罗轩志
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：作为一个巨大的能源消耗国家，我国每年对煤炭的市场需求巨大。煤炭作为我国点力气和供暖企业的重要原材料，煤矿的开采过程存在着难以消除的风险，我国的煤炭安全问题长期困扰着相关企业和监督部门，也受到社会的广泛关注。我国电力监督系统的应用开始的较晚，八十年代初，我国才开始引进相应设备，着力于提高我国煤矿工作运作的安全系数。之后，我国研发人员也致力于研究适合我国煤矿开采基础情况的相关电力监控设备。经过不懈的努力，我国已经研制出了一系列适用于我国情况的监控系统，如将单片机作为控制器，采用工控机的井下控制单元。目前我国运用的电力监控系统种类主要有镇江中煤电子KJ101，应用较为广泛。除此以外，较常用的还有在KJ2基础上发展起来的可以生产部分传感器的常州自动化KJ95,以及在我国外资企业生产的组网结构传感器的森透里昂KJ31,该系统可以降低瞬变脉冲的干扰。除此以外，还有的长春东高KJ19等很多种类的监控系统。
关键词：电力监控系统；煤矿；应用
- 煤矿电力监控系统的主要功能介绍
我国煤矿电力监控系统主要由井上和井下两个部分组成。井上部分的系统是由系统整个的中心站点和多个局域网络结合构成。在整个系统的中心站点中，主要进行生产监控和环境监测功能。井上工作系统是将井下监控取得的数据信息收集到地面监控计算机中，有员工进行数据的分析归纳整理，然后通过地上的光端传递给井下的各个监控单位。井上的集控站与井下的电力监控系统相连接，以太网是连接得以实现的工具。帮助监控管理底下的工作情况，及电力监控设备的工作状态。煤矿电力监控的作用主要是信息收集，不断地更新系统中的数据，包括系统中模拟的量、脉冲的量以及状态量，收集系统中信号讯息。除此之外实现信息交换传递的功能，将有效的数据信息通过站点、地面或者网络结构传递到监控系统中。通过对收集到的信息的处理分析，判断整个系统中使用的状况。对存在的风险以及可能发生的安全事故进行分析，预判可能发生的意外事故，从而能有效规避。除信息收集功能以外，电力监控系统还有信息储存的功能。将大量的信息储存在硬盘中，支持后续的数据分析和查询。监控系统可以根据记录的信息进行电路分析模拟，将分析所得的数据传递到以构建的模型中从而得出关键的预警信息。设备发生故障时，可通过对硬盘中储存的数据进行分析，查找原因和寻找解决方案。大多数的电力监控系统都具有通讯功能，里面涉及部分通讯的设备将多个站点进行连接。通过设备或者网络结构，将信息传递到相应站点人工操作的电脑系统中，将实际讯息与网络互联，帮助操作人员实时掌握信息数据。监控人员施工状况和电力设备运行状态。并及时的对煤矿设备或者是监控系统进行有效调整。保障下井人员的人身安全以及施工设备的安全。煤矿电力监控系统。提供的信息及时有效，准确。为管理人员提供了有效的信息了解途径。并有效提高管理人员的管理水平。监控系统提供的管理权限。可帮助管理人员了解，查看以往的错误记录。对以往的数据进行处理分析得到报告。当紧急情况发生时，系统还可以为电力和监控两个系统本身提供备用电能，较大化的保障人员设备的安全。
- 煤矿电力监控系统的改进对策
2.1加强传感控制器的改进和研制
在电力监控系统功能运行的过程中，传感控制器起着至关重要的作用。因此传感控制器的可靠及稳定就显得尤为重要。目前我国的所普遍使用的传感器基本上满足了对生产的需要。比如对风速，电流电压的模拟量。但是仍然存在着一些不可忽视的问题。在产品的使用寿命方面，可靠性方面和稳定性方面。与外国产品相比还有所欠缺。某些的性能还不能够满足整个生产安全的需要。因此国内加大对传感器的研究与升级至关重要。
2.2要加强井下监控系统功能设计
煤矿工作人员的定位与识别。动态目标的定位。如运动中的车辆或者其他设备。实行实时监控。一旦有意外事故发生，及时的救援工作人员。在人员识别方面，要严格规定井下作业人口数量。实行严格的考勤制度和其实监控。地上管理人员实时监控地下工作状况，一旦有问题发生，保证及时救援。在井下采用高线形式监控瓦斯浓度。采用安全的生产措施来做正确的生产决策。
2.3加强对工作人员救援方面的管理
加强对煤矿井下作业人员的安全意识教育。一定要按照规定随身携带数据终端，方便地让工作人员实时掌握地下工作人员的位置和具体情况，当意外发生时可以准确定位及时救援。
2.4引入煤矿监控的新技术和先进技术
目前我国的电力监控系统，虽然满足基本的况下作业要求。但在安全系数方面，产品性能方面仍存在较大的不足，部分产品存在着易跳闸，速度定位慢，无法进行信息整合的缺点。针对以上存在的问题，我国应进行针对性的技术研发。在过去几年里，我国在该技术方面取得了一定的进步。在对SCADA系统的调度之上,进行提高改善。对于故障部分的快速定位,可以给工作人员及时准确的提示。另外，采用流闭锁方法减少或防止电压波动较大造成停电的问。XRA-600高压选择性漏电保护系统可以不收到间接弧线权圈和电弧的影响，耐过渡电阻的能力非常强，灵敏度非常高。这些技术的应用，提高了工作安全系数，在减少工作人员数量的同时，提高了事故处理能力和信息收集能力，及时的定位和发送信息。
- 安科瑞电力监控系统产品介绍与选型
3.1概述
Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站稳定、经济运行提供了坚实的保障。
3.2应用场所
办公建筑（商务办公、国家机关办公建筑等）
商业建筑（商场、金融机构建筑等）
交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）
厂矿企业建筑（石油、化工、水泥、煤炭、钢铁等）
