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摘要：随着以太网通讯的普及，大数据、物联网应用的飞速发展，智能变电站、智能配网技术的日臻成熟，给煤矿井下供电系统智能化、标准化提供了坚实基础。煤矿井下电力智能监控系统基于TCP/IP通讯模式，可对整个矿井供电系统进行集中连续的监控，来解决影响煤矿供电安全的实际问题，致力于提高煤矿供电的可靠性和自动化程度。
关键词：监控系统;智能;通讯;监控;
引言
煤矿供电系统的可靠性直接影响着煤矿的生产安全和人身安全，建设可靠、稳定、自动化、标准化的智能供电系统是煤矿建设中关键要素之一。随着煤矿采掘、提升、通风、运输等用电设备的技术革新，设备的动力负荷也越来越大，原有的供电系统保护监控模式已经不能满足供电系统的新需求。具体体现在以下几个方面：
目前主流的煤矿电力监控系统是以实现“四遥”特征的调度自动化建设方式，其目标是“集中调度、减员增效”，不能实现与视频监控系统、门禁系统的数据共享和联动，不能实现实时管理的自动化点检制度、更不具备在线调试、电量监测等智能运维功能，不能满足国家安全监管总局、国家煤矿安监局《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》中“实现井下排水系统、变电所远程监控和无人值守”的要求。
现有行业标准不健全或偏低降低了供电设备厂家准入的门槛，造成保护装置产品质量差、互换性差、通讯速率低，经常发生不明原因的误动、拒动，从而降低了煤矿供电系统的安全运行水平、加大了煤矿供电系统实施无人化的难度。
煤矿电力监控系统、视频监控系统、门禁系统、点检系统各自“孤军奋战”，不能实现数据共享。
因此，要对整个煤矿供电系统的管理实现提升，就必须向全系统电力信息数字化、通讯平台网络化、信息共享标准化的智能方向发展。
1系统组成
煤矿井下电力智能监控系统地面设备主要有监控主机、监控备机、DSI5111数字线路保护装置、DSI5011通讯管理机、地面工业以太网交换机、UPS电源、计算机软件（包括操作系统、中心站软件）、网络打印机等。
井下设备主要有矿用隔爆兼本安型电力分站（以下简称分站）、矿用隔爆型直流稳压电源（以下简称电源）、矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器，以下简称配电装置）及通信光缆、电缆等组成。
2系统工作原理
系统采用树形结构、单层和多层连接方式（也可以采用光纤环网冗余结构增加系统可靠性），将监控主机、监控备机、光纤交换机、电力分站、配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）等设备连接在一起，形成一个完整、实用的煤矿供电监控系统。
系统监控主机通过光纤交换机、数据接口周期性的轮流与各监控分站进行通信，将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器显示出实时值;另外，它还可以显示各种历史曲线、图形并能通过打印机打印出各种报表和曲线等。各监控分站不停地向各保护装置轮询索要数据，并进行转换和整理，在监控主机轮询到该分站时将数据通过数据接口、光纤交换机传输到地面监控主机;同时接收监控主机发来的各种控制命令，进行转换后再转发到对应的保护装置;配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）的各种模拟量、开关量信号进行实时采集和处理，在开关发生故障时进行跳闸保护，并接收监控分站转发来的各种控制命令，对开关进行对应操作;在监控分站轮询到该装置时将数据上传至监控分站。分站往上使用工业以太网光纤传输技术（TCP/IP）和分站到配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）使用工业以太网电缆传输技术（TCP/IP）。
3系统实施方案
3.1建设独立的电力监控运维主站，运维主站实现系统管理、设备运维、在线仿真测试等高级运维功能。通过规约与生产调度接口连接，实现生产监测和电源调度等功能。
3.2更换新型智能保护器，既可运行于地面变电所又可运行在井下高爆开关。全面提升新型智能保护的功能，其不仅实现常规的保护功能，还将后备电源方案、独立测量、一次设备监测、电度计量、谐波监测等内容集成化实现，同时智能保护器也是实现可靠的防越级跳闸、准确的漏电选线的主要载体。
3.3系统采用以太网作为通讯接口。智能保护器支持以太网接口，统一物理接口，同时以太网的高速率高兼容性为智能化功能实现提供了基础。
3.4利用IEC61850的GOOSE技术实现保护装置间的信息互享，并利用共享的装置信息结合智能配电网的FA技术实现故障时“先定位、后跳闸”，进而实现准确的故障隔离，解决越级跳闸问题。
3.5采用配网调度自动化技术代替传统的调度自动化技术，调度主站不在面向各个变电所而是直接面向各个保护装置，实现有效信息的海量上传并大幅度提高通讯相应速度。
