煤矿电力监控系统介绍

系统概述

        煤矿电力监控系统为煤矿用电平稳运行提供了强有力的保证，现在正逐渐成为供配电系统中不可或缺的重要组成部分。现在电力监控系统已成为矿山安全生产的系统之一。电力监控系统在煤矿中已被广泛使用，系统以、稳定、及时、安全、便捷的优点提高了电能使用效率，节约了成本。借助电力监控系统能准确判断故障发生原因和位置，为矿山的安全性和智能化发展提供了有力的支持。为更好的实现煤矿变电所的远程监控和无人值守等要求，我公司研制开发了基于煤矿安全生产为基础利用SCADA系统的矿井电力监控系统。系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高性能工业控制计算机及上位机软件监控系统，采用成熟的现场总线技术及网络通信技术，保证整个系统运行安全、稳定可靠、维护使用方便。该系统包括电力数据采集监控系统、配电自动化系统、负荷控制系统、电能量计量系统、电力调度数据网络等。

系统组成

          1．工业计算机及上位机软件：远程控制、远程数据显示、远程运行状态监控及视频监视，支持Web浏览，可与矿山自动化系统平台对接；

          2．通讯管理机：作为系统中采集终端，能够根据不同的采集规约实现与电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并将现场设备的数据上传系统平台；

          3．微机保护测控装置：集保护、测量、控制于一体，实现变电站的保护和测控；

          4．温湿度控制装置：用传感器检测柜内的温度与湿度值，并通过控制外接的风扇与加热器对温度与湿度值进行调节，可有效防止因低温、高温造成的设备故障以及受潮或结露引起的爬电、闪络事故的发生；

          5．电流互感器过电压保护器：能有效防止因电流互感器二次侧异常高压引起的事故。

系统功能

    1.电力系统的运行监控功能

系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。

    2.远程值守功能

       远程监控站设置在调度中心，配置高性能工控机及显示器、上位机软件、组态软件、千兆交换机等设备，工控机安装上位机组态软件，可实现实时显示系统的工况参数，并且系统数据采用B/S结构，可通过IE浏览器浏览数据，并能够以表格、图形等多种形式直观显示运行数据。

       智能电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。

       系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。

       系统监控上位机和PLC电控主机均支持历史故障记录、设备操作记录、设备运行记录、设备运行时间等数据报表查询功能，上位机系统支持一键导出、打印功能。系统数据至少可存储2年以上。
    6.电能管理功能

       系统提供电能监控、电能质量治理和用能安全监测，系统专业性强，自动化程度高，易使用等特点。通过合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，可查询高峰与低谷的用电记录。
    7.报表管理功能

       系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置。
    8.用户管理功能

       智能电力监控系统软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，除操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。

    9.视频监视系统功能

       通过视频摄像仪，采集现场图像信息，采用光纤通讯介质，上传到地面监控中心，可以直观方便对变电所现场运行情况进行远程监视，进一步提高了系统的可靠性、安全性。摄像仪采用光纤级联方式接入矿山的环网交换机直接上传至地面监控中心。

              （1）信息采集：摄像机采集到的图像信号实时传输到显示屏；

              （2）视频分控管理：实现同时监视多路不同的图像信号，实现远程监控、远程访问、报警联动等功能；

              （3）监视功能：通过显示屏可以监视到任何一路视频信号；

              （4）回放功能：可以实时查询和回放硬盘录像机所保存的图像；

              （5）录像功能：硬盘录像机实时和定时录像存储；

              （6）切换功能：对设定的图像按时间周期扫描自动轮巡；

              （6）预览功能：用户通过IE预览器可以直接访问IP摄像机或视频服务器；

              （7）录像文件查询功能：所有摄像机的录像文件可以依据时间、报警记录等查询。

系统主要设备

        （1）KTC169.1矿用隔爆兼本安型通信控制器:由西门子新型S7-200Smart系列PLC、数字量扩展模块、通信模块等组成。配有7寸液晶显示屏。控制器是集控制技术和通讯技术的供电监控系统的智能化产品。实现实时监测电网运行情况，实时了解高低压设备电压、电流、故障等信息，并将所采集的数据传输到地面控制中心，同时可将地面的控制信息传输到井下各个设备。控制器可用于煤矿井下含有瓦斯，粉尘等恶劣的环境中。 

            （2）KJJ18矿用本安型交换机：将可连接到交换机的设备与地面进行数据交换，实现远程控制和远程监测。地面计算机就可以对井下连接到交换机的设备进行管理，通过交换机实现网络计算机对井下相关设备获取数据信息和控制管理的工作。内置嵌入式交换机，3 路千兆光口，4 路百兆光口；3 路电口；速率满足网络传输的长期发展需要视频、语音、数据可同时接入交换机具备多种网络参数管理功能。

      （3）矿用摄像仪：

                  ●KBA127矿用隔爆型摄像仪(带光纤和网络接口)是新一代的防爆监控设备，它采用先进的H.265智能编码技术和1/3英寸的百万高清摄像仪，产品的质量和性能在国内外同类型产品中处于领先地位。一体化设计的摄像仪具有高清晰度、低照度、无火花、防水防尘、体积小、重量轻、配置灵活、传输损耗小、传输距离远、安装方便等特点，并且还具有强光抑制和彩色转黑白等功能。

                  ●KBA12H矿用本安型红外摄像仪主要用于煤矿井下视频监控，具有以太网光信号输出接口。外界景物的光线通过玻璃视窗进入镜头，聚焦在摄像头的CCD芯片上，由CCD转换为以太网光信号输出。摄像仪能在最低照度为0.05Lux下看清实物，并将采集到的实时图像转换为以太网光信号输出。摄像仪额定工作电压DC12V具有2路SC型接口，TCP/IP以太网光信号传输。

              ●KBA127（A)矿用隔爆型云台摄像仪采用变倍CCD固体摄像器件，具有以太网TCP/IP协议命令控制云台水平旋转和俯仰旋转及对镜头的光圈、焦距调整的特点，该设备具有辅助光源，照度低、清晰度高、云台可控等优点。摄像仪额定工作电压：AC127V具有1路SC型接口，TCP/IP 协议光信号传输，单模光纤。