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摘要：煤礦的井下開采中，由于井下環境的復雜多變性，造成供電系統的故障難以進行及時有效的解決。針對這一問題，設計采用智能化的電力監控系統，通過分析電力監控系統的功能需求，描述了監控系統的組成及各組成部分的設計。通過電力監控系統的設計應用，可以實現對礦井供電系統的實時監控，提供智能化的管理，提高供電系統的運行高效穩定性。

關鍵詞：井下供電系統；監控系統；監控主機；監控分站；保護開關

引言

地下開采是煤炭的主要開采方式，由于煤礦開采井下作業的環境復雜、空間狹小、設備供電需求大、設備移動頻繁等，對于供電系統具有較高的穩定性要求，并且供電網絡的可擴展性等要能滿足生產的需求。為了保證煤礦供電的穩定，提高礦井的生產率，采用智能化的電力監控系統，對井下設備的供電進行在線的監控，保障井下電網的安全運行，同時調節電氣參數的配置，提高電網的供電效率，實現煤炭的高效開采[1]。

1電力監控系統的功能

井下環境的復雜性，容易產生電力故障，采用電力監控系統進行供電系統實時的監控與保護具有重要的意義。電力監控系統在功能上能夠具有良好的可拓展性，可跟隨礦井開采工作的進行及時的調整系統，兼容不同的保護裝置，具有一定的抗干擾能力。采用監控分站的方式進行設計，不同支路間互不影響，在不同的區域回路中采用監控分站，通過監控主機的形式對整個礦井供電系統進行管理[2]。系統要具有實時通信的功能，進行參數信息的傳遞，并能進行及時的通訊，保護電路運行。監控系統可以通過監控終端得到系統內各個支路的電壓、電流以及功率等參數信息，通過實時信息的分析，預判電路可能發生的故障，避免延時發生故障，造成損失。監控系統具有較高的安全可靠性，能對數據進行智能化的管理，通過歷史數據的分析對比，及時的對故障進行識別及排故，實現智能化的管理。監控系統的設計采用監控分站的形式，監控分站實現獨立的對所劃分區域內的供電系統進行監控，能夠對保護開關的信號進行比對，判斷是否存在故障發生，并發出相應的指示；監控分站能夠進行底端保護開關的信息通訊，并向監控主機進行反饋。監控分站通過按鈕、觸摸屏等方式實現人機交互，及時調整系統參數，提高供電系統的安全。

2電力監控系統的設計

2.1電力監控系統的整體設計

依據電力監控系統的功能，電力監控系統的組成包括井上部分的監控主機系統、井下的監控分站及保護開關組成。系統組成中，保護開關作為終端的檢測設備，對電網運行的參數進行檢測，并將數據上傳至監控分站中，供電系統的每個支路均需設置一個獨立的保護開關；監控分站實現井下的電路保護，并與井上的監控中心進行數據傳輸，監控分站進行數據的結構并進行信息的處理，發出相應的保護指令，對保護開關的動作進行命令，實現小范圍內的電路保護；井上的監控系統進行各監控分站數據的結構及處理，從而實現對整個礦井內的供電系統監控，并可進行各電路的控制，可對電路的歷史數據進行分析比對，從而預判故障，及時進行調整。系統采用工業總線和以太網的形式進行數據通信，其基本構成如圖1所示。

2.2監控分站的設計

監控分站作為系統獨立的監控部分，是實現智能化電力監控系統的重要部分，監控分站進行數據的接收及處理后對保護開關的工作進行控制，從而實現對電路的保護，監控分站在井下安裝于防爆外殼內，提高系統的穩定性。監控分站的設備連接如圖2所示。保護開關在電網運行的過程通過各類傳感器的作用，進行數據的采集，并將信號傳遞至監控分站，由監控分站進行信號的處理，并進行決策，保護開關接收監控分站的指令進行動作，從而實現對電路的實時保護。

2.3監控主機系統的設計

監控主機系統作為井上的監控部分，采用以太網的形式，各終端設備及監控分站采用環網的形式進行連接，實現多平臺的監控，實現系統的智能化無人管理。圖3為監控主機系統的連接圖，系統采用雙機備用的形式，當主機發生故障時，備用機自動切換為主機運行模式，保證系統的運行，系統采用環網交換機獲取監控分站的信息，并在終端設備進行實時的顯示，可以通過終端設備進行管理，也可通過系統的歷史數據進行自主的管理，實現對供電系統的智能化管理。

2.4電力監控系統的數據庫設計

監控系統采集電網的運行參數進行數據的存儲及比對，實時的數據庫系統是進行信息處理及決策的核心。數據庫能夠進行數據的采集存儲、實時數據的更新、歷史數據的查詢等功能，能夠在系統中進行數據的讀取，并對控制系統進行反饋。數據庫的設計采用SQLServer作為數據存儲的平臺，通過需求分析、概念設計及邏輯設計等階段，進行數據庫的設計實現。

3電力監控系統的應用

智能化的電力監控系統應用于煤礦的井下供電系統，能夠進行電網運行參數的實時監控，并進行相應的信息交互，監控分站進行數據分析，通過保護開關的動作實現對電網的實時保護；在電網運行中，通過主機監控系統可實時查看電網的運行情況，通過智能化管理和數據比對進行故障預判，及時采取相應的措施，避免故障的發生，提高供電系統的穩定性。在礦井生產中，通過監控系統可以實現礦井的全網監測，并可以通過交互接口進行電網參數的調整，提高電網的效率，利于煤礦的節約生產。隨著自動化技術及計算機技術的發展，對于煤礦的電力監控系統，可以采用離線仿真、智能優化等方式，實現對電網更加準確優化的控制，從而更好的為煤礦的生產服務。

參考文獻：

[1]蔡榕，周長江，楊毅，等.基于數據挖掘的電力儀表圖像智能監控系統設計[J].自動化與儀器儀表，2020(03):117-119,123.

[2]王迎春，王仲禹，孫永平，等.電纜隧道智能綜合監控系統的設計與實現[J].電子元器件與信息技術，2020,4(04):161-162.

作者：馬衛斌 單位：同煤集團煤峪口礦供電科