3.6引入配网自动化系统的接地判据，检测到母线绝缘异常后，投入故障判据。此时既可以由保护设备瞬时切除故障支路，也可以由监控系统结合网络拓扑情况，确定接地点所处的分支，并发出告警信息。
3.7实现电力智能监控系统与点检系统的数据共享，即保证设备发生异常前得到正常检修，又能避免过度检修。
4系统通讯方式
煤矿井下高低压设备还停留在现场总线型（RS485）的方式上，在煤矿电力监控系统的核心高低压保护装置如果通讯方式不能够进步，严重制约了监控系统的性能指标，因此矿用高低压保护（尤其是高压保护）将通讯方式设计成以太网的通讯方式是井下供电系统的一次革命，也是能够做到煤矿电力监控系统标准化的关键。
5系统组态监控系统设计
监控系统地面集控中心有地面监控计算机以及通讯设备组成，通讯设备将井下各监控单元获得的信号传递给地面监控计算机，在监控主机的组态软件IDA9000上显示井下各个电气设备的电压、电流、功率因数等电气参数值，还可判断其是否发生漏电、过流、过压、欠压、短路、断相等故障，实时反映出井下各个开关的运行状态、故障信息，方便井上监控人员对井下情况及时了解，做出正确判断和反应，对井下电气设备的开关进行分合门操作，以实现远程控制。
6效益分析
煤矿井下电力智能监控系统对于煤矿供电系统实现无人化具有重要的意义，是建设煤矿供电系统无人化的基础，解决煤矿供电系统困扰多年的“越级跳闸”、“漏电选择性”、电力监控系统的性能指标具有很现实的意义。
该系统提高了煤矿供电系统的可靠性、降低和减少设备运行维护的工作量，真正的实现减员增效，对于我国煤矿企业井下供电系统的建设具有现实的指导意义，以淮北矿业童亭煤矿为例进行经济效益分析如下：
1）人员工资成本的降低，按照目前童亭矿高压变电所减少值班操作人员18人（平均工资6万/人）计算，每年可直接减少人员成本100多万元。
2）供电系统及原件的使用寿命按照国家标准应满足不低于10年的使用寿命，新投入的供电系统设备比目前运行的设备提高1/3的使用寿命，节约了大量的材料费用投入。
7结语
系统采用智能变电站、智能配网的先进技术、规范、标准和成熟应用经验，直接提高了煤矿智能化、自动化、标准化的水平，同时通过该系统的实施完善了企业标准，进一步促进高、低压保护产品的质量和标准化程度提高，大大提高了煤矿供电的可靠性和自动化程度。
参考文献：
[1] 贺雨.煤矿井下电力监测监控系统的设计与实践[J].山西电子技術，2010（05）：40-42.
[2] KJ698煤矿供电监控系统技术说明书，北京天能继保电力科技有限公司.
[3] 牛世卫.煤矿安全生产监控系统的现状与发展[J].机械管理开发，2003（02）：48-50.
（作者单位：淮北矿业童亭煤矿）
关键词：监控系统;智能;通讯;监控;
引言
煤矿供电系统的可靠性直接影响着煤矿的生产安全和人身安全，建设可靠、稳定、自动化、标准化的智能供电系统是煤矿建设中关键要素之一。随着煤矿采掘、提升、通风、运输等用电设备的技术革新，设备的动力负荷也越来越大，原有的供电系统保护监控模式已经不能满足供电系统的新需求。具体体现在以下几个方面：
目前主流的煤矿电力监控系统是以实现“四遥”特征的调度自动化建设方式，其目标是“集中调度、减员增效”，不能实现与视频监控系统、门禁系统的数据共享和联动，不能实现实时管理的自动化点检制度、更不具备在线调试、电量监测等智能运维功能，不能满足国家安全监管总局、国家煤矿安监局《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》中“实现井下排水系统、变电所远程监控和无人值守”的要求。
现有行业标准不健全或偏低降低了供电设备厂家准入的门槛，造成保护装置产品质量差、互换性差、通讯速率低，经常发生不明原因的误动、拒动，从而降低了煤矿供电系统的安全运行水平、加大了煤矿供电系统实施无人化的难度。
煤矿电力监控系统、视频监控系统、门禁系统、点检系统各自“孤军奋战”，不能实现数据共享。
因此，要对整个煤矿供电系统的管理实现提升，就必须向全系统电力信息数字化、通讯平台网络化、信息共享标准化的智能方向发展。
1系统组成
煤矿井下电力智能监控系统地面设备主要有监控主机、监控备机、DSI5111数字线路保护装置、DSI5011通讯管理机、地面工业以太网交换机、UPS电源、计算机软件（包括操作系统、中心站软件）、网络打印机等。
井下设备主要有矿用隔爆兼本安型电力分站（以下简称分站）、矿用隔爆型直流稳压电源（以下简称电源）、矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器，以下简称配电装置）及通信光缆、电缆等组成。
2系统工作原理
系统采用树形结构、单层和多层连接方式（也可以采用光纤环网冗余结构增加系统可靠性），将监控主机、监控备机、光纤交换机、电力分站、配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）等设备连接在一起，形成一个完整、实用的煤矿供电监控系统。
