一、前言

現狀介紹：

井下供電是煤礦“六大件”之一，但是井下供電系統的安*穩定性一直是困擾煤礦安*的一項重*因素，煤礦企業本身也采取了很多方法和措施進行解決。國內外學者也對其進行了大量研究，從整個系統的安*方面，通過分析煤礦井下目前狀況下存在的安*問題，提出了諸多能提高井下可靠性的方法；分析井下供電系統跳閘的原因，提出了一種防止供電跳閘的監控系統，該系統采用“三位一體”防越系統，能有效提高整個供電系統的穩定性和可靠性；分析陽煤集團井下出現過的常見供電故障，并將其分類，針對各類型提出了相應的保護供電系統的方法和措施；針對煤礦井下高壓供電系統失壓保護，分析了其具體的原因，并針對其原因，對綜合失壓保護裝置進行了改造和升級，保證了井下供電系統的安*和可靠。通過研究，取得了大量研究成果，但是這些針對井下供電系統都是泛泛而談，沒有從根本上解決井下供電系統安*可靠性問題。

文章宗旨：

本研究基于馬蘭礦研究井下變電所電力監控系統技術，該技術是在地面綜合自動化技術的基礎上發展起來的，同時也是基于井下實際條件專門針對供電系統的一種監測監控設備。井下變電所電力監控系統技術為井下供電安*提供了保護和監控等功能，通過可靠的信號將井下情況反應到井上，從而使得井上技術人員能清晰準確的判斷井下供電情況，保證井下供電系統的供電安*。因此，2017年5月在馬蘭礦井下變電所、南一下組煤變電所、南翼變電所、南五變電所、麻家口變電所、南七變電所、南六變電所、北三下組煤變電所、北翼變電所安裝了井下電力監控分站，并取得了良好的效果，有效保證了井下供電系統安*可靠性。

二、井下變電所電力監控系統技術

2.1 參數介紹

2.1.1 額定工作電壓及整機輸入視在功率

額定工作電壓：AC127V；整機輸入視在功率：≤150VA

2.1.2 交換機或監控分站的傳輸口

與地面MIEN6208工業以太網交換機或同型號電力監控分站的傳輸口如下。

（1）傳輸口數量為2路。

（2）傳輸方式為TCP／IP以太網光信號傳輸。

（3）連接形式為SC。

（4）傳輸速率為10／100Mbps自適應。

（5）傳輸距離上限。10km（發射功率-13~3dBm，接收靈敏度-28dBm，使用MGTSV4B礦用單模光纜；光纖接點總數22個，其中熱熔接點10個，冷熔接點10個，活動連接點2個）。

2.1.3 高壓配電裝置的傳輸口

與PBG型礦用隔爆兼本安型永磁機構高壓配電裝置（內置ZBT-11高開綜合保護器）的傳輸口（本安）如下。

（1）傳輸口數量為2路（P3和P4口）。

（2）傳輸方式為主從式，半雙工，RS485。

（3）數據傳輸速率為9600bps。

（4）傳輸距離。1km（使用MHYVR電纜或MHYVP電纜，導線截面不小于1.5mm2）。

（5）監控容量上限。每個傳輸口可掛接8臺PBG型礦用隔爆兼本安型永磁機構高壓配電裝置（內置ZBT-11高開綜合保護器）。

2.1.4 真空饋電開關的傳輸口

與KJZ16型礦用隔爆兼本安型真空饋電開關的傳輸口（本安）如下。

（1）傳輸口數量為2路（P5和P6口）。

（2）傳輸方式為主從式，半雙工，RS485。

（3）數據傳輸速率為9600bps。

（4）傳輸距離。1km（使用MHYVR電纜或MHYVP電纜，導線截面不小于1.5mm2）。

（5）監控容量上限。每個傳輸口可掛接8臺KJZ16R型礦用隔爆兼本安型真空饋電開關。

2.1.5 RS485光信號傳輸口

（1）傳輸口數量為1路×2纖（P3口，可改配為RS485電傳輸）。

（2）傳輸方式為主從式，半雙工，RS485光傳輸。

（3）連接形式為單模、SC。

（4）傳輸速率為為9600bps。

（5）傳輸距離上限。

10km（發射功率-13~3dBm，接收靈敏度-28dBm，使用MGTSV4B礦用單模光纜；光纖接點總數22個，其中熱熔接點10個，冷熔接點10個，活動連接點2個）。

