煤矿电⼒⽆⼈值守监控系统解决⽅案
煤矿电⼒⽆⼈值守监控系统解决⽅案
⼀、概述
电⼒是煤矿⽣产的唯⼀能源，电⼒系统的安全性和运⾏状态直接影响着煤矿的⽣产和安全。煤矿井下巷道狭窄，空⽓潮湿，在此环境下使⽤的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发⽣漏电和短路事故；
采掘⾯地质情况复杂，负载变化⼤，易造成电器设备过流发热，使线路绝缘破坏，造成短路烧毁线路和电机；
采掘设备移动⼯作，供电线路在反复的拖拽中易发⽣绝缘破坏、短路等事故；
煤矿井下电缆供电距离短，常规保护选择性差；
粗略的计量造成了⽤电浪费、计量管理与数据处理效率低下；
造成井下供电线路短路事故的原因复杂多样，井下供电线路短路事故难以避免。
KJ360矿⽤电⼒监控系统（含电能计量管理）可实现整个矿井的井下供电集中监控管理系统建设。系统着
重解决煤矿供电供电⾃动化系统存在的五⼤问题：
保护可靠性差、时常有误动和拒动的现象；
井下电压波动、雷击造成的井下⾼压开关⽆压释放线圈误动引起的⼤⾯积停电问题；由于漏电保护⽅案单⼀，定值调整粗糙，⽆法精细整定，造成⾼压漏电保护经常发⽣拒动、误动；
电⽹监控功能单⼀，达不到⽆⼈值守变电所的建设要求。
电能计量功能单⼀，达不到节能减排和精细化考核的建设要求。
除此之外，我们还在产品中揉进了电⽹扰动录波分析、故障预警、故障定位分析及短信息告警、保护器软件远程维护及升级等功能；
⼆、设计原则
先进性
实⽤性
可靠性
经济性
扩展性
开放性
三、解决⽅案
（1) 按⽆⼈值守变电所设计，建设远程电⽹监控系统
在地⾯调度建⽴⼀个电⼒监控中⼼，在监控中⼼内配置专⽤的电⼒监控服务器、操作站、打印机、UPS后备电源等硬件设备，软件安装具有安标认证的KJ360矿⽤电⼒监控软件（含电能计量统计处理模块），完成整个电⼒系统的数据采集、运⾏状态监视、电量计量和考核、安全闭锁、远程集控和⾃动控制，存储、查询和统计整个系统的运⾏数据、运⾏记录、故障报警记录等信息，并实现远程监视设备运⾏情况，远程操作控制井下设备的运⾏和试验；电⽹监控软件具有⾼级DA应⽤功能，可以实现故障预警和保护、故障定位处理和分析；
在地⾯变电所矿⽤⼀般型电⼒监控分站，接⼊辖区变电所的⾼压开关、搭建电⽹监控专
⽤通讯⽹络，实现变电所通过地⾯调度中⼼和分调度中⼼进⾏遥控、遥测、遥调、遥视、遥试、电能计量等功能；达到变电所⽆⼈值班的⾃动化要求；
在井下变电所安装矿⽤隔爆兼本安型电⼒监控分站，接⼊辖区变电所的⾼低压开关，实现变电所通过地⾯调度中⼼和分调度中⼼进⾏遥控、遥测、遥调、遥视、遥试、电能计量等功能；达到变电所⽆⼈值班的⾃动化要求。
（2) 按节能减排建设要求，建设远程电⽹计量监控系统
建设电⽹监控系统的同时，可利⽤电⽹监控⽹将变电所内⾼压开关保护器内置的电度积分芯⽚统计计算所得的电能数据或者变电所内智能电能仪表的电能数据传⾄地⾯调度中⼼，由电能计量统计分析软件实现远程电能计量监控功能。
（3) 采⽤分层、分布式配置原则，实现电⽹调度中⼼建设
在煤矿地⾯建⽴电⼒监控中⼼，配置相应的服务器和⼯作站等设备，安装相应的电⼒专⽤组态软件，
（4) 项⽬实施后的效果
在地⾯调度监控中⼼显⽰和记录井下各变电所所有数据；
进⼀步提⾼井下⾼压开关保护动作的可靠性和准确性，提⾼供电可靠性；
解决电压波动造成的井下⼤⾯积停电问题；
解决现有保护器整定值漂移和抗⼲扰能⼒差引起的开关误动拒动等问题；
实现地⾯调度对井下变电所的遥测、遥控、遥信、遥调、遥视和遥脉，为实现变电所⽆⼈值班，打造数字化矿井打下基础；
实现对变电所内部第三⽅智能设备的数据进⾏实时监测、预警。
（5) 煤矿电⽹监控系统构成图
四、所选产品技术指标
（1) 远程监控部分主要功能
1) 实时测量与监视功能
测量供电系统每个回路的Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、3U0、Ia、Ic、3I0、P、Q、COSФ、绝缘电阻、有功电量、⽆功电量、频率、功率因数等遥测量数据；
所有监测点均有动态图标显⽰，明确显⽰监测点的运⾏状态，每个数字量监测点有实时数