系统监控主机通过光纤交换机、数据接口周期性的轮流与各监控分站进行通信，将接收到的实时信息进行处理和存盘，并通过本机显示器显示出实时值;另外，它还可以显示各种历史曲线、图形并能通过打印机打印出各种报表和曲线等。各监控分站不停地向各保护装置轮询索要数据，并进行转换和整理，在监控主机轮询到该分站时将数据通过数据接口、光纤交换机传输到地面监控主机;同时接收监控主机发来的各种控制命令，进行转换后再转发到对应的保护装置;配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）的各种模拟量、开关量信号进行实时采集和处理，在开关发生故障时进行跳闸保护，并接收监控分站转发来的各种控制命令，对开关进行对应操作;在监控分站轮询到该装置时将数据上传至监控分站。分站往上使用工业以太网光纤传输技术（TCP/IP）和分站到配电装置（内置DSI5711一般矿用兼本质安全型智能综合保护器）使用工业以太网电缆传输技术（TCP/IP）。
3系统实施方案
3.1建设独立的电力监控运维主站，运维主站实现系统管理、设备运维、在线仿真测试等高级运维功能。通过规约与生产调度接口连接，实现生产监测和电源调度等功能。
3.2更换新型智能保护器，既可运行于地面变电所又可运行在井下高爆开关。全面提升新型智能保护的功能，其不仅实现常规的保护功能，还将后备电源方案、独立测量、一次设备监测、电度计量、谐波监测等内容集成化实现，同时智能保护器也是实现可靠的防越级跳闸、准确的漏电选线的主要载体。
3.3系统采用以太网作为通讯接口。智能保护器支持以太网接口，统一物理接口，同时以太网的高速率高兼容性为智能化功能实现提供了基础。
3.4利用IEC61850的GOOSE技术实现保护装置间的信息互享，并利用共享的装置信息结合智能配电网的FA技术实现故障时“先定位、后跳闸”，进而实现准确的故障隔离，解决越级跳闸问题。
3.5采用配网调度自动化技术代替传统的调度自动化技术，调度主站不在面向各个变电所而是直接面向各个保护装置，实现有效信息的海量上传并大幅度提高通讯相应速度。
3.6引入配网自动化系统的接地判据，检测到母线绝缘异常后，投入故障判据。此时既可以由保护设备瞬时切除故障支路，也可以由监控系统结合网络拓扑情况，确定接地点所处的分支，并发出告警信息。
3.7实现电力智能监控系统与点检系统的数据共享，即保证设备发生异常前得到正常检修，又能避免过度检修。
4系统通讯方式
煤矿井下高低压设备还停留在现场总线型（RS485）的方式上，在煤矿电力监控系统的核心高低压保护装置如果通讯方式不能够进步，严重制约了监控系统的性能指标，因此矿用高低压保护（尤其是高压保护）将通讯方式设计成以太网的通讯方式是井下供电系统的一次革命，也是能够做到煤矿电力监控系统标准化的关键。
5系统组态监控系统设计
监控系统地面集控中心有地面监控计算机以及通讯设备组成，通讯设备将井下各监控单元获得的信号传递给地面监控计算机，在监控主机的组态软件IDA9000上显示井下各个电气设备的电压、电流、功率因数等电气参数值，还可判断其是否发生漏电、过流、过压、欠压、短路、断相等故障，实时反映出井下各个开关的运行状态、故障信息，方便井上监控人员对井下情况及时了解，做出正确判断和反应，对井下电气设备的开关进行分合门操作，以实现远程控制。
6效益分析
煤矿井下电力智能监控系统对于煤矿供电系统实现无人化具有重要的意义，是建设煤矿供电系统无人化的基础，解决煤矿供电系统困扰多年的“越级跳闸”、“漏电选择性”、电力监控系统的性能指标具有很现实的意义。
该系统提高了煤矿供电系统的可靠性、降低和减少设备运行维护的工作量，真正的实现减员增效，对于我国煤矿企业井下供电系统的建设具有现实的指导意义，以淮北矿业童亭煤矿为例进行经济效益分析如下：
1）人员工资成本的降低，按照目前童亭矿高压变电所减少值班操作人员18人（平均工资6万/人）计算，每年可直接减少人员成本100多万元。
2）供电系统及原件的使用寿命按照国家标准应满足不低于10年的使用寿命，新投入的供电系统设备比目前运行的设备提高1/3的使用寿命，节约了大量的材料费用投入。
7结语
系统采用智能变电站、智能配网的先进技术、规范、标准和成熟应用经验，直接提高了煤矿智能化、自动化、标准化的水平，同时通过该系统的实施完善了企业标准，进一步促进高、低压保护产品的质量和标准化程度提高，大大提高了煤矿供电的可靠性和自动化程度。
参考文献：
[1] 贺雨.煤矿井下电力监测监控系统的设计与实践[J].山西电子技術，2010（05）：40-42.
[2] KJ698煤矿供电监控系统技术说明书，北京天能继保电力科技有限公司.
[3] 牛世卫.煤矿安全生产监控系统的现状与发展[J].机械管理开发，2003（02）：48-50.
（作者单位：淮北矿业童亭煤矿）