摘要：針對(duì)目前煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)變電所供配電設(shè)備的監(jiān)控，未對(duì)變電所環(huán)境和人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)，存在無(wú)人值守安全隱患問(wèn)題，提出了煤礦無(wú)人值守變電所監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，重要分析和研究了無(wú)人值守變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)及聯(lián)動(dòng)技術(shù)要求，介紹了無(wú)人值守變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)和門(mén)禁聯(lián)動(dòng)、語(yǔ)英聯(lián)動(dòng)、環(huán)境聯(lián)動(dòng)及視屏聯(lián)動(dòng)技術(shù)的具體實(shí)施方案。無(wú)人值守變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)及聯(lián)動(dòng)技術(shù)的實(shí)施完善了煤礦無(wú)人值守變電所監(jiān)控技術(shù)，提高了煤礦供電的安全性和可靠性

關(guān)鍵詞：井下變電所；無(wú)人值守變電所；環(huán)境監(jiān)測(cè)；聯(lián)動(dòng)技術(shù)

0、引言

煤礦井下變電所是煤礦供配電系統(tǒng)的重要組成部分，它的安全可靠運(yùn)行是煤礦安全生產(chǎn)的基本保證。井下負(fù)荷種類(lèi)繁多，區(qū)域分布廣，工作場(chǎng)所地質(zhì)條件復(fù)雜，安全隱患多，故障排查、停送電周期長(zhǎng)，供電故障嚴(yán)重影響了煤礦安全生產(chǎn)。隨著數(shù)字化礦山建設(shè)進(jìn)程的逐步推進(jìn)，煤礦用戶(hù)對(duì)井下變電所“無(wú)人值守，有人巡視"的需求變得比較迫切，但目前國(guó)內(nèi)煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)主要解決供配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控問(wèn)題,而井下變電所仍然存在安全隱患，如變電所環(huán)境因素、人為因素等還未納入系統(tǒng)監(jiān)控范圍，變電所內(nèi)的安全監(jiān)控范圍尚需完善。為此，本文提出一種以層次架構(gòu)為基礎(chǔ)的煤礦井下無(wú)人值守變電所監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，以環(huán)境監(jiān)測(cè)、門(mén)禁聯(lián)動(dòng)、語(yǔ)英對(duì)講、視屏監(jiān)控等技術(shù)手段，將多種不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流統(tǒng)一到同一軟件平臺(tái)上處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)邏輯判斷和協(xié)同控制，能達(dá)到真正意義上的無(wú)人值守變電所，從而完善了現(xiàn)有的煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)功能,提高了煤礦供電的安全性與可靠性。

1、無(wú)人值守變電所監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

由于供電系統(tǒng)有嚴(yán)格的技術(shù)要求和管理規(guī)范，所以，以現(xiàn)有煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將無(wú)人值守變電所監(jiān)控系統(tǒng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、決策層4層結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

圖1無(wú)人值守變電所監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

感知層主要由智能開(kāi)關(guān)、傳感器及其終端通信網(wǎng)絡(luò)組成，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)以及開(kāi)關(guān)量信息采集，并與執(zhí)行終端智能結(jié)合，實(shí)現(xiàn)測(cè)控一體化。

網(wǎng)絡(luò)層包括物理通信網(wǎng)絡(luò)及其中間層通信設(shè)備，如監(jiān)控分站、通信管理機(jī)、聯(lián)動(dòng)接入裝置等，主要解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，可利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用層包括基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)。基礎(chǔ)層可運(yùn)行在Windows,Linux等操作系統(tǒng)上，支持Oracle,SqlSverver等數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)包括數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和歸一化等過(guò)程；服務(wù)總線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。

決策層包括數(shù)據(jù)分析、預(yù)警告警機(jī)制、控制邏輯以及預(yù)案處理等。本文主要介紹無(wú)人值守變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)、門(mén)禁聯(lián)動(dòng)、語(yǔ)英對(duì)講、視屏監(jiān)控等技術(shù)。

1. 無(wú)人值守變電所的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

煤礦井下變電所內(nèi)一些環(huán)境參數(shù)對(duì)變電所的安全運(yùn)行至關(guān)重要，包括瓦斯、溫度、煙霧等參數(shù)，人員問(wèn)題也是不容忽視的因素，因此，對(duì)變電所相關(guān)參數(shù)實(shí)施全面監(jiān)測(cè)十分必要。

2、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)

2.1 概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿(mǎn)足用戶(hù)或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視屏場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中星，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警報(bào)，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

2.2 應(yīng)用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外，其它設(shè)備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶(hù)通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)信息。

2.4 系統(tǒng)功能

2.4.1 用能月報(bào)

用能月報(bào)支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號(hào)等查詢(xún)所管理站所的用電量，查詢(xún)跨度可設(shè)置為月。

2.4.2 站點(diǎn)監(jiān)測(cè)

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

2.4.3 變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

2.4.4 運(yùn)維

運(yùn)維展示當(dāng)前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

2.4.5 配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢(xún)。

2.4.6 視屏監(jiān)控

視屏監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視屏直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視屏信息。

2.4.7 電力運(yùn)行報(bào)表

電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。

2.4.8 警報(bào)信息

對(duì)平臺(tái)所有警報(bào)信息進(jìn)行分析。

2.4.9 任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

2.4.10 用戶(hù)報(bào)告

用戶(hù)報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警報(bào)事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)缺失及處理情況。

2.4.11 APP監(jiān)測(cè)

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報(bào)查詢(xún)，設(shè)備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報(bào)告、文檔管理等。