据、实时曲线、运⾏记录、故障记录等数据显⽰。
2) 遥信功能
实时监视开关分合位置、风电⽡斯电开⼊量状态、控制输出状态、各故障报警状态等信号量。
3) 遥控功能
⾼低压开关的分合闸控制操作、保护信号复归操作、启动录波操作和挂接检修牌，提供并实现⾼低压开关的就地/远控两种操作控制⽅式。在保护器及系统主机上都可以进⾏电路的分、合闸操作，具有本地控
制和远程遥控双重功能。
4) 遥调功能
在保护器及系统主机上可就地/远程在线进⾏保护定值整定、分时时段整定、最⼤需量周期整定、结算点整定、通讯设置整定等操作。
5) 告警功能
开关变位告警、保护动作告警、电压电流越限告警；并且有⽂字弹出窗⼝和声⾳提⽰。6) 开关机构和控制电源监视功能
能够监测开关机构异常，并发出告警，能够监测控制电源完好性，并发出告警，以便及时检修，避免保护动作时开关拒动。
7) 事故推画⾯功能
当某变电所发⽣开关跳闸、保护动作等事件时，将⾃动调出事故回路所在的画⾯；
8) 事件记录存储检索功能
当开关变位、保护动作、发⽣预告信号、控制操作、修改定值时，均⽣成带时标的事件记录，存储在磁盘中；
9) 定值管理功能
可以对选定的回路进⾏定值查询、设定与打印。设定时为了定值设定的安全可靠，分定值预设和定值固化两步进⾏。在保护器及系统主机上可就地/远程在线进⾏保护定值整定、分时段整定、最⼤需量周期整定、结算点整定、通讯设置整定等操作。
10) 权限管理功能
有管理员级权限和客户权限，管理员可以分配每台⼯作站的权限，以保证系统操作的安全性；
11) 故障录波分析与打印功能
当保护动作时，可⾃动启动录波功能，也可由调度下命令启动某回路进⾏录波，主站可再现电压电流波形，分析各个时刻的幅值相位，谐波分析等，也可打印出录波曲线；
12) 控制操作功能
控制操作有三种：⾼低压开关的分合闸控制操作、保护信号复归操作和启动录波操作；开关分合操作分预分预合，控制执⾏两步操作，以确保开关操作的安全性；
因上级电源原因发⽣⼤⾯积停电时，能⾃动判断故障性质，并能将故障线路迅速切除，并具备⼀键复电功能，复电逻辑程序由使⽤⼈员进⾏具体设定。
13) 历史数据存储与检索功能
对电压、电流、功率、功率因数、电度量等存储⼩时值、⽇值、⽉值，存储的时间长短只
受磁盘容量的限制；
14) 系统及操作安全性
系统安全性：系统应采取可靠的软、硬件措施，确保监测中⼼数据安全性及监测⽹络各设备的安全性。
操作安全性：操作控制与管理应有级别授权，操作对象状态检验、显⽰和操作结果的预显⽰，操作过程数据和状态反馈、图形显⽰和过程记录，可设置操作限制条件，对违章操作⾃动报警。
权限安全性：系统具有多级密码验证，⾃动屏蔽恶意操作和⾮法操作。
跟踪记录：实时记录⽤户修改、设置、整定、远控等操作记录。
系统具备现场开关停电密码闭锁和电⼦挂牌、送电密码闭锁和电⼦挂牌、远程操控闭锁和电⼦挂牌、带电检修保护和闭锁等安全闭锁功能，真正
的硬件智能闭锁，就地远程均可设置，不需外设闭锁设施和旋钮15) 编组操作及预案运⾏功能
编组操作：通过操作控制软件，⽤户可⽅便实现分组操作，实现分区、分批远距离停送电功能。
预案运⾏：⽤户可预先编制预案，发⽣预案设定情况时，⽤户可启动预案程序，执⾏预案操作。
16) 曲线存储与检索功能
可存储电压电流功率等的⽇曲线⽉曲线，存储的时间长短只受磁盘容量的限制；
17) 报表设计与检索打印功能
软件⾃带报表设计⼯具，可进⾏各类报表的设计，现实与打印时，⾃动
将数据从数据库中取出，并填在表中。
系统的图表配有显⽰分析和统计计算⼯具，图表均可直接打印输出，曲线图形可以⽤⿏标任意放⼤缩⼩，统计数据可以以直⽅图、饼格图显⽰，⽅便对监测信息分析交流。18) 打印功能
可进⾏屏幕打印、各类曲线打印、事件记录打印、报表打印、录波打印；
19) 图形画⾯组态功能
有强⼤的电⼒组态⼯具，可制作变电运⾏所需的各类图形、曲线；
有监测点属性设置和绘画⼯具，系统图库储备丰富的图件，可根据需要更改系统界⾯的图形和布局，设置与相应监测点的数据链接。
20) web浏览功能
可提供web浏览功能，使在局域⽹中的任何计算机，经授权均能浏览各
类曲线、报表和实时图形。通过该功能，可实现煤业集团远程监视供电系统的运⾏⼯况；
