KJ516煤礦電力監控管理系統

KJ516煤礦電力監控管理系統是北京廣大泰祥自動化技術有限公司在原KJ326A系統基礎上全新的升級版，為煤礦企業建成堅強、可靠、安全、經濟、友好的堅強智慧型電網。

基本介紹

• 中文名：KJ516煤礦電力監控管理系統
• 公司：北京廣大泰祥自動化技術有限公司
• 基礎：KJ326A系統
• 特點：實時性更強、可靠性更高

系統介紹

KJ516煤礦電力監控管理系統是北京廣大泰祥自動化技術有限公司在原KJ326A系統基礎上全新的升級版，實時性更強、可靠性更高，管理功能更豐富，全面提升煤礦企業運用信息化手段的管理操控能力、事故預防能力、快速決策能力和應急快速處理突發事件的能力、企業自身的精細化管理能力，解決煤礦供電系統和設備的安全技術難題，提高煤礦供電系統和設備的安全性和可靠性，為煤礦企業建成堅強、可靠、安全、經濟、友好的堅強智慧型電網。保障安全、高效生產。

系統主要用於煤礦供電系統和運轉設備的監測、控制、管理和安全保護等方面，實現供電系統和設備的線上參數監測、遠程操作控制、實時事故報警、數據統計分析、運行安全保護、用電計量管理等監控管理功能；提供遙測、遙信、遙調、遙控、遙視、遙播、遙訊、遙試“八遙操控”、事故報警、保護、定位和事故快速解決的手段，具有解決供電系統越級跳閘、電壓波動跳閘、漏電接地選線、突發停電事故恢復、負荷控制等電力運行難題的實用方案，並通過智慧型分析，預告事故隱患，預防突發電力事故，還具有應對礦井瓦斯超限突出等突發災害事故的電力安全預案預置程控操作功能，可用於處置重大安全事故；系統的高精度計量監測、專業圖表分析工具、錄波分析工具和智慧型專家系統，是加強供電管理、減少事故、降低損耗、節約電能、提高運行效率和管理水平的最新現代化工具，運用系統網路遠程操作控制和智慧型程控技術，實現煤礦供電系統和生產設備的全面自動化無人值守智慧型監控管理。

系統建立在1000M/100M冗餘工業乙太網環網、高速雙向GD-BUS專用電力監控現場匯流排、CAN/RS485工業現場匯流排、無線通訊構成的多層分散式煤礦寬頻工業網路平台上，配有各種電力監控套用軟體、監控、顯示、保護、控制、採集裝置等軟硬體配套監控裝置組成多種功能的監控系統，根據需要可在不同網路層接入不同通訊接口的各種監控裝置和各種設備、環境監控系統，兼容多種接口設備。同時提供標準數據接口，實現與礦井自動化信息平台無縫聯接，為信息平台提供供電數據，實現一體化的全礦井安全生產監控和自動化、信息化系統。

系統將供電系統監控、變電所環境監控及IP電話、IP廣播、視頻等多源異質數據有機融合，實現電力監控、視頻、語音、廣播聯動，建立了一套綜合性多媒體數位化電力監控管理系統，監控的內容和範圍更寬、更全面，使管理和操控人員在全面的多媒體信息化環境中身臨其境般的實現更加可靠的遠程管理和操控。

KJ516電力監控管理系統採用系統控制技術、模糊邏輯控制、神經網路控制技術、專家控制、學習控制、分層遞階智慧型控制等智慧型控制理論和技術，將監控從自動化程式控制升級到智慧型化管理控制，使電力控制和保護從單節點、單設備、單參數獨立控制擴展到系統整體相互協作的智慧型化系統控制，特別適應煤礦電力系統複雜多變的工作條件和環境，能夠解決煤礦安全、生產和控制中現存的突發停電問題，監控保護更加合理、更加全面、更加可靠、更加簡單，功能更強大，是目前唯一採用智慧型化網路保護控制的電力監控管理系統。