2.1.6報警聲強

報警聲強為不小于80dB（A）

2.1.7視頻信號輸入口。

1路視頻信號輸入。連接方式：ST。接收靈敏度：-28dBm（單模光信號，光波長1310nm）

2.1.8 后備電池參數

使用2組鎳氫電池串聯作為備用電源。電池數量為2節串聯。電網斷電后，后備電池保證設備連續工作時間不小于2h。

2.1.9顯示范圍

（1）單相電流。0~630A（過流120％，ZBT-11型保護器采集）；顯示單相電壓：0~10kV（過壓120％，ZBT-11型保護器采集）。

（2）單相電流。0~630A（過流120％）；顯示的單相電壓：0~1140V（過壓120％）。

2.1.10模擬量傳輸處理誤差

高低壓保護器的電流、電壓傳輸誤差不大于0.5％（F.S.）。馬蘭礦井下變電所、南一下組煤變電所、南翼變電所、南五變電所、麻家口變電所、南七變電所、南六變電所、北三下組煤變電所、北翼變電所安裝了井下電力監控分站。通過實踐發現，該井下變電所電力監控系統具有以下幾個功能特點：

①，具有與上位機雙向通信功能；

②，具有與高低壓保護器雙向通信及工作狀態顯示功能；

③，具有顯示高壓保護器和低壓保護器采集的電流、電壓值；

④，具有顯示高壓保護和低壓保護的分、合閘狀態；

⑤，具有預告報警和事故報警功能，報警方式為聲音報警；

⑥，電力監控分站能與專用配合使用，通過控制，可直接下發指令信息到高低壓保護器。現以上各變電所，均能在電力調度中心實現、遙調、遙信、遙測、遙視。

三、應用情況及效益分析

3.1 應用情況

該系統為實現變電所打下了基礎。節約人工每天約15人，人均一天費用按照200元，則全年節約人工費用為1095000元。同時該監控系統是一次性投資，長久性使用。

3.2社會效益

該系統經過調研，設計，現場使用和多次改進、完善，達到預期設計目標，大大地提高了供電系統的運行質量，為礦井的安*生產提供了有力的保障。

（1）實現了減員增效。實現井下變電所，每個變電所可以節約用工半數以上。

（2）可以及時發現故障。通過該系統的語音報警、視頻監視和界面顯示能夠及時發現故障點和故障類型，便于現場值班維護人員及時予以處理，減少了事故處理時間，提高了礦井供電的安*可靠性。

（3）方便電量統計和系統運行情況分心。通過調閱、打印電量和運行情況的小時、日、月等報表，對供電系統運行情況分析，為提供供電管理水平提高依據。

（4）提高安*意識，避免違章操作。應用井下電力監控系統，規范了各項電氣試驗、檢查的操作程序，并有詳細的記錄備查，提高了現場人員的安*意識，可有效避免違章操作。

（5）可實現快速故障診斷，保證控制的實時性、確定性和可靠性。

四、推廣應用前景

該系統為井下供電系統提供了各種保護監視和控制功能，并且通過可靠的井上，井下通訊，將監視與控制延伸到地面電力調度中心，使地面值班人員可以清楚的了解井下電網的供電狀況，可將井下固定值班方式轉變為少數人巡檢的方式。自從馬蘭礦各變電所安裝了井下電力監控系統后，供電更加穩定、可靠。為實現井下變電所無人值班打下基礎。同時，在煤礦井下電力自動化應用中具有非常廣闊的應用前景。

五、總結

現階段，礦井下變電所實現的理念管理系統已經有技術參考，應用場景也更加廣泛。所以這類技術也值得推廣。

審核編輯黃宇