21) 设备档案的管理
可在画⾯上，点击开关可调出开关的档案资料，实现开关及相关设备的台帐管理；系统的图表配有显⽰
分析和统计计算⼯具，图表均可直接打印输出，曲线图形可以⽤⿏标任意放⼤缩⼩，统计数据可以以直⽅图、饼格图显⽰，⽅便对监测信息分析交流。
22) 监测功能
监测界⾯和内容可通过局域⽹采⽤C/S⽅式传送到安装了终端监控软件的⽤户，系统可通过局域⽹和客户端软件实现⽹上数据共享，并可接不同授权授予不同界⾯和功能。
23) 系统现场设备采⽤现场总线等传输⽅式，事件数据主动上传，确保数据的实时性。
24) 规约转换和数据转发监控系统软件
可实现多种通讯规约的转换，并向调度转发数据。提供OPC Server接⼝，配合集中控制平台进⾏集成。
25) 远程维护功能
在⽤户同意和开放时，通过Internet，可以对⽤户的电⼒保护监控系统进⾏远程维护和技术⽀持，使服务更加及时到位。终⾝免费升级保护程序，能够在不停电情况下进⾏远程升级保护和分站程序。
26) ⾃诊断功能
系统能及时发现分站、⾼开综合保护器故障，并予以报警。
27) 数据密采功能
系统具备扩展能⼒，能够实现设备电⼒参数远程在线分析功能，能够⾼密度（采集周期可达0.1秒）的对设备电⽓参数进⾏远程采集，采集参数包括：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、有功功率、⽆功功率、功率因数、绝缘电阻、温度、频率、零序有功分量等数据，并⾃动绘制数据曲
线。
28) ⼀键式恢复供电功能
因上级电源原因发⽣⼤⾯积停电时，能⾃动判断故障性质，并能将故障线路迅速切除，并具备⼀键复电功能，复电逻辑程序由使⽤⼈员进⾏具体设定。
29) 兼容性及可扩展性
系统执⾏国家标准，具有开放性，⽅便与其它系统挂接，同时能与国内主流设备⽣产⼚家产品兼容。
可扩展性：系统配置灵活，安装简易⽅便，可根据⽤户需求和资⾦情况，⽅便地对系统进⾏扩容和升级，如变电所增加开关、增加数据传输分站等扩
容，可由矿⽅技术⼈员直接完成。
30) WEB发布功能
监测界⾯和内容可通过局域⽹采⽤C/S⽅式传送到安装了终端监控软件的⽤户，系统可通过局域⽹和客户端软件实现⽹上数据共享，并可接不同授权授予不同界⾯和功能。（2) 电⽹监控平台⾼级DA功能
1) 故障诊断
当井下电⽹发⽣故障时，系统根据各分闸系统采集的开关跳闸变位信息、保护动作信息、录波数据等故障信息进⾏综合判断，确定故障位置，给出故障区域。
2) 故障录波
故障情况下，井下监控控分站⾃动优先上传保护的动作事件信息，所有动作事件信息上传完毕后，依次⾃动上传单端测距故障分析报告和录波⽂件，上传完毕后提⽰⽤户可以进⾏相关的分析，如波形分析等。故障录波信息包含以下操作：
基本的波形操作、波形显⽰、波形取反、查看离散点、波形缩放、波形移动、波形剪切、分窗显⽰、谐波分析
3) 故障报告
根据故障诊断和故障录波的结果，⽣成电⽹故障分析报告，包括故障时间、故障范围、故障性质、相关
装置动作情况等。此上故障信息均会在界⾯中央弹出报警提⽰框以及进⾏语⾳朗读故障信息。⼀个故障发⽣后，⾃动推图->开关闪光->事件报警框弹出打出故障⽂字信息->语⾳播报故障信息->录波窗⼝闪烁提⽰->点击显⽰录波曲线->录波分析.
4) 保护动作⾏为分析
根据电⽹故障分析结果，⾃动判断相关装置的动作⾏为是否正确，并给出相关装置的动作⾏为分析报告。若装置的动作⾏为不正确，能够分析装置不正确动作的原因。
5) ⽹络拓扑动态着⾊
⽹络拓扑是电⽹分析软件的基础。它根据SCADA 系统采集的量进⾏⽹络分析，将有电⽓联接的母线结合为“岛”。其中⽆电源的岛称之为“死岛”。同时给出各个设备的状态信息。⽹络着⾊则是根据⽹络拓扑监视出的设备状态信息，以不同的颜⾊直观的显⽰出电⽹系统各个设备的电⽓状态（带电与不带电及其相互连接）。在本系统中，采⽤接线图直接描述拓扑关系，即所见即所得。接线图画好了，接线拓扑也就完成了。
（3) 电能计量部分主要功能
KJ360软件平台中提供⼀套专业计量管理软件，实现电量远程⾃动抄录
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