煤礦供電監控系統及其發展趨勢

黃國軍

摘 要

本文主要針對現有的煤礦供電監控系統，對其一般性結構以及結構上存在的差異進行了簡單的討論，對煤礦供電監控系統的功能進行了較為詳細的闡述，并從系統結構等方面對煤礦供電監控系統未來的發展趨勢進行了進一步的分析與研究，以期對煤礦供電監控技術未來的發展發揮出相應的作用，供大家參考。

【關鍵詞】煤礦 供電監控系統 發展趨勢

近年來隨著信息技術和計算機技術的不斷發展，煤礦的信息化水平與自動化水平也得到了不斷的提升。煤礦供電監控系統是煤礦綜合信息化、自動化的子系統，近年來得到了快速的發展，在煤炭行業得到了廣泛的應用。為了能夠及時的發現供電系統中存在的障礙，保證煤礦的安全生產發揮了十分重要的作用。

1 系統結構

一般的煤礦供電健康系統主要由監控設備、監控中心以及通信傳輸網絡三部分組成。其中，監控中心主要包括不間斷電源（UPS）、工業監控計算機、大屏幕顯示以及打印機等監控系統軟件和硬件設備等；通信傳輸網絡主要包括信號隔離器、井上下光纖環網交換機、接線盒以及通信電纜等；監控設備主要包括位于井下的智能終端?，F階段煤礦中使用各種供電監控系統都有自己的特點，比方說KJ336井下光纖環網主要采用的是RS485或者CAN總線方式。值得一提的是，結構上的差異是導致各種監控系統在特性與功能上存在不同的原因。

2 系統的主要功能

煤礦中的供電監控系統主要由通信管理機、高低壓防爆開關、電力監控分站等組成，通過光纖環網之后再傳輸到地面調度中心的監控中心。監控中心可以實現對變電所設備的參數整定、遠程控制，與此同時，監控中心還可以通過標準的接口方式，使數據在礦井中的自動化平臺中得到共享。

2.1 數據的實時采集與顯示功能

通過地面的主機使采集、監測等功能得到實時的實現，同時將開關設備的運行情況顯示出來，用戶想要了解實時電壓可以通過監測設備實現對各種電力參數的觀察。同時，還可以通過變電所中的開關實現對實時數據的動態分析，可以用表格、曲線等將各開關的電流、電壓等變化情況顯示出來。

2.2 遠程控制與查詢定值功能的實現

地面的監控中心還可以通過網絡實現對井上、井下設備的遠程操作，與工業電視系統相配合，將變電所的視頻圖像顯示出來，使井上、井下供電系統真正實現無人值守。此外，監控中心站還可以通過網絡傳輸平臺使高低壓開關真正實現定值整定、查詢以及打印等功能。

3 系統發展趨勢

經過不斷的發展與完善，當前的沒空供電將監控系統已經成為安全管理、精細化管理等不能缺少的監控系統。為了使礦井自動化、信息化以及數字化得到實現，煤礦供電監控系統可以從軟硬件、結構以及系統功能等方面進行發展。

3.1 系統體系結構

未來的新型礦山無線網絡將會與通信系統共同組成一個集多種技術于一身的綜合系統，該系統中不僅會涉及到編碼、物理層調制等接入技術，還對網絡提出了不同的要求，將會實現自恢復和自組織等適應功能。無線通信技術在變電所使用以后，系統的安全性得到了大大的提高，不再需要通過電纜進行連接，對通信設備的部署變得更加方便，。因為受到設備與技術的限制，井下無線通信還存在很多問題，比方說可靠性、能效協議以及網絡接入等。

因為現在很多供電監控系統中均采用變電所一級的用電設備與開關，隨著科技的不斷進步，礦井中的用電設備將逐漸被納入到供電監控系統中。此外，因為受到技術、資金、環境等因素的限制，井下很多用電設備現在并不具備局扇開關、高低壓開關等功能，因此，要想實現全面的供電設備監控，還要依靠設備廠家在未來可以推出更多的具有通信功能的智能型設備。

