摘要：隨著煤礦供電系統(tǒng)管控一體化的發(fā)展，提出了基于礦井光纖網(wǎng)絡(luò)的煤礦電參數(shù)計量系統(tǒng)，實現(xiàn)各種開關(guān)和電力設(shè)備的高精度計量；遠(yuǎn)程實時監(jiān)控各種電參數(shù)；遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，提高煤炭生產(chǎn)電力管理的自動化水平，促進(jìn)煤礦的智能化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：管控一體化；高精度計量；遠(yuǎn)程實時監(jiān)控；遠(yuǎn)程抄表；

一煤礦電能計量系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)許多企業(yè)致力于煤礦電能監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)。目前大致可分為有線傳輸和無線傳輸兩類。

1井上變電所系統(tǒng)

井上變電站電能抄表系統(tǒng)由于不涉及安全防爆和線路局限性，現(xiàn)在相對容易實現(xiàn)。組網(wǎng)方式有兩種：有線傳輸和無線傳輸。由于電纜的限制，有線傳輸在許多場合都受到限制，無線傳輸是大多數(shù)系統(tǒng)的推薦方式。

2井下變電所系統(tǒng)

地下變電站系統(tǒng)普遍存在距離分散、防爆要求高、通信信號有限、施工困難等現(xiàn)狀，導(dǎo)致實現(xiàn)電能監(jiān)控系統(tǒng)的方式較少，產(chǎn)品單一。目前主要有礦用防爆電表箱組成的電度計量方法。

二傳統(tǒng)計量方法存在的問題

目前，我國煤礦生產(chǎn)用電的計量管理手段還不夠完善。許多煤礦仍采用傳統(tǒng)的機(jī)械或電子電能表進(jìn)行電能計量。每天都有專人按照統(tǒng)一格式定期抄寫各種線路和主變電站的電能數(shù)據(jù)，特別是在地下，電能的統(tǒng)計分析管理滯后繁瑣。

目前，許多煤礦的粗略測量造成了許多問題。

1不能準(zhǔn)確測量各用戶的用電情況，有效控制成本，造成浪費(fèi)。

2人工抄表需要的人多，工作效率低。

3數(shù)據(jù)處理、報表打印工作量大，效率低，容易出錯。

4系統(tǒng)組成相對落后，設(shè)備過于分散，安裝不方便。

5設(shè)備落后，不能滿足當(dāng)前煤礦數(shù)字化、信息化建設(shè)發(fā)展的需要。

三煤礦電參數(shù)計量系統(tǒng)由礦井光纖網(wǎng)絡(luò)組成

目前，每個煤礦都有一個覆蓋整個礦井的工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)。因此，借助現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)，采用先進(jìn)的智能電源測量技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對全礦用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，實現(xiàn)各種開關(guān)和電源設(shè)備的高精度計量；各種電源參數(shù)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控；遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；自動生成各種報告，共享所有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，使管理者能夠詳細(xì)直觀地掌握整個供電區(qū)域的設(shè)備用電狀況和電力負(fù)荷分布，為電力管理提供決策參考。電力數(shù)據(jù)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)布，提高煤炭生產(chǎn)用電管理的自動化水平，實現(xiàn)管控一體化，促進(jìn)煤礦智能化。圖1為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖。

圖1為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

四電力計量自動抄表各部分介紹

1前端采集子系統(tǒng)

多路電參數(shù)計量箱顯示箱作為各配電點的數(shù)據(jù)集中采集設(shè)備，主要由嵌入式工業(yè)控制器、工業(yè)開關(guān)電源、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)等組成。前門配有鍵盤鼠標(biāo)和windowsCE7.0操作系統(tǒng)作為操作平臺，操作簡單。多路電參數(shù)計量箱顯示箱負(fù)責(zé)電源數(shù)據(jù)采集和本地集中顯示的重要任務(wù)。數(shù)據(jù)信號通過以太網(wǎng)接口輸出發(fā)送到地面服務(wù)器。

2通信系統(tǒng)

對于通信子系統(tǒng)，它是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行牡耐ǖ馈Ｔ撓到y(tǒng)充分利用煤礦現(xiàn)有的工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)。對于光纖通信，具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離長、抗干擾性強(qiáng)等特點，無需重復(fù)敷設(shè)通信電纜。

4中心處理子系統(tǒng)(數(shù)據(jù)服務(wù)器)

中心處理子系統(tǒng)主要由中心處理工作站和相應(yīng)的軟件組成，是整個電能計量自動抄表系統(tǒng)的上層。所有支路的電力信息都通過信道收集到這里。管理人員利用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析，并做出相應(yīng)的電力管理決策。

