益民煤矿电力监控系统建设技术方案

益民煤矿

电力监控系统建设

技术方案

建设单位：内蒙古友恒煤炭有限责任公司益民煤矿

设计时间：2021年6月

目录

1、设计标准与原则................................................................-3-

1.1技术标准....................................................................-3-

1.2设计原则....................................................................-3-

2、系统现状及建设内容............................................................-4-

2.1系统现状....................................................................-4-

2.2建设目标及内容.............................................................-4-

3、系统总体架构..................................................................-5-

3.1系统介绍....................................................................-5-

3.2电力监控系统中心站配置....................................................-6-

3.3变电所配置.................................................................-6-

4、系统功能特点..................................................................-7-

4.1“四遥”功能................................................................-7-

4.2画面显示及人机交互.........................................................-7-

4.3运行报警....................................................................-8-

4.4故障记录及分析..............................................................-8-

4.5数据统计及计算..............................................................-8-

4.6查询功能....................................................................-8-

4.7管理功能....................................................................-9-

4.8报表的制作、显示和打印....................................................-9-

5、主要设备介绍..................................................................-9-

5.1矿用隔爆兼本质安全型电力监控站............................................-9-

5.2矿用一般型电力监控站......................................................-10-

6、服务保证措施.................................................................-10-

6.1技术支持..................................................................-11-

6.2技术培训..................................................................-12-

6.3售后服务..................................................................-12-

1、设计标准与原则

1.1技术标准

GB3836.1-2010爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求

GB3836.2-2010爆炸性气体环境用电气设备第2部分隔爆型“d”

GB3836.4-2010爆炸性气体环境用电气设备第4部分本质安全型“i”

MT/T1114-2011煤矿电力监控系统技术条件

MT209-90煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求

MT210-90煤矿通信、检测、控制住电工电子产品基本试验方法

MT/T772-1998煤矿监控系统主要性能测试方法

MT/T899-2000煤矿用信息传输装置

MT871-2011矿用防爆低压交流真空馈电开关

JB/T8739-2015矿用隔爆型高压配电装置

煤矿安全规程-2016

1.2设计原则

1）先进性

充分利用计算机网络技术和先进的通信、控制方式，建立一套技术先进、功能

完整、管理简便的煤矿井下电力监控系统。该系统具有多种通讯接口，充分考虑系

统的扩展和兼容。

2）实用性

满足用户的业务需求，具有监控信息收集、处理、查询、统计、分析等功能,

实现煤矿供电系统的远程监控和井下变电所的无人值守。系统既可以独立运行也可

以采用0PC方式与全矿井自动化监控系统连接。

3）可靠性

在硬件设计、选型，软件环境和应用系统的建设中充分体现系统在特殊环境下

使用的可靠性。

4）经济性

在考虑供货商的资信度和维修服务能力的基础上，设备的选型与配置遵循性能

负责人沟通确认，上述两个变电所高压开关和低压开关的智能综合保护装置局部未

具备标准的RS485通信接口，无法实现接入条件，对不满足接入条件的高低压开关

进行改造或更换，从而满足电力监控系统接入条件

在地面10KV变电站配置1台矿用一般型电力监控分站，在井下中央变电所配

置1台矿用隔爆兼本质安全型电力监控分站，将两个变电所高压开关和低压开关通

过标准的RS485通信接口与电力监控分站通信，再通过矿方各个变电所就近现有的

环网把采集的数据上传到监控后台，完善煤矿供电监控系统，实现远程操作监控、

无人值守。

本方案按照各个变电所高压/低压开关综合架护装置的种类（通信协议）不超

过四种进行配置，如某个变电所超过四种需对应增加一台电力监控分站。

本方案按照各个变电所高压/低压开关综合保护装置具备RS485通信接口并能

提供通信协议配置，矿方协助免费索要通信协议并提供一台样机供前期通信测试。

如现场条件不满足接入需求，需矿方自行协商解决。

3、系统总体架构

3.1系统介绍

电力监控系统由监控中心站、变电所监控站、综合保护单元等组成，采用三层

结构，第一层为信息管理层，第二层为传输信道及电力监控站，第三层为智能隔爆

高压开关和低压馈电开关类设备。

系统后台可以用网络方式将数据传输到全矿井综合信息平台，实现数据共享和

网络发布，使全网所有计算机都可以经授权通过IE进行浏览。

系统具有很强的扩展能力，在监控范围扩大时，只需增加相应的监控站，接入

环网，并修改相应软件（增加部分的监控组件）即可。

系统整体架构示意图（非实际效果图）：

矿井综合自动化平台■

三

监控主机

点

砂局域网

弃下

电力监控站

并行接入K他

9-9smwr—

任差开关

中央变电所一采区变电所二采区变电所

井下中央变电所设备连接示意图:

