基于工业以太网和现场总线的煤矿电网监控系统的应用

图2 电网监控中心及地面变电所结构图

3.1.1地面35kv变电所

将35kv保护屏上保护装置、6kv开关柜上保护装置、6kv无功自动补偿装置、0.4kv进线及0.4kv母联保护装置、gps对时系统等通过485总线接口接入1#通讯管理机，通讯管理机以以太网通信方式进35kv主控室环网交换机。

3.1.2副井绞车房配电室

将6kv开关柜上保护装置通过485总线接口接入35kv主控室2#通讯管理机，通讯管理机以以太网通信方式进35kv主控室环网交换机。

3.1.3制氮机房配电室

将0.4kv进线及0.4kv母联保护装置等通过485总线接口接入35kv主控室2#通讯管理机，通讯管理机以以太网通信方式进35kv主控室环网交换机。

3.1.4风机房配电室

将0.4kv进线及0.4kv母联保护装置等通过485总线接口接入35kv主控室2#通讯管理机，通讯管理机以以太网通信方式进35kv主控室环网交换机。

3.2井下变电所

戚家坡煤矿井下共有3个变电所，分别是中央变电所、北翼采区变电所和南采区变电所。

3.2.1中央变电所

在6kv矿用一般型开关柜上使用1台hsx5020通讯管理机，将6kv综合保护装置通过485接口组成总线型式(隔爆型接线盒)；低压0.66kv进线及母联通过485接口组成总线型式(隔爆型接线盒)，均接入通讯管理机，转换为以太网接入变电所环网分站。

3.2.2北翼采区变电所和南采区变电所

北翼采区变电所共有14台高爆的保护装置为hw3000型微机保护测控装置，并在环网分站内使用通讯管理机1台；南采区变电所共有17台高爆的保护装置为hw3000型微机保护测控装置，在环网分站内使用通讯管理机1台，均符合无人值守变电站微机保护测控单元功能要求。

6kv高爆的保护装置通过485接口组成总线型式(隔爆型接线盒)、660v低爆保护装置通过485接口组成总线型式(隔爆型接线盒)，均接入通讯管理机，转换为以太网接入变电所环网分站。

4 电网监控系统主要功能

4.1数据采集与预处理

系统通过前置机与各受控站设备通讯，完成数据采集与设备控制任务，并负责向各受控站校对时钟。系统能够实时采集遥测量(电压、电流、功率、功率因数、电度等)与遥信量(断路器刀闸位置、保护自动装置动作信号等)数据。采集的信息在这里经过预处理后存储到系统实时数据库中供其它模块使用。本系统支持多种部颁规约（如cdt、1801、101、104等），并支持前置机主备冗余与通道主备冗余。

4.2开放的数据接口系统

系统可以把采集和计算的数据提供给其它系统，可以采用标准通讯方式、sql历史数据访问方式、api接口方式。标准通讯方式可以将系统数据转发给上级调度或模拟屏等系统；sql访问方式和api接口方式可以将系统数据提供给mis系统。

4.3画面制作与运行状态监视

通过绘图软件（utgraphic）可以制作各受控站主接线图、地理图、光字牌，定义各种类型曲线、棒图、饼图，可以自行定义各种图元（变压器、接地线、断路器、隔离刀闸等），可以在图形中定义各种动态关联点（遥信量、遥测量等）。

绘制好的图形可以在系统运行时由人机界面程序显示，其中的动态点可以根据现场实际情况动态显示。

4.4控制和调节

控制命令分遥控遥调两类，遥控一般用于控制断路器的合分，遥调用于控制主变分接头位置。每次控制过程均产生一条控制记录，包括操作人、监护人、控制内容、控制结果。该记录可以通过操作事件查询来观看，操作事件可以打印到打印机。

4.5报警管理

包括两类报警信息：变电站运行事件信息（遥信变位、遥测越限），监控系统内事件信息（如网络通讯故障）。当报警事件发生时系统自动弹出报警窗口，同时伴有语音、音响报警，并可同时打印到打印机。

4.6数据处理

对于采集的数据可以进行进一步的统计、计算、旁代处理。

4.7自诊断

本系统包括一个独立的自诊断模块，该模块可以发现系统内实时运行程序的各类故障。当其发现某一模块有问题时可以自动终止该模块的运行，并重新启动该模块，恢复系统的正常运行。

4.8报表管理

报表分定时报表和召唤报表，定时报表在用户指定的时间时刻自动生成，召唤报表在用户手工召唤时生成报表。

可以定义各类日报表、月报表、季报表，这些报表都可以设置是定时打印还是召唤打印。

对于召唤报表，可以在报表生产后直接修改报表中的相应数据，修改结果可以保存到数据库中。

5 结论

戚家坡煤矿应用基于工业以太网和现场总线的煤矿电网监控系统后，该矿的井下及地面各变电所供电系统实现了远程监控，达到无人值守。实践证明，该系统不仅可以降低生产成本，而且还提高了工作效率，具有推广应用的价值。同时该系统具有通讯技术先进、功能丰富实用、性能安全可靠以及可扩展性强等优势，必将在煤矿电力系统运行监控和数据采集、统计方面发挥重要作用。

作者简介
韦耀杰(1983-) 男 硕士研究生，现就读于中国矿业大学信息与电气工程学院，研究方向为电力系统无功功率补偿。

参考文献
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