4配套設(shè)施

數(shù)據(jù)采集模塊：KBDX-3模塊是專門針對煤礦供電設(shè)備特點開發(fā)的智能三相電參數(shù)綜合采集模塊，可準(zhǔn)確測量輸出三相電壓、三相電流、功耗等數(shù)十個電力參數(shù)，是電測行業(yè)功能齊全的智能采集模塊。該系統(tǒng)采用KBDX-2模塊作為底層數(shù)據(jù)信號采集設(shè)備。

五電力計量自動抄表各部分介紹

本計量系統(tǒng)的顯著特點：

1采用先進(jìn)的智能電量測量技術(shù)、現(xiàn)場總線通信技術(shù)、光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對礦山電氣設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，實現(xiàn)各種開關(guān)和大型設(shè)備的高精度自動測量；遠(yuǎn)程實時監(jiān)控地下電氣參數(shù)；遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵電氣設(shè)備的運(yùn)行情況；自動生成各種報告，共享所有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，使管理者能夠詳細(xì)直觀地掌握整個供電區(qū)域的設(shè)備電力狀況和電力負(fù)荷分布，為電力管理提供決策參考。利用現(xiàn)有的地面辦公網(wǎng)絡(luò)，顯著提高了煤炭生產(chǎn)用電管理的自動化水平。

2采用工業(yè)配置軟件開發(fā)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可通過圖紙、表、曲線等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和分析。該軟件支持EXCEL（電子表）的數(shù)據(jù)報表輸出。利用EXCEL強(qiáng)大的數(shù)據(jù)報表處理功能，可以快速處理每月的電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計和報表輸出，避免了繁瑣的井抄表和數(shù)據(jù)手動輸入，顯著提高了辦公效率。（并消除了人工抄表中的不確定性）。

3一個地下計量箱可以替代多個(3-32)老式隔爆電度表箱，成倍減少了設(shè)備在室內(nèi)的占地空間，不需要與饋電開關(guān)連接主電路電纜，大大節(jié)省了設(shè)備與電纜連接的投資，減少了電氣設(shè)備的失爆點和故障點。是老式隔爆電度表箱的更新產(chǎn)品。

4采用自主研發(fā)的智能電參數(shù)據(jù)采集模塊取代傳統(tǒng)電度表，大大提高了采集精度(0.2級)。

5井下計量箱采用10.4英寸真彩寬屏工控機(jī)為設(shè)備提供信息查詢和參數(shù)設(shè)置，配備du特的鼠標(biāo)鍵盤，windowsCE操作系統(tǒng)作為操作平臺，實現(xiàn)人機(jī)對話。

6可實時測量各支路的累計電量、三相電流、真有效值、功率、功率因數(shù)和峰值電流。

六安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

1概述

用戶端消耗整個電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能用電管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用電具有重要意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，全面推進(jìn)用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括:先進(jìn)的計算機(jī)、智能建筑、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等。

通過對用戶端用電情況的細(xì)分和統(tǒng)計，安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各種用電消耗情況，便于找出高能耗點或不合理的能耗習(xí)慣，有效節(jié)約用電，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

2應(yīng)用場所

（1）辦公建筑(商務(wù)辦公、大型公共建筑等)

（2）商業(yè)建筑（商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等）

（3）旅游建筑(酒店、娛樂場所等)

（4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）

（5）通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)

（6）交通建筑（機(jī)場、車站、碼頭建筑等）

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

電能統(tǒng)計報告、詳細(xì)電參查詢、運(yùn)行報告、變壓器運(yùn)行監(jiān)控、實時報警、歷史事件查詢

電能質(zhì)量監(jiān)控；遙控操作；用戶權(quán)限管理；通訊狀態(tài)圖；視頻監(jiān)控；用戶報告；APP支持；

5系統(tǒng)硬件配置清單

七結(jié)語

基于礦井光纖網(wǎng)絡(luò)的電能計量管理系統(tǒng)可以大大提高工作效率，避免了繁瑣的下井抄表工作，計量準(zhǔn)確可靠，顯著提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。實時采集的各種電參數(shù)信息集中存儲和統(tǒng)一分析，也有利于企業(yè)加強(qiáng)需求側(cè)管理，優(yōu)化能源利用改造。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任毅，鮑教明，任津.基于工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成的煤礦電參數(shù)計量及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)[J].科技    與展望.2015（19）

[2]史志紅，煤礦電能計量管理系統(tǒng)設(shè)計           

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊 2022.05版