KJF99D000D

KBA4BD0U00

0000

3.2电力监控系统中心站配置

电力监控系统中心站配置二台电力监控计算机。一台主机，一台备机，两台中

心站进行双机热备份，保证系统运行安全、可靠。

主机正常工作时，监控主机和备用机之间能进行数据交换，若监控主机工作异

常时，备用机立即执行主机功能向各个变电所发送读取数据指令，并提示用户。

3.3变电所配置

在地面10KV变电站和井下中央变电所分别设置1台电力监控分站，每台监控

站最多可接32台高、低压防爆开关。高、低压开关的综保通信信号接入电力监控

站的RS485接口。电力监控站具有红外人机对话接口，完成数据或图形显示、设备

配置及就地集中控制功能,通过主传输线路将井下数据上传到地面电力监控系统主

机，根据系统主机下达的控制命令完成电力监控系统的远程操作。

4、系统功能特点

4.1“四遥”功能

遥测功能：实时监测井下供电系统的电流、电压、有功功率、无功功率、频率、

功率因数、零序电压利绝缘监视电阻等电力参数。

遥信功能：实时反映井下开关的分、合闸状态，保护装置动作信号、事件顺序

记录（SOE）等。

遥控功能：在监控中心对井下开关的分闸、合闸操作。控制过程包括以下几个

步骤：遥控操作人员的身份及权限检查、选择控制对象、遥控预发、遥控执行或撤

消，记录操作过程。

遥调功能：在监控中心对井下开关的保护器进行保护定值召唤、整定修改等。

保护器的定值连续可调，便于上下级开关的定值整定。调节过程包括以下几个步骤:

选择调节对象、修改遥调值、发送遥调值、终端校核、终端返送校核结果、确认执

行或撤消，记录打印操作过程。

4.2画面显示及人机交互

系统可以制作的画面包括系统主接线图、变电所的接线图、画面索引图、表格

图等，用以完成对井下电网及开关设备本身的监视和控制。

图形工具可以编辑任意大小尺幅的画面；可对画面进行缩放（变焦）、滚动（漫

游）等操作；提供图元操作和引用功能。

在画面上可以完成的交互操作主要包括：

（1）挂牌操作。根据设备正常检修及故障处理具体情况，给设备挂上或撤消

工作牌和接地牌。

（2）开关操作。从画面表示保护单元的图形上可直接引出对保护设备查询、

控制、调整和复归等操作。

4.3运行报警

在电力监控系统运行过程中，在系统使用者预先定义的情况下，如果系统中发

生了某些变化，则会立即提示出来，告知调度值班人员。

（1）能动态的显示故障报警，工作人员可随时掌握电网运行状态，发生越限、

故障时，系统能发出声音报警，同时在报警信息窗口显示其报警类型、报警状态、

报警时间等，并可通过选配蛆件实现语音报警；

（2）提示信息的类别包括事故、遥信变位、遥测越限、保护动作、遥控操作、

系统运行等等。

（4）不同类别的信息具有不同的告警优先权，在系统中同时有多个信息需要

提示时，优先提示优先级别较高者。

（5）对不同类别的信息可以设定不同的告警方式，如闪光、变色、鸣叫、语

音、打印、推画面等,多种告警方式可结合使序。

（6）分类保存告警信息，且保存时间没有限制，用户可随时检索保存的这些

信息。

4.4故障记录及分析

故障信息上传功能：供电系统故障发生后，监控系统能上传保存于保护器的故

障信息（故障发生时间、故障原因、故障时的故障值），也能对保护器上传的故障

信息整理记录，便于技术人员和值班人员及时了解供电系统故障时的运行状况。

4.5数据统计及计算

根据计算公式（可以由用户自定义）完成以下计算：

（1）测量值在任意一段时间内最大、最小、平均值的统计，并记录最大、最

小值出现的时间。

（2）电网有功、无功功率的电度、电网有功及无功电能量总加计算。

4.6查询功能

（1）故障报警记录查询：可分时段对监控设备进行故障记录查询，用表格形

式列出需查询时间段的所有报警记录，包括报警设备、报警参数、报警时间、报警

类型、报警内容及值班员等；

（2）可对各个监控开关的历史数据按时段进行查询，用曲线表示，如电压曲

线、电流曲线等;