3.2 關鍵硬件設備

近年來，隨著ARM、DSP等技術的引入，綜合保護器的相關功能越來越完善，在測量功能和保護功能上存在較大的發展空間。因為采樣技術目前得到了高速的發展，采集的數據精度也越來越高，所以，保護功能也得到了不斷擴展和增強?，F有的漏電保護在高壓綜合保護器中有很多都利用了零序功率方向來實現其選擇性，但是因為感性電流具有一定的補償作用，所以在供電系統中零序電壓和零序電流之間的角度都會發生一定的變化，具有不確定性，選擇性也會喪失。針對這種情況，人們進行了大量的研究與分析。目前電子技術隨著科技的發展得到了飛速的發展，對單相接地故障進行記錄、采樣以及分析越來越容易實現。但是現在還沒有形成公認的、統一的原理，始終處于研究之中?，F階段井下的高壓電動機等一般都會采用通用的綜合保護器，對其進行進一步的分類，即出現專門的變壓器保護器等。

綜合保護器的測量功能目前正處于逐步提高之中，將電流等眾多參數都要求高精度、實時的上傳給監控中心為設備的節能優化運行以及智慧生產用電提供必要的依據。

目前綜合保護器的功能都是有所區別的，通信協議都是廠家自己專門設計的，但是并沒有統一的格式。在未來的發展中，綜合保護器一方面要使用自己的通信協議與通信方式，另一方面還要提供一個統一的、標準的通信協議和通信接口。針對這種情況，關于綜合保護器應該制定一種行業標準或者國家標準。

3.3 對軟件進行監控功能

近年來隨著地理信息系統和微軟技術的不斷發展，未來煤礦供電監控系統中的人機交互界面將會變得更加直觀化和人性化，用戶不再是被動接受數據的人，而是信息的加工者與挖掘者，再通過模糊推理、專家系統以及模式識別等智能方法，更好的為故障分析和安全生產提供技術支持。

4 結語

綜上所述，隨著信息技術的不斷發展，煤礦信息化和自動化水平得到了不斷的提高，煤礦供電監控系統目前已經得到了長足的發展，可以更好的為煤礦供電系統中故障的減少以及安全生產的保證提供技術支持。本文主要針對煤礦供電監控系統，對其結構差異、功能與差異等方面進行了探討，并對其發展趨勢進行了進一步的研究，對煤礦供電監控系統的發展存在一定的作用。

參考文獻

[1]吳升，王彥斌，高保衛.KJ626煤礦供電監控系統的設計和應用[J].可編程控制器與工廠自動化，2013（01）.

[2]任啟洪，申云飛，張大臣.基于嵌入式工控機的分站在煤礦供電監控系統中的應用[J].科技創業家，2013（04）.

[3]張凱，張延，吳麗.煤礦供電遠程監測監控系統設計及應用[J].煤礦機械，2012（10）.

作者單位

平頂山天安煤業三礦有限責任公司機修廠 河南省平頂山市 467000endprint

摘 要

本文主要針對現有的煤礦供電監控系統，對其一般性結構以及結構上存在的差異進行了簡單的討論，對煤礦供電監控系統的功能進行了較為詳細的闡述，并從系統結構等方面對煤礦供電監控系統未來的發展趨勢進行了進一步的分析與研究，以期對煤礦供電監控技術未來的發展發揮出相應的作用，供大家參考。

【關鍵詞】煤礦 供電監控系統 發展趨勢

近年來隨著信息技術和計算機技術的不斷發展，煤礦的信息化水平與自動化水平也得到了不斷的提升。煤礦供電監控系統是煤礦綜合信息化、自動化的子系統，近年來得到了快速的發展，在煤炭行業得到了廣泛的應用。為了能夠及時的發現供電系統中存在的障礙，保證煤礦的安全生產發揮了十分重要的作用。

1 系統結構

一般的煤礦供電健康系統主要由監控設備、監控中心以及通信傳輸網絡三部分組成。其中，監控中心主要包括不間斷電源（UPS）、工業監控計算機、大屏幕顯示以及打印機等監控系統軟件和硬件設備等；通信傳輸網絡主要包括信號隔離器、井上下光纖環網交換機、接線盒以及通信電纜等；監控設備主要包括位于井下的智能終端。現階段煤礦中使用各種供電監控系統都有自己的特點，比方說KJ336井下光纖環網主要采用的是RS485或者CAN總線方式。值得一提的是，結構上的差異是導致各種監控系統在特性與功能上存在不同的原因。