技術特點

系統先進性

KJ516煤礦電力監控管理系統相比於現有的電力監控系統，在先進性、可靠性、實用性、實時性、成熟性方面具有突出的技術特點。

1. 系統產品均為工業級設計，通過國家檢驗中心的性能檢驗和防爆安全檢驗，監控系統和配套產品均具有防爆檢驗證書和安標證書。
2. 通過IEC60255-22和GB/T17626、GB/T9254標準的Ⅳ級電磁兼容性試驗和GB/T7261標準的Ⅳ級濕熱、振動、衝擊、碰撞試驗，安全性和可靠性具有權威機構認證。
3. 可基於礦井工業以太環網平台，可獨立構建實時堅強智慧型網路，逐步實現煤礦堅強智慧型電網；
4. 配置具有自主智慧財產權的GDS-BUS電力監控專用多主式通訊現場工業匯流排，系統回響實時性更強，通訊可靠性更高；同時可接入不同廠家不同型號具有智慧型通訊接口的監控設備，具有更好的兼容性與開放性，對通訊協定不完善的非標RS485老設備，可通過協定轉換隔離器接入，特別適合煤礦供電設備多廠家、多型號、多規格、規約不完善的現狀。
5. 監控設備配置有多種數據接口，可直接接入視頻攝像機、通訊電話、語音廣播、監控分站、監控設備，可接入其它專業監控子系統，真正實現全礦井的監控數據、文檔、視頻、語音、通訊多網合一、同網傳輸的信息化網路平台。
6. 現場監控分站可脫離系統獨立運行監控，自主輸出監測控制命令和報警信號，能構成獨立的現場局域監控系統。現場綜合監控站具有供電系統狀態和數據曲線顯示、故障預警和報警、集控操作、遠距離操作閉鎖功能，便於井下現場值班和檢修人員查詢系統狀況和數據、事件、故障紀錄，及時發現和處理事故，同時，現場人員根據需要可以控制禁止或允許遠程操作，保證現場檢修人員的安全。
7. 主幹網到現場分站的傳輸網路有光纖和雙絞線傳輸，傳輸距離遠，網路結構靈活，布線簡單方便，一台交換機可覆蓋多個遠距離分站（變電所）的範圍，可減少主幹網環節和設備投資。
8. 具有多種遠距離操作控制模式：能夠設定應急操作編組預案，在發生瓦斯突出等事故時，能迅速按照預案自動停送指定區域的電源，發生大面積事故停電時，能一次操作快速恢復整個區域的供電；對指定的開關能通過智慧型分析選擇最佳送電線路，編組一次操作，實現快速恢復送電；
9. 強大的數據統計和系統管理功能：有運行統計、次數統計、故障統計、操作統計、分類統計報表，有考核分析設定和考核結果，有最大值、最小值、平均值、累計值等特徵值輸出，有任一時段的數據、曲線、圖表的查詢功能，是用電和節電管理強力有效的工具。
10. 具有實時線上操作管理功能，有管理員、操作員、監測員等不同級別的授權設定，有操作嚮導、操作監視、操作閉鎖等操作保護,操作簡捷、準確、快速、方便，可在計算機上回放事故發生歷史過程，便於分析事故細節，避免事故重發。
11. 有多種配套軟體：有現場組態軟體，可由用戶隨時線上設計、編輯、修改電力系統界面；有遠程服務軟體，可通過網路遠程服務，及時為用戶升級、修改、編輯系統軟體；有定值整定、錄波分析、節電分析、用電管理等專業軟體，有煤礦供電設計計算、線損計算、無功最佳化計算、電力系統最佳化分析、設備數據資料庫軟體等，幫助用戶充分發揮監控系統的管理作用，創造經濟、安全效益。
12. 有多種電壓等級和多種監控功能的監控裝置：有從127V～35KV的地面、井下、本安、隔爆等多種電壓等級和防爆類型，有監測、監測+控制、監測+控制+保護等不同功能，有外接、內置、更換等多種接入方式的監控裝置，能套用於井上下各種新老型號電氣設備的全面監控。滿足煤礦不同設備的監控需求。
13. 配有模擬量和開關量採集模組：能夠採集監測機構位置、饋電狀態、溫度、速度、壓力、流量、煤位、水位、煙霧、風速等參數，全面監控礦井生產和安全的各種參數和狀態。