新能源建筑（光伏发电、风能发电等）
3.3系统结构
Acrel-2000Z电力监控系统釆用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。
3.4设备选型
应用场合 | 型号 | 保护功能 |
35kV/10kV/6KV进线柜电能质里在线监测 | APView500 | 电网频率，电压、电流有效值有功功率、无功功率、视在功率及功率因数，电压偏差，频率偏差，三相电压不平衡度、三相电流不平衡度；三相电压、电流各序分量；基波电压、电流，功率、功率因数、相位等，谐波（2~50次）。包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波电压、电流含有率、有效值、功率等，谐波群，间谐波电压波动、闪变。可输入57.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微机保护装置 | AM6-* | 适用于6-35kv配电线路、主变、配电变压器、电动机、电容器、PT监测/PT并列、母联/备自投等中高压柜微机保护 |
35kV/10kV/6kV弧光保护 | ARB5-M | 主控单元，可接20路弧光信号或4个扩展单元，配置弧光保护(8组)、失灵保护(4组)、TA断线监测(4组)、11个跳闸出口 |
ARB5-E | 扩展单元，多可以插接6块扩展插件，每个扩展插件可以采集5路弧光信号 | |
ARB5-S | 弧光探头，可安装于中压开关柜的母线室、断路器室或电缆室，也可于低压柜。弧光探头的检测范围为180°，半径0.5m的扇形区域 | |
35kV/100kV/6KV高压柜智能操控节点测温 | ASD500 | 一次回路模拟图彩屏显示及开关状态指示，高压带电显示及核相，标配一路温湿度控制，加热回路故障告警，分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示，电参数测量，4-20mA变送输出，RS485通讯接口、以太网通讯接口、USB接口，IRIG-B对时 |
35KV/10kV/6kv间隔电参量测量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月值，电流、电压不平衡度，66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD显示 |
35KV/10kV/6KV高压柜除疑露温湿度控制器 | WHD面板式 | 支持测量并显示2路温度，2路湿度。 |
WHD20R | 支持测量并显示2路温度，2路湿度。 | |
变压器绕组温度检测 | ARTM-8 | 8路温度巡检，预埋PT100，RS485接口，2路继电器输出 |
0.4KV低压进出线柜接头测温 | ARTM-Pn-E | 无线则温采集可接入60个无线测温传感器;U、I、P、Q等全电参量测量;2路告警输出;1路RS485通讯 |
ATE400 | 合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，无线传输距离空旷150米 | |
0.4kV低压出线柜多功能电力仪表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限电能,2~31次谐波测量，最大需量，RS485/Modbus，LCD显示 RS485/Modbus，LCD显示 |
AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、下测里，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐皮含里分析、低压出线分相谐波及总基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3x1.5（6)有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 | |
04KV低压柜内环境温湿度 | AHE100 | 无线温湿度传感器，发射频率:5min，传输距离:200m，电池寿命≥:3年(可更换) |
ATC600 | 两种工作模式:终端、中继。ATC600-Z做中继透传ATC600-Z到ATC600-C的传输距离空旷1000m;ATC600-C可接收AHE传输的数据，1路485,2路报警出口。 | |
网关 | Anet-2E8S1 | 8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上传协议支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。 |
电力监控系统 | Acrel-2000/Z | 数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、权限管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表。 |
结束语
虽然我国的煤矿电力监控系统在近几十年来发展迅速，已经取得了很大的成就。但是不可否认，在实际的工作与运用中，仍然存在着或多或少的问题。在技术层面，与发达国家的电力监控系统仍存在着较明显的差距。煤矿监控系统关系着每一位井下工作人员的人身生命安全。关系着社会责任。因此不断地进行技术研究突破创新。完善我国电力监控系统技术中的一些不足。进一步提高可靠指数，降低煤矿工作中存在的风险，人要进行坚持不懈的努力。