2 系統的主要功能

煤礦中的供電監控系統主要由通信管理機、高低壓防爆開關、電力監控分站等組成，通過光纖環網之后再傳輸到地面調度中心的監控中心。監控中心可以實現對變電所設備的參數整定、遠程控制，與此同時，監控中心還可以通過標準的接口方式，使數據在礦井中的自動化平臺中得到共享。

2.1 數據的實時采集與顯示功能

通過地面的主機使采集、監測等功能得到實時的實現，同時將開關設備的運行情況顯示出來，用戶想要了解實時電壓可以通過監測設備實現對各種電力參數的觀察。同時，還可以通過變電所中的開關實現對實時數據的動態分析，可以用表格、曲線等將各開關的電流、電壓等變化情況顯示出來。

2.2 遠程控制與查詢定值功能的實現

地面的監控中心還可以通過網絡實現對井上、井下設備的遠程操作，與工業電視系統相配合，將變電所的視頻圖像顯示出來，使井上、井下供電系統真正實現無人值守。此外，監控中心站還可以通過網絡傳輸平臺使高低壓開關真正實現定值整定、查詢以及打印等功能。

3 系統發展趨勢

經過不斷的發展與完善，當前的沒空供電將監控系統已經成為安全管理、精細化管理等不能缺少的監控系統。為了使礦井自動化、信息化以及數字化得到實現，煤礦供電監控系統可以從軟硬件、結構以及系統功能等方面進行發展。

3.1 系統體系結構

未來的新型礦山無線網絡將會與通信系統共同組成一個集多種技術于一身的綜合系統，該系統中不僅會涉及到編碼、物理層調制等接入技術，還對網絡提出了不同的要求，將會實現自恢復和自組織等適應功能。無線通信技術在變電所使用以后，系統的安全性得到了大大的提高，不再需要通過電纜進行連接，對通信設備的部署變得更加方便，。因為受到設備與技術的限制，井下無線通信還存在很多問題，比方說可靠性、能效協議以及網絡接入等。

因為現在很多供電監控系統中均采用變電所一級的用電設備與開關，隨著科技的不斷進步，礦井中的用電設備將逐漸被納入到供電監控系統中。此外，因為受到技術、資金、環境等因素的限制，井下很多用電設備現在并不具備局扇開關、高低壓開關等功能，因此，要想實現全面的供電設備監控，還要依靠設備廠家在未來可以推出更多的具有通信功能的智能型設備。

3.2 關鍵硬件設備

近年來，隨著ARM、DSP等技術的引入，綜合保護器的相關功能越來越完善，在測量功能和保護功能上存在較大的發展空間。因為采樣技術目前得到了高速的發展，采集的數據精度也越來越高，所以，保護功能也得到了不斷擴展和增強。現有的漏電保護在高壓綜合保護器中有很多都利用了零序功率方向來實現其選擇性，但是因為感性電流具有一定的補償作用，所以在供電系統中零序電壓和零序電流之間的角度都會發生一定的變化，具有不確定性，選擇性也會喪失。針對這種情況，人們進行了大量的研究與分析。目前電子技術隨著科技的發展得到了飛速的發展，對單相接地故障進行記錄、采樣以及分析越來越容易實現。但是現在還沒有形成公認的、統一的原理，始終處于研究之中?，F階段井下的高壓電動機等一般都會采用通用的綜合保護器，對其進行進一步的分類，即出現專門的變壓器保護器等。

綜合保護器的測量功能目前正處于逐步提高之中，將電流等眾多參數都要求高精度、實時的上傳給監控中心為設備的節能優化運行以及智慧生產用電提供必要的依據。

目前綜合保護器的功能都是有所區別的，通信協議都是廠家自己專門設計的，但是并沒有統一的格式。在未來的發展中，綜合保護器一方面要使用自己的通信協議與通信方式，另一方面還要提供一個統一的、標準的通信協議和通信接口。針對這種情況，關于綜合保護器應該制定一種行業標準或者國家標準。