保護器技術

系統配備的綜合監控保護器是最新的電力監控保護裝置，相比於其他綜合保護器具有突出特點：

1. 保護、計量、通訊和顯示採用3個獨立運行的CPU，高可靠性，24位A/D採樣，連續數位化整定，保護參數設定達到0.01，時間步長10毫秒，最小速斷保護時間20毫秒。
2. 電力監控裝置均設計有專業電力計量模組，計量精度0.5級，監測參數可達30個以上，具有多時段峰谷分時計量功能，數據本地存儲，長期掉電不丟失數據。
3. 21項保護、30多項監測數據、8種監控報警功能、3種設定調校方式，並有智慧型設定功能。
4. 具有4種漏電監測模式，能準確定位漏電線路，低壓線路具有線路絕緣值連續監測多級報警功能，全面、精確的連續監測線路的絕緣狀況，給出連續的絕緣值曲線，預報線路絕緣值，線路絕緣發生變化或接近整定值時，提前預告報警，提醒及時檢修，防止突發漏電跳閘和大面積停電。
5. 精確的過流值和時間保護、失壓延時保護功能與操作專用後備電源配合，能有效解決威脅煤礦供電安全的過流、接地、電壓波動造成的越級跳閘。
6. 有開關箱內溫度監測和關鍵元器件溫度監測，能及時預報開關溫度變化，幫助發現配電裝置器件和設施的電氣故障隱患，消除事故於萌芽之中，防止開關設備的電氣故障造成突發事故。
7. 兩路內置後備電源，保證失電時數據實時上傳，控制裝置可靠操作；顯示屏可選配專用本安後備電源，支持設備事故狀態下的就地顯示數據查詢，連續長時間供電，並有休眠節能功能。
8. 具有外接報警器、模擬量、開關量監測接口，開關量控制開出接口，可現場報警，可直接接入溫度、水位、壓力、位置等感測器。可主動上傳開關狀態變化，可直接控制附屬設備。
9. 同時生成7種（高壓）和9種（低壓）錄波曲線和數據，具有零序電壓、零序電流錄波、控制電源錄波，幫助全面分析電力參數變化細節。
10. 獨有的電子掛牌閉鎖功能，徹底避免供電自動化後傳統停電檢修掛牌帶來的安全隱患。
11. 現場配置設備具有本安型GDS-BUS多主匯流排通訊接口，能實時主動上傳事件和故障信息，可直接接入本安型監控網路，不需安全隔離裝置；有無線傳輸型通訊方式，現場設備不需通訊線路連線，便於擴展增加和現場設備布置。

主要功能

實時供電系統顯示

• 帶電狀態顯示：實時顯示供電線路、供電網路、開關和設備帶電狀態、數據。
• 實時電力數據顯示：顯示實時電壓、電流、功率、功率因數等電參數和電參數曲線。
• 運行狀態顯示：顯示供電線路的負載狀態、線路絕緣情況、超壓情況、欠壓情況、空載情況、超載情況、功率因數情況。
• 實時非電參數顯示：顯示變電所人員情況、變電所溫度、濕度、煙霧；顯示變壓器溫度、開關腔內溫度。
• 供電系統圖繪製：可由用戶自行修改或繪製供電系統圖，供電系統圖可與設備相關聯，可列印輸出。

數據採集記錄

• 實時採集監測高低壓開關、變壓器、照明綜保、電纜等電氣設備30多項電氣參數。
• 採集檢測各種模擬量和開關量參數、環境參數。
• 記錄實時監測數據表、數據曲線、故障數據、動作事件、錄波數據、特徵數據。
• 記錄視頻、音頻、通訊信息。
• 統計記錄各種操作、預警、調整、設定、故障、跳閘等事件。

