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摘要：隨著煤礦供電係統管、控一體化的發展需要，本文提出了一種基於礦井光纖網絡構成的煤礦電參數計量係統，該係統具有實現變電所各類開關、動力設備的用電高精度計量；遠程實時監測各路電參數；遠程抄表；遠程監控重點用電設備的運行狀況等功能，提高了煤炭生產用電管理自動化水平，推進了煤礦智能化進程。
關鍵詞：管、控一體化；高精度計量；遠程實時監測；遠程抄表
1 煤礦電能計量係統現狀
目前國內有許多企業致力於煤礦電能監控係統的研究和發展，目前來說大致可以分為兩類：有線傳輸方式、無線傳輸方式。
1.1井上變電所係統
井上變電所電能抄表係統由於不涉及安全防爆和線路局限問題，現對較容易實現，常見有兩種組網方式：有線傳輸和無線傳輸兩種方式。有線傳輸由於受到線纜的限製在許多場合受到製約，無線傳輸是多數係統的推薦方式。
1.2井下變電所係統
井jing下xia變bian電dian所suo係xi統tong普pu遍bian存cun在zai距ju離li分fen散san，防fang爆bao要yao求qiu高gao，通tong訊xun信xin號hao受shou局ju限xian，施shi工gong作zuo業ye困kun難nan等deng現xian狀zhuang，致zhi使shi電dian能neng監jian控kong係xi統tong的de實shi現xian方fang式shi較jiao少shao，產chan品pin單dan一yi，目mu前qian主zhu要yao有you礦kuang用yong隔ge爆bao型xing電dian度du表biao箱xiang構gou成cheng的de電dian度du計ji量liang方fang式shi。
2 傳統計量方式存在的問題
目mu前qian我wo國guo煤mei礦kuang生sheng產chan用yong電dian的de計ji量liang管guan理li手shou段duan還hai不bu夠gou健jian全quan，很hen多duo煤mei礦kuang電dian能neng計ji量liang還hai是shi采cai用yong傳chuan統tong的de機ji械xie式shi或huo電dian子zi式shi電dian能neng表biao計ji量liang，每mei天tian有you專zhuan門men人ren員yuan按an照zhao統tong一yi格ge式shi定ding時shi抄chao寫xie各ge個ge線xian路lu和he主zhu要yao變bian電dian所suo電dian能neng數shu據ju，特te別bie是shi在zai井jing下xia，電dian能neng的de統tong計ji和he分fen析xi管guan理li更geng是shi滯zhi後hou和he繁fan瑣suo。
許多煤礦目前這種粗略的計量造成很多問題。
1)不能準確計量各用戶用電情況，有效控製成本，造成浪費。
2)人工抄表需要的人員多，工作效率低。
3)數據處理、報表打印工作量大，效率低、容易出錯。
4)係統組成較為落後，設備過於分散且安裝不方便。
5)設備落後，不能滿足目前煤礦數字化、信息化建設發展需求。
3 基於礦井光纖網絡構成的煤礦電參數計量係統
目前各個煤礦內部已經具有覆蓋全礦井的工業光纖網絡。因此，借助於現有的通訊網絡，采用先進的智能電量測量技術、數據庫技術、光纖網絡通訊技術，對全礦用電設備用電量進行遠程集中監測，實現變電所各類開關、動力設備的用電高精度計量；遠程實時監測各路電參數；遠程抄表；遠程監控重點用電設備的運行狀況；自動生成各種報表，所有數據網絡共享，使管理者可以詳細直觀的掌握整個供電工區的設備用電狀況、電力負荷分布等，為用電管理提供決策參考。電量數據通過內部網絡實時發布，提高煤炭生產用電管理自動化水平，實現管、控一體化，推進煤礦智能化。圖1為係統網絡圖。
圖1為係統網絡圖
4電力計量自動抄表各部分介紹
4.1前端采集子係統
多路電參數計量箱顯示箱作為各配電點的數據集中采集設備，內部主要由嵌入式工控機、工業級開關電源、工業以太網交換機等組成。前門配有鍵盤式鼠標，windows CE7.0操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)運(yun)行(xing)平(ping)台(tai)，操(cao)作(zuo)簡(jian)便(bian)。多(duo)路(lu)電(dian)參(can)數(shu)計(ji)量(liang)箱(xiang)顯(xian)示(shi)箱(xiang)擔(dan)負(fu)著(zhe)電(dian)量(liang)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)，就(jiu)地(di)集(ji)中(zhong)顯(xian)示(shi)的(de)重(zhong)要(yao)任(ren)務(wu)，數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)接(jie)口(kou)輸(shu)出(chu)，向(xiang)地(di)麵(mian)服(fu)務(wu)器(qi)發(fa)送(song)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)。
4.2通信係統
duiyutongxinzixitonglaishuo，tajiushibashujuchuansongdaokongzhizhongxindexindao。benxitongchongfenliyongmeikuangxianyoudegongyeguangxianwangluo，duiyuguangxiantongxinlaishuo，juyoupindaikuan、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗幹擾性強等特點，無需重複敷設通訊線纜。
4.3中心處理子係統（數據服務器）