3.3 對軟件進行監控功能

近年來隨著地理信息系統和微軟技術的不斷發展，未來煤礦供電監控系統中的人機交互界面將會變得更加直觀化和人性化，用戶不再是被動接受數據的人，而是信息的加工者與挖掘者，再通過模糊推理、專家系統以及模式識別等智能方法，更好的為故障分析和安全生產提供技術支持。

4 結語

綜上所述，隨著信息技術的不斷發展，煤礦信息化和自動化水平得到了不斷的提高，煤礦供電監控系統目前已經得到了長足的發展，可以更好的為煤礦供電系統中故障的減少以及安全生產的保證提供技術支持。本文主要針對煤礦供電監控系統，對其結構差異、功能與差異等方面進行了探討，并對其發展趨勢進行了進一步的研究，對煤礦供電監控系統的發展存在一定的作用。

參考文獻

[1]吳升，王彥斌，高保衛.KJ626煤礦供電監控系統的設計和應用[J].可編程控制器與工廠自動化，2013（01）.

[2]任啟洪，申云飛，張大臣.基于嵌入式工控機的分站在煤礦供電監控系統中的應用[J].科技創業家，2013（04）.

[3]張凱，張延，吳麗.煤礦供電遠程監測監控系統設計及應用[J].煤礦機械，2012（10）.

作者單位

平頂山天安煤業三礦有限責任公司機修廠 河南省平頂山市 467000endprint

摘 要

本文主要針對現有的煤礦供電監控系統，對其一般性結構以及結構上存在的差異進行了簡單的討論，對煤礦供電監控系統的功能進行了較為詳細的闡述，并從系統結構等方面對煤礦供電監控系統未來的發展趨勢進行了進一步的分析與研究，以期對煤礦供電監控技術未來的發展發揮出相應的作用，供大家參考。

【關鍵詞】煤礦 供電監控系統 發展趨勢

近年來隨著信息技術和計算機技術的不斷發展，煤礦的信息化水平與自動化水平也得到了不斷的提升。煤礦供電監控系統是煤礦綜合信息化、自動化的子系統，近年來得到了快速的發展，在煤炭行業得到了廣泛的應用。為了能夠及時的發現供電系統中存在的障礙，保證煤礦的安全生產發揮了十分重要的作用。

1 系統結構

一般的煤礦供電健康系統主要由監控設備、監控中心以及通信傳輸網絡三部分組成。其中，監控中心主要包括不間斷電源（UPS）、工業監控計算機、大屏幕顯示以及打印機等監控系統軟件和硬件設備等；通信傳輸網絡主要包括信號隔離器、井上下光纖環網交換機、接線盒以及通信電纜等；監控設備主要包括位于井下的智能終端?，F階段煤礦中使用各種供電監控系統都有自己的特點，比方說KJ336井下光纖環網主要采用的是RS485或者CAN總線方式。值得一提的是，結構上的差異是導致各種監控系統在特性與功能上存在不同的原因。

2 系統的主要功能

煤礦中的供電監控系統主要由通信管理機、高低壓防爆開關、電力監控分站等組成，通過光纖環網之后再傳輸到地面調度中心的監控中心。監控中心可以實現對變電所設備的參數整定、遠程控制，與此同時，監控中心還可以通過標準的接口方式，使數據在礦井中的自動化平臺中得到共享。

2.1 數據的實時采集與顯示功能

通過地面的主機使采集、監測等功能得到實時的實現，同時將開關設備的運行情況顯示出來，用戶想要了解實時電壓可以通過監測設備實現對各種電力參數的觀察。同時，還可以通過變電所中的開關實現對實時數據的動態分析，可以用表格、曲線等將各開關的電流、電壓等變化情況顯示出來。

2.2 遠程控制與查詢定值功能的實現

地面的監控中心還可以通過網絡實現對井上、井下設備的遠程操作，與工業電視系統相配合，將變電所的視頻圖像顯示出來，使井上、井下供電系統真正實現無人值守。此外，監控中心站還可以通過網絡傳輸平臺使高低壓開關真正實現定值整定、查詢以及打印等功能。

