系統(tǒng)概述
近年來,，隨著計算機控制技術(shù)與通信技術(shù)的突破性進(jìn)展以及煤礦安全監(jiān)控技術(shù)的成熟,，煤礦井下供電已經(jīng)開始在越來越廣的范圍內(nèi)開發(fā)應(yīng)用計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使之成為安全,、高效生產(chǎn)的有力保障,。同時，煤炭管理部門為了加強對煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管力度,，也要求所屬礦井的安全生產(chǎn)與管理能夠及時監(jiān)控,，實時了解與查詢現(xiàn)場安全監(jiān)測監(jiān)控信息。國家發(fā)改委,、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,、國家煤礦安全監(jiān)察局在2005年聯(lián)合下發(fā)了發(fā)該能源【2005】457號文件，文件中第44 條要求：對煤礦供電系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控,。以減少無計劃停電,、停風(fēng)、有效地遏制瓦斯積聚現(xiàn)象,，確保煤礦安全生產(chǎn),。
全礦井突然停電會使主要通風(fēng)機停轉(zhuǎn)，煤礦井下無風(fēng)造成瓦斯積聚,，隨便送電,，很可能引起瓦斯爆炸；停電使水泵必能及時排水,，時間長了,，可能造成淹井事故；有封閉火區(qū)的礦井,，全礦停電后,，可能出現(xiàn)CO和瓦斯外泄，造成中毒或窒息事故等,。
系統(tǒng)構(gòu)成
煤礦井下電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線模式,，主干信道是光纖以太環(huán)網(wǎng)到各變電所,，通過交換機以及PROFIBUS總線轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)將各電力分站現(xiàn)場總線接入系統(tǒng)。在變電所內(nèi)采用分布式的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),，各個開關(guān)的綜合保護(hù)器通過MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)和RS485轉(zhuǎn)PROFIBUS 網(wǎng)橋接入到電力分站,。系統(tǒng)共有四個部分組成：
- 高壓防爆開關(guān)的綜合保護(hù)，一臺高壓防爆開關(guān)裝設(shè)一臺綜合保護(hù)器,。
- 測控分站,，變電所及工作面的測控分站。
- 地面礦調(diào)度中心的監(jiān)控主站,。
- 礦領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)機電管理部門監(jiān)測監(jiān)控機,。
電力分站中需要解決的一個問題是將不帶有PROFIBUS接口的綜合保護(hù)器接入到PROFIBUS總線系統(tǒng)中。在雞西某煤礦井下電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的電力分站中,，PLC選用西門子S7300系列315-2DP,，綜合保護(hù)器選用天津天礦的產(chǎn)品。天津天礦的綜合保護(hù)器產(chǎn)品不帶有PROFIBUS通訊接口,，只有 RS485通訊接口,，因此不能直接將綜合保護(hù)器接入到西門子PLC中。應(yīng)用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)和RS485轉(zhuǎn) PROFIBUS網(wǎng)橋,，將天津天礦的綜合保護(hù)器接入到PROFIBUS總線中,，系統(tǒng)示意圖如下：
測控分站與地面監(jiān)控主站之間用光纖相連，構(gòu)成雙環(huán)自愈的光纖以太網(wǎng),，該光纖以太網(wǎng)留有多個備用的以太網(wǎng)口,，以便于作其它業(yè)務(wù)通道，變電所的視頻,、音頻系統(tǒng)等,，也可接入該以太網(wǎng)系統(tǒng)。礦調(diào)度中心的監(jiān)控主站與礦領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)機電管理部門監(jiān)測監(jiān)控機之間通過現(xiàn)有的光纖相連,。
技術(shù)特點
本項目實現(xiàn)在地面調(diào)度中心顯示和記錄各個變電所6kv部分的所有數(shù)據(jù),，實現(xiàn)對井下變電所的遙測、遙控,、遙信和遙調(diào),，從而實現(xiàn)變電所的無人值守，大幅度提高礦井供電的安全性和可靠性,，搭建煤礦安全生產(chǎn)信息自動化平臺,，以此提高煤礦的綜合信息自動化水平。系統(tǒng)特點如下：
(1) 具有較強的抗干擾能力,。當(dāng)系統(tǒng)某節(jié)點發(fā)生嚴(yán)重錯誤時,，具有自動關(guān)閉該節(jié)點輸出的功能，切斷該節(jié)點與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點及通信不受影響,。
(2) 系統(tǒng)具有分時電度記錄功能,，便于用電管理。
(3) 在地面實現(xiàn)井下供電系統(tǒng)的所有電氣量的監(jiān)測,，信號量的監(jiān)視，開關(guān)分合控制操作,，定值設(shè)定等,，可實現(xiàn)變電所的無人值班。
(4) 性能優(yōu)越的失壓保護(hù),，能夠區(qū)分電壓波動和母線失壓,，并在全站停電的情況下，失壓保護(hù)準(zhǔn)確及時跳開開關(guān),，徹底避免以往由于電壓閃動而造成的井下大面積停電的煩惱,。
(5) 保護(hù)裝置數(shù)字化，保護(hù)動作精度高,、動作快,，可靠性高，徹底免除老式保護(hù)動作值漂移,，動作靈敏度差造成的保護(hù)誤動和越級跳閘,。
(6) 精確的事件順序記錄和故障錄波功能，有助于迅速查找故障,，大大縮短變電所停電時間及恢復(fù)送電時間,，徹底避免故障后試合開關(guān)再次造成頂級跳上級開關(guān)的煩惱。