zhongxinchulizixitongzhuyaoyouzhongxinchuligongzuozhanyijixiangyingderuanjiangoucheng，shizhenggediannengjiliangzidongchaobiaoxitongdeshangceng，suoyouzhiludeyongdianxinxitongguoxindaohuijidaozheli，guanlirenyuanliyongruanjianduishujujinxinghuizonghefenxi，zuochuxiangyingdeyongdianguanlijuece。
4.4配套設施
數據采集模塊：KBDX-3模塊是專門針對煤礦供電設備特點開發的一款智能型三相電參數綜合采集模塊——可準確測量並輸出多達數十種諸如三相電壓、三相電流、用電量等電力參數，是目前電測行業功能齊全的智能采集模塊。本係統采用KBDX-2模塊作為底層的數據信號采集設備。
5 電力計量自動抄表各部分介紹
本計量係統的顯著特點：
1）采用先進的智能電量測量技術、現場總線通訊技術、光纖網絡通訊技術、數據庫技術，對礦井用電設備進行遠程集中監控，實現井下變電所各類開關、大型設備的用電高精度自動計量；遠程實時監測井下各路電參數；遠程抄表；遠程監控重點用電設備的運行狀況；自動生成各種報表，所有數據網絡共享，使管理者可以詳細直觀的掌握整個供電工區的設備用電狀況、電力負荷分布等，為用電管理提供決策參考。利用地麵現有的辦公網絡，明顯提高煤炭生產用電管理自動化水平。
2)采用工業組態軟件開發監控軟件，實現設備的遠程監測監控，可以通過圖、表、曲線等方式進行數據顯示及分析處理。軟件支持EXCEL（電子表格）數據報表輸出，利用EXCEL的強大數據報表處理功能，可快速處理每月的電量數據統計及報表輸出，免去繁瑣的下井抄表、數據手工輸入工作，顯著提高辦公效率。（並免除了人為抄表中存在的不確定因素）。
3)井下計量箱一台可替代多台（3-32台）laoshigebaoxingdiandubiaoxiang，chengbeidejianxiaoleshebeizaidongshidezhandikongjian，erqiehekuidiankaiguanzhijianbuxuyaolianjiezhuhuiludianlan，dadajieshengshebeilianjiedianlantouzidetongshijianshaoledianqishebeideshibaodianheguzhangdian。shilaoshigebaoxingdiandubiaoxiangdegengxinhuandaichanpin。
4)采用自主研發的智能型電參數數據采集模塊替代傳統的電度表，大大提高了采集精度（為0.2級）。
5） 井下計量箱采用10.4英寸真彩寬屏工控機為設備提供信息查詢和參數設置，配有獨特的鼠標鍵盤，windows CE操作係統作為運行平台，實現人機對話。
6）可實時測量各支路的累計電量、三相電流、電壓的真有效值、功率、功率因數和峰值電流。
6 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案
6.1概述
用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體係，全麵推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理係統、需求側管理等課題。
安科瑞Acrel-3000WEB電dian能neng管guan理li解jie決jue方fang案an通tong過guo對dui用yong戶hu端duan用yong電dian情qing況kuang進jin行xing細xi分fen和he統tong計ji，以yi直zhi觀guan的de數shu據ju和he圖tu表biao向xiang管guan理li人ren員yuan或huo決jue策ce層ceng展zhan示shi各ge分fen項xiang用yong電dian的de使shi用yong消xiao耗hao情qing況kuang，便bian於yu找zhao出chu高gao耗hao能neng點dian或huo不bu合he理li的de耗hao能neng習xi慣guan，有you效xiao節jie約yue電dian能neng，為wei用yong戶hu進jin一yi步bu節jie能neng改gai造zao或huo設she備bei升sheng級ji提ti供gong準zhun確que的de數shu據ju支zhi撐cheng。
6.2應用場所
（1）辦公建築（商務辦公、大型公共建築等）；
（2）商業建築（商場、金融機構建築等）；
（3）旅遊建築（賓館飯店、娛樂場所等）；
（4）科教文衛建築（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建築等）；
（5）通信建築（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；
（6）交通運輸建築（機場、車站、碼頭建築等）。
6.3係統結構
6.4係統功能
6.4.1
實時監測係統人機界麵友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態，以及有關故障、告警等信號。
6.4.2電能統計報表
係xi統tong以yi豐feng富fu的de報bao表biao支zhi撐cheng計ji量liang體ti係xi的de完wan整zheng性xing。係xi統tong具ju備bei定ding時shi抄chao表biao彙hui總zong統tong計ji功gong能neng，用yong戶hu可ke以yi自zi由you查zha詢xun自zi係xi統tong正zheng常chang運yun行xing以yi來lai任ren意yi時shi間jian段duan內nei各ge配pei電dian節jie點dian的de用yong電dian情qing況kuang，即ji該gai節jie點dian進jin線xian用yong電dian量liang與yu各ge分fen支zhi回hui路lu消xiao耗hao電dian量liang的de統tong計ji分fen析xi報bao表biao。該gai功gong能neng使shi得de用yong電dian可ke視shi透tou明ming，並bing在zai用yong電dian誤wu差cha偏pian大da時shi可ke分fen析xi追zhui溯su，維wei護hu計ji量liang體ti係xi的de正zheng確que性xing。