遠程操作控制

• 提供完整操作流程控制，具有申請、審批、監護管理
• 具有實現遠程、就地、紅外、集中等四種操作方式
• 具有送電、停電、閉鎖、試驗等多種操作內容
• 具有應急操作，被授權人可實現緊急事故時快速操作
• 具有操作嚮導和防止誤操作閉鎖，故障閉鎖，自檢閉鎖，檢修閉鎖等安全閉鎖。
• 可實現設備聯動控制，編組操作、預置預案操作。

運行監控管理

• 模擬動畫顯示供電系統的狀態、參數、曲線、故障、事件。
• 顯示設備的狀態、參數、歷史數據和事件、技術參數和運行參數。
• 監控運行情況，快速分析定位故障線路和故障點。
• 統計記錄供電系統運行情況、操作記錄，停送電時間、分類故障情況。
• 遠程調用和智慧型分析故障錄波數據和圖形曲線。
• 重要設備特徵數據監測，提供整定計算和決策分析依據。
• 監控用電負荷，調整全礦用電。

定值管理

• 遠程調整設定供電系統額定運行參數、保護整定值、報警值。
• 遠程調整設定峰谷分時電量定值。
• 異常定值配置自動預警，定值修改報警。
• 追溯定值操作記錄，可查詢歷史定值，還原歷史定值。
• 可對定值歷史修改記錄進行查詢，查看詳細修改情況。
• 可設定網路繼電保護，防止過流越級跳閘。

故障定位報警

• 發生故障自動發出聲光和動畫報警，彈出報警信息框。
• 發生事故時準確定位故障點，給出故障類型、參數、時間等數據，減少故障排查時間，可自動閉鎖故障設備，避免試送電造成事故再次擴大。
• 自動動態顯示故障線路和設備，自動彈出故障設備界面。
• 重要故障自動通過網路傳送到指定客戶端和管理人員。
• 自動記錄故障數據，可分類查詢。

錄波分析

• 配合保護裝置再現電力系統或設備故障和異常運行時的電氣量、及電氣故障輔助分析量變化過程，並完成故障錄波數據的綜合分析。
• 可設定故障錄波、變位錄波、條件錄波、手動錄波多種形式。
• 波形圖可任意放大縮小，雙坐標指針，實時計算顯示時間、幅值、相位角、差值等曲線數據，便於曲線的比較分析。

組態工具

• 操作員經授權可自行對礦井供電系統、變電所、設備進行組態編輯。
• 用戶可設定和編輯系統節點的各項配置，可設定每個終端用戶的查看、操作、編輯許可權。

用電計量管理

• 統計顯示選定時段的用電量數據和電量變化曲線，生成各種分類報表和用電構成圖，按設定要求對用電單位和用電點進行用電考核，生成考核報表。
• 自動統計峰谷分時電量，計算分時電費，設定分時時段；可統計和查詢各時段電量構成、負載數據和用電運行情況。
• 監控統計高耗低效用電，生成考核數據表，提出節能降耗建議。
• 自動根據系統運行情況，統計節電效果。

設備監控保護

• 對變電所、通風機、水泵、絞車、壓風機、膠帶機等重要設備可構成獨立監測系統，監測各種運轉參數、狀態，設定多參數閾值報警和綜合故障自動保護，實現集中、自動、遠程等多種方式的操作控制。
• 可以電力監控系統為基礎上，擴展實現機電設備遠程監控保護。