3 系統發展趨勢

經過不斷的發展與完善，當前的沒空供電將監控系統已經成為安全管理、精細化管理等不能缺少的監控系統。為了使礦井自動化、信息化以及數字化得到實現，煤礦供電監控系統可以從軟硬件、結構以及系統功能等方面進行發展。

3.1 系統體系結構

未來的新型礦山無線網絡將會與通信系統共同組成一個集多種技術于一身的綜合系統，該系統中不僅會涉及到編碼、物理層調制等接入技術，還對網絡提出了不同的要求，將會實現自恢復和自組織等適應功能。無線通信技術在變電所使用以后，系統的安全性得到了大大的提高，不再需要通過電纜進行連接，對通信設備的部署變得更加方便，。因為受到設備與技術的限制，井下無線通信還存在很多問題，比方說可靠性、能效協議以及網絡接入等。

因為現在很多供電監控系統中均采用變電所一級的用電設備與開關，隨著科技的不斷進步，礦井中的用電設備將逐漸被納入到供電監控系統中。此外，因為受到技術、資金、環境等因素的限制，井下很多用電設備現在并不具備局扇開關、高低壓開關等功能，因此，要想實現全面的供電設備監控，還要依靠設備廠家在未來可以推出更多的具有通信功能的智能型設備。

3.2 關鍵硬件設備

近年來，隨著ARM、DSP等技術的引入，綜合保護器的相關功能越來越完善，在測量功能和保護功能上存在較大的發展空間。因為采樣技術目前得到了高速的發展，采集的數據精度也越來越高，所以，保護功能也得到了不斷擴展和增強?，F有的漏電保護在高壓綜合保護器中有很多都利用了零序功率方向來實現其選擇性，但是因為感性電流具有一定的補償作用，所以在供電系統中零序電壓和零序電流之間的角度都會發生一定的變化，具有不確定性，選擇性也會喪失。針對這種情況，人們進行了大量的研究與分析。目前電子技術隨著科技的發展得到了飛速的發展，對單相接地故障進行記錄、采樣以及分析越來越容易實現。但是現在還沒有形成公認的、統一的原理，始終處于研究之中?，F階段井下的高壓電動機等一般都會采用通用的綜合保護器，對其進行進一步的分類，即出現專門的變壓器保護器等。

綜合保護器的測量功能目前正處于逐步提高之中，將電流等眾多參數都要求高精度、實時的上傳給監控中心為設備的節能優化運行以及智慧生產用電提供必要的依據。

目前綜合保護器的功能都是有所區別的，通信協議都是廠家自己專門設計的，但是并沒有統一的格式。在未來的發展中，綜合保護器一方面要使用自己的通信協議與通信方式，另一方面還要提供一個統一的、標準的通信協議和通信接口。針對這種情況，關于綜合保護器應該制定一種行業標準或者國家標準。

3.3 對軟件進行監控功能

近年來隨著地理信息系統和微軟技術的不斷發展，未來煤礦供電監控系統中的人機交互界面將會變得更加直觀化和人性化，用戶不再是被動接受數據的人，而是信息的加工者與挖掘者，再通過模糊推理、專家系統以及模式識別等智能方法，更好的為故障分析和安全生產提供技術支持。

4 結語

綜上所述，隨著信息技術的不斷發展，煤礦信息化和自動化水平得到了不斷的提高，煤礦供電監控系統目前已經得到了長足的發展，可以更好的為煤礦供電系統中故障的減少以及安全生產的保證提供技術支持。本文主要針對煤礦供電監控系統，對其結構差異、功能與差異等方面進行了探討，并對其發展趨勢進行了進一步的研究，對煤礦供電監控系統的發展存在一定的作用。

參考文獻

[1]吳升，王彥斌，高保衛.KJ626煤礦供電監控系統的設計和應用[J].可編程控制器與工廠自動化，2013（01）.

[2]任啟洪，申云飛，張大臣.基于嵌入式工控機的分站在煤礦供電監控系統中的應用[J].科技創業家，2013（04）.

[3]張凱，張延，吳麗.煤礦供電遠程監測監控系統設計及應用[J].煤礦機械，2012（10）.

作者單位

平頂山天安煤業三礦有限責任公司機修廠 河南省平頂山市 467000endprint