、电路运行状态实时地显示在计算机屏幕上，使电力调度员可以正确评估电力系统的安全状态、电力设备性能偏差、故障隐患，可以在故障发生前指挥机电维修人员及时做出处理，避免事故发生，完善的电力监控系统还可实现供用电的‘移峰填谷’。
电力监控系统是以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，对变配电系统的实时数据、开关状态进行实时检测和记录，并提供远程控制基础平台，可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，是现代化矿山变配电监控中心的核心系统，也是矿山供电中对主要变电所实现无人值守的客观要求。
电力监控系统是基于电子信息技术的进步、自动化技术和网络技术的迅速发展，使工业以太网和现场总线的自动控制网络结构得到广泛的应用。
随着煤矿企业的安全改造及现代化建设进程的不断深入和发展，建设“五优”矿井，创建数字化矿山，已在国内煤炭行业悄然展开，为保证矿井生产调度的可靠性，增设矿井电力监控系统，以实现全矿井电力调度管理的规范化、科学化运作，在当前的环境状况下，显得尤重要。
煤矿供电系统主要由地面35KV变电所、地面机房配电点、井下中央变电所、井下采区变电所、井下主排水系统、采掘工作面配电点、大巷皮带、绞车驱动配电点等组成。
由于矿井供配电系统存在点多、面广的特点，考滤到系统投资成本、新系统建成后与矿上现状的必要磨合，而且为了保证系统实施质量，决定对矿井电力监控系统实行两期规划：一期主要是对井下采区变电所、中央变电所、地面变电所及各机房的供电系统进行监控；二期主要是对综采工作面、大巷皮带机头、掘进工作面、四大运转系统的供电系统进行监控，并对一期工程实施后存在的问题进行完善和补充。
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Vol． 32 ， No． 01 炭 技 术 2013 January， Coal Technology 檭檭檭檭殐 第 32 卷第 1 期 2013 年 1 期
煤
檭殐
煤矿电气
状态、 故障信息， 方便井上调度人员对井下情况及时 了解， 做出正确判断和反应， 对井下电气设备的开关 ［3 ］ 。 ， 进行分合闸操作 以实现远程控制 煤矿井下电力系统的供电对象包括煤矿的采 1． 2 井下监控单元 煤、 运输以及排水等生产环节， 而这些生产环节的工 井下监控单元主要由可编程 控 制 器 S7 － 200 作环境比较复杂， 一旦设备发生事故， 故障排查比较 CPU 226 、 RS485 通讯模块、 以太网模块 CP243 － 1 、 困难， 停送电周期较长， 严重影响煤矿采区的工作效 、 HMI 、 、 光纤模块 人机界面 变压器 本安电源、 开关电 率。因此， 煤矿电力系统的监控非常必要， 在井下电 。 源等构成 力监控系统设计中， 无论是监控中心对井下电气设 井下监控单元是地面集控站和矿井高压开关综 备电量信号的采集， 还是监控人员对井下各电气开 ， 合保护器之间的桥梁 主要作用是实现地面集控站 关的控制、 开关整定值的修改， 这些都离不开通信技 ， 与高压开关综合保护器之间的通讯 实现保护器的 ［1 ］ 术的支持， 通信系统设计具有重要意义 。 、 ， 数据上传 地面集控站的命令下达 同时现场工作人 本课题主要研究煤矿电力监控的通信系统， 实 员也可以通过人机界面了解当前井下各个电力设 现煤矿电力监控系统的遥信、 遥测、 遥控、 遥调“四 备、 线路的运行状态， 对高、 低压开关的开、 合闸进行 遥” 功能， 完成地面监控中心对井下高压开关的分 ［4 ］ 。 现场操作 闸、 合闸、 故障复位等操作， 提高煤矿供电系统的安 1． 3 通讯系统硬件设计 ［2 ］ 全性、 可靠性、 及时性 。 通讯系统的组成根据应用场所的不同分为两大 部分： ①井下监控单元与地面集控中心之间的以太 1 系统设计 网通讯装置； ② 井下监控单元与矿用高压配电装置 1． 1 地面集控中心 之间的 RS485 转换器。整个通讯系统设计如图 1 所 地面集控中心有地面监控计算机以及光端机组 示。 成， 光端机将各个井下监控单元获得的信号传递给 1． 3． 1 以太网通讯硬件配置 在监控主机的组态软件 Intouch 上 地面监控计算机， 以太网 通 讯 硬 件 配 置 主 要 包 括： 以 太 网 模 块 显示井下各个电气设备的电压、 电流、 功率因数等电 CP243 － 1 、 光纤模块、 地面光端机及光缆。 煤矿井 气参数值， 判断其是否发生漏电、 过流、 过压、 欠压、 下监控单元中 PLC 从高压开关综合保护器中获得 短路、 断相等故障， 实时反映出井下各个开关的运行 的各个电量参数信号， 通过 CP243 － 1 的 RJ45 接口
Research for Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmmunication of Power Monitoring System in Coal Mine
（ Electrical and Power Engineering College， Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030024 ， China） Abstract： The coal mine power monitoring system can monitor the operatinal status of coal mine power system ， the system of communication is the mot important part of power monitoring system ， which can ensure the information tansmitted correctly and timely． It is designed that main controlling computer is used as communicated and controlled core，the underground monitoring stations is used as on － the － spot collecting controller，and the communication is based on Ethernet and RS485 ，this method of design realize remote data trasmission by fiber and information tansmission for equipmens． The experimental results demonstrate that the design， which could ensure realiable operation of the monitoring system ， could tansmit information stably， efficiently and correctly． Key Words： power monitoring system； free － port communication； ethernet； PLC
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收稿日期： 2012 － 01 － 17 ； 修订日期： 2012 － 11 － 06 作者简介： 王永红（ 1982 － ） ， 女， 山西运城人， 硕士研究生， 研究方向： 煤矿自动化。
檭檭檭檭殐
煤矿井下电力监控通信系统研究
王 永红 ， 靳宝全， 渠云田
（ 太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 030024 ） 摘 要： 井下电力监控系统实时监控煤矿供电设备的运行状态， 其中电力监控的通信系统确保传递信息的实时性 及准确性， 是其最重要组成部分之一 。设计了以地面主控计算机为通信的控制中心， 井下监控单元为现场采集控 制器， 并分别基于以太网和 RS485 通讯， 实现了远程数据光纤通信及设备层信息传输 。 试验与现场研究结果表明 该通信方案能够稳定、 高效、 准确地实现信息传输， 保证了系统的可靠运行 。 关键词： 电力监控系统； 自由口通讯； 以太网； PLC 中图分类号： TD64 文献标识码： A 文章编号： 1008 － 8725 （ 2013 ） 01 － 0042 － 02