6.4.3詳細電參量查詢
在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變為手形，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能，並可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。
6.4.4運行報表
係統具有實時電力參數和曆史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界麵中能夠自定義需要查詢的參數、指定時間或選擇查詢更新的記錄數據等，並通過報表方式顯示出來。用戶可以根據需要定製運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。
6.4.5變壓器運行監視
係統對配電係統總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態進行在線實時監視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。
6.4.6實時報警
係統具有實時報警功能，係統能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件進行實時監測，並根據事件等級發出告警。係統報警時自動彈出實時報警窗口，並發出聲音或語音提醒。
6.4.7曆史事件查詢
係統能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析。
6.4.8電能質量監測
係統可以對整個配電係統範圍內的電能質量進行持續性的監測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監測功能的電力儀表，不需要可刪除。
6.4.9遙控操作
係統支持對斷路器、隔離開關、接地刀等進行分、合遙控操作。係統具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，對於每次遙控操作，係統自動生成操作記錄，記錄內容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現該功能需要斷路器本身具有電操機構及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持。
6.4.10用戶權限管理
係統為保障係統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
6.4.11通訊狀態圖
係統支持實時監視接入係統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個係統網絡結構；可(ke)在(zai)線(xian)診(zhen)斷(duan)設(she)備(bei)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)，發(fa)生(sheng)網(wang)絡(luo)異(yi)常(chang)時(shi)能(neng)自(zi)動(dong)在(zai)界(jie)麵(mian)上(shang)顯(xian)示(shi)故(gu)障(zhang)設(she)備(bei)或(huo)元(yuan)件(jian)及(ji)其(qi)故(gu)障(zhang)部(bu)位(wei)。從(cong)而(er)方(fang)便(bian)運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)實(shi)時(shi)掌(zhang)握(wo)現(xian)場(chang)各(ge)設(she)備(bei)的(de)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)，及(ji)時(shi)維(wei)護(hu)出(chu)現(xian)異(yi)常(chang)的(de)設(she)備(bei)，保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)。
6.4.12視頻監控
視頻監控展示了當前實時畫麵（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。
6.4.13用戶報告
用戶報告頁麵主要用於對選定的變配電站自動彙總一個月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析。
6.4.14 APP支持
電力運維手機支持“監控係統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”和“缺陷記錄”五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。
6.5係統硬件配置清單
7結語
jiyukuangjingguangxianwangluogouchengdediannengjiliangguanlixitong，nenggoudadatigaogongzuoxiaolv，mianqulefansuodexiajingchaobiaogongzuo，qiejiliangzhunquekekao，xianzhutigaoqiyejingjixiaoyi。shishicaijidegexiangdiancanshuxinxi，duishujujinxingjizhongcunchuhetongyifenxi，duiyuqiyejiaqiangxuqiuceguanli、優化用能改造也十分有益。
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