設備信息查詢

• 具有設備資料庫，可隨時查詢被監控設備的基本技術特徵資料、各種紀錄、管理資料、保護整定值、報警設定值、監控通訊設定參數等。

設備維護管理功能

• 可建立設備檢修檔案和試驗測試檔案，記錄和共享設備檢修、試驗、測試資料，制定設備檢修、試驗、測試計畫，自動定期提醒。

綜合性多媒體監控

• 實現視頻、廣播、電話等同網數位化傳輸，多源異質數據有機的實現共享，無縫聯接聯動，實現真正意義的可視化操作。
• 具有可視化聯動控制功能，在遠程控制時能自動調出現場實時畫面，操作如臨現場。
• 具有系統同網廣播通訊功能，能進行語音廣播講話和指揮，可與現場電話聯絡，使電力監控調度實現能聽、能說、能看、能控。

變電所環境監控

• 全方位監控變電所溫度、煙霧、人員等環境信息，並對異常情況進行本地及遠程預警，完善變電所無人值守管理。
• 支持變電所無人值守門禁管理。

聯網安全監控

• 可為其它系統提供和交換監控數據，提供與安全監控系統、生產調度系統的軟體接口，授權安全監測系統聯網控制操作供電設備，實現瓦斯、通風等安全參數監測和瓦斯、風電閉鎖、超限斷電功能與供電系統控制的聯動。

系統聯網運行

• 可接入單位區域網路和internet網，網上終端通過C/S或B/S方式實現資源共享，上級系統經授權可以調用系統資料庫數據資料。

協定轉換

• 可通過協定轉換把採用國標協定、非標協定等接口的設備接入到系統中，實現無縫連線，數據共享，削除信息孤島，減少重複建設，也可以通過協定轉換把原有設備的數據進行加工處理，對原有功能進行擴充。

綜合報警平台

• 供電線路或設備出現故障、事件、非正常運行情況時可以通過報警平台自動發出報警，報警方式有客戶端提示、傳送提醒郵件、傳送提醒簡訊、LED條屏公示、聲光報警、電話提醒、廣播提醒等。

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社會效益

國內首次煤礦井下10KV實接短路保護和防越級跳閘實驗日前在中國平煤神馬集團首山一礦井下取得成功。

近些年，隨著煤礦堅強智慧型電網的的建設，不少煤礦實現了供電遠程智慧型化控制管理和變電所無人值守。2010年，中國平煤神馬集團首山一礦安裝了KJ516煤礦電力監控管理系統，井上下變電所的供電設備都由地面監控調度中心統一控制，監控員通過網路就能在控制中看到現場視頻畫面，用廣播直接指揮現場，變電所現場的溫度、濕度、煙霧數據、人員進出情況都盡在掌握之中。這套系統投入使用兩年多來，減少了事故，節省了人員，節約了電費，使首山一礦的供電管理技術處於全國領先水平。但是，首山一礦也發現，這套系統因各級開關間供電線路的抗阻差別不大，一旦一處線路故障引起開關跳閘，相鄰的各級開關極易“串聯”跳閘。為避免由此而引發井下大範圍停電事故的發生，兩年多來，首山一礦與北京廣大泰祥自動化技術公司合作，攻克這一難題。2012年12月31日，首山一礦在各項保護措施到位的前提下，利用礦井停產檢修時間，在井下變電所進行實接短路保護實驗和防止越級跳閘功能驗證。隨著一聲令下，只見，一條直通地面35KV變電站的10KV供電線路末端被牢牢連線在一起，僅僅0.06秒，短路點開關就準確可靠切除了短路線路，其餘6台上級開關安然無恙。

“實地真正造成AC相短路，試驗結果很理想，系統準確判斷了故障點，限制了事故範圍，避免了大範圍停電事故發生的可能，保障煤礦供電安全。”現場技術人員說。

1月14日，經國家科技部查新中心報告，這是國內首次煤礦井下10KV實接短路保護和防越級跳閘實驗。聞聽此訊，中國繼電保護與控制專家委員會副主任、國家電網繼電保護專家、清華大學博士生導師董新洲教授致電祝賀，稱這是解決煤礦越級跳閘大面積停電難題的重大突破，實驗的成功，對煤礦安全供電技術創新起到了促進作用。

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