4.7管理功能

(1)系统管理功能：提供修改密码、修改用户权限、登陆系统及锁定系统菜

单，管理者通过该功能设置用户使用权限，实现安全管理；

(2)提供开放的数据接口，可以根据用户要求提供OPC接口；

(3)数据库管理：采用实时数据库技术，满足系统数据的实时读取与访问。

4.8报表的制作、显示和打印

(1)可召唤打印特定时间段的报表。

(2)使用报表工具提供的丰富功能完成所需日报和月报的制作。

(3)表中具有统计和计算功能，便于在修改报表数据后自动更新统计、计算

结果。

5、主要设备介绍

5.1矿用隔爆兼本质安全型电力监控站

矿用隔爆兼本质安全型电力监控站集计算机技术、视频技术、网络技术于一

体，以井下变电所无人职守为目标，而设计的隔爆兼本安型电力监控站，适用于井

下有瓦斯、煤尘爆炸性危险的场所应用。

电力监控站以嵌入式工控机为核心部件，基于WINCE操作系统，有超强的数据

采集处理和丰富的图形操作，具有极高的可靠性和稳定性。

主站具有多种接口方式，以太网光口、以太网本安电口、本安RS485接口，电

力监控站作为井下电力监测监控系统中的数据交换、设备控制和数据显示等过程的

关键设备，具有数据处理、远程控制、图像显示及网络远程通讯等功能，是井下电

力监测监控系统中的重要设备。

主要技术指标：

(1)供电电源AC127/660V,功耗W150N,具有配后备电源，可在电力线

路停电后，提供不低于4小时的供电，保证电力监控站断电后的可靠运行,

(2)通信接口4个RS485口，多路以太网电缆口和多路以太网光纤口

①RS485口可与地面计算机或监测单元通信

传输速率1200\2400\4800\9600bps

传输距离不小于10km(1200bps)

②以太网电缆口用于接入其他IP设备

③100M光纤口用于接入光纤网络

(3)显示屏①7,TFT,真彩

②画面实时调用响应时间W3s

(4)监测容量不小于32路监测单元

(5)操作方式按键操作

5.2矿用一般型电力监控站

矿用一般型电力监控站，适用于井下无瓦斯、煤尘爆炸性危险的场所，作为井

下电力监测监控系统中的数据交换、设备控制和视频上传等过程的关键设备。它具

有数据处理、远程控制、图像显示、视频网络传输及网络远程通讯等功能，是井下

电力监测监控系统中的重要设备。

主要技术指标：

1)供电电源AC127/220V,功耗W200W

2)外形尺寸及重量外形尺寸(IXbXh)mm:700X600X1600,重量75kg

3)通信接口2个RS485口，2个以太网电缆口，1个100M光接口

①RS485□可与地面计算机或监测单元通信

传输速率1200\2400\4800\9600bps

传输距离不小于10km(1200bps)

②以太网电缆口用于接入以太网电信号

③100M光纤口用于接入光纤网络

4)显示屏

①7'TFT,真彩

②画面实时调用响应时间W3s

5)监测容量不小于32路监测单元

6、服务保证措施

本着对用户负责的态度，本公司奉行用户至上的原则，承诺给用户提供及时、

高效、可靠的技术支持及售后服务。

依据与甲方签定的合同，在系统安装调试交接后一年之内，乙方向甲方提供免

费技术支持及售后服务。

6.1技术支持

公司的维护人员均经过良好的系统技术培训，并有丰富的现场维护经验，主要

包拈故障诊断、排除、疑问解答、侦量记录、软件版本升级或有新的功能扩充等。

乙方向甲方提供的技术服务，保修期满后，乙方只收取成本费并为甲方提供长期服

务。

1）电话支持

乙方向用户提供400客户服务热线24小时电话咨询、技术支持服务。服务内

容如下：

技术咨询服务

对用户方在产品使用过程中所遇到的疑难何题、非故障类操作问题提供技术咨

询服务；

远程诊断服务

乙方将对用户方因产品本身原因引起的技术故障在电话中进行相关诊断，并在

电话支持可解决故障的前提下，协助与指导用户方技术人员进行故障排除，

2）现场支持

用户方设备维护服务过程中，当出现电话诊断无法解决的技术故障时，应对故

障现象进行详细调直和记录，以书面形式提供故障的详细情况、服务请求时间、联

系人和联系电话等。乙方接到