煤矿井下变电所监控系统的安装测试与改进
[摘要]：煤矿井下供电电网监控系统变电所部分，还能实现地面遥控井下变电所高压配电开关复位、合闸、分闸，可使变电所无人值守，提高了井下用电的科学管理化、控制自动化水平。为使系统更适合煤矿使用，符合现场需要，解决实际问题，对系统进行试验并不断改进、提高、完善。通过现场试验，该系统工作稳定，数据准确，控制功能可靠，运行良好。
[关键词]：变电所；监控系统；安装；测试；改进
煤矿井下供电电网监控系统变电所部分，主要监测井下变电所高压配电开关的电流、电压、有功功率、真空断路器的开合状态，还可通过地面计算机控制各配电开关的分合。该系统从实际出发，除了检测和实时显示以前无法知道的负载设备用电参数外，还能实现地面遥控井下变电所高压配电开关复位、合闸、分闸，可使变电所无人值守，提高了井下用电的科学管理化、控制自动化水平。为使系统更适合煤矿使用，符合现场需要，解决实际问题，对系统进行试验并不断改进、提高、完善。通过现场试验，该系统工作稳定，数据准确，控制功能可靠，运行良好。
图1 煤矿井下变电所监控系统图
1、系统结构与安装
系统结构如图1所示，井下部分由通信接口、系统主控计算机、其它网络计算机等组成。只有系统主控计算机可以对井下真空配电开关进行人工分、合闸操作，它直接与通信接口相连，进行数据采集和控制输出，其它计算机通过矿局域网可显示监控画面和数据，但不能进行控制操作。按照业务归口管理规定，主控计算机放在安装队值班室，并只允许特定人员依照操作密码和口令对计算机控制操作，不允许其他人随意控制。井下部分主要由变电所监控分站、智能采集器及传感器等组成。每个变电所放1台监控分站，每台分站可接16只智能采集器，即控制16台真空配电开关，每台被监控的配电开关都具有地面分、合闸控制功能。地面计算机通信接口径2根监测线连接变电所分站，通信信号为CA现场总线方式。变电所分站通过两芯电缆与智能采集器连接，通信信号为RS485。
系统安装在两个变电所，一是5319，即目前正在出煤的采煤工作面变电所；一是八采一横，即下一个即将出煤的高产高效工作面变电所，两个变电所内使用的'开关全部是BGP9L-6G型高压配电开关装置。
2、系统测试
2、1、分站与智能采集器的通信测试
将一数码显示模块插入智能采集器的显示接口插座上，显示模块会循环显示各点的电流、电压功率值，记录下这些数据，然后将显示模块插入分站内的显示接口插座，这时，显示模块会循环显示各采集器的数据。等待显示待测采集器的电流、电压、功率等数据时，将其记录下来，与上面记录的采集器显示数据比较，结果数据一致，说明分站与采集器通信正确。
2、2、计算机与分站的通信测试将上面分站上显示的某一待测采集器上的数据与计算机屏幕上显示的该分站传来的同一采集器的数据进行比较，如果数据一致，说明分站与计算机通信正确。
2、3、模拟传感器测试因没有用于测量现场高压配电开关输出参数的精确仪表，首先在选择传感器时，选择了国内信誉好、质量好、价格高的厂家的产品。其次在安装传感器前，在实验室进行了精确调试，所以在现场测试时采用了与高压配电开关本身显示结果进行比较，结果基本一致。
2、4、开关量测试这里只有真空断路器的分、合指示开关量，采用计算机显示和井下高压配电开关显示实际对比测试，结果全部正确。
2、5、软件测试测试内容主要有：长期运行可靠性测试；现场工作人员的操作熟练性测试；各种功能，如实时数据显示，故障状态显示，分闸、复位、合闸操作测试；保密性测试。试验结果均比较满意。
3、系统的改进
3、1、解决了高压配电开关真空断路器的开合状态采集输入电路不匹配的问题。在电路设计时，是按照交流100V设计的，但实际上是直流12V，所以在采集器初装上时，不能显示高压配电开关的分、合状态，通过修改输入电路，问题便得到了解决。
3、2、设计“合闸”控制输出时，疏忽了高压配电开关的故障掉电时须先复位、再合闸的工作顺序，即没有设计“复位”控制输出，结果系统只能在手动分闸后的情况下，系统才能执行合闸操作，使系统缺乏实用性。为此，在智能采集器上又增加了“复位”接点输出，使得系统在执行“合闸”操作时先执行“复位”，然后再执行“合闸”。这样在任何情况下掉电，系统都可成功进行“合闸”控制。
3、3在系统设计时，按照合同书要求，智能采集器只设计了“合闸”控制输出接点，即系统只具有“合闸”功能。后来根据矿方提出的系统设计要求，决定系统再增加“分闸”功能。将所有已安装的智能采集器更换为有“分闸”控制输出的采集器。
3、4、实时监控窗口在开始设计为通用型的，这与现场上的实际布置不符。改进后窗口中的开关布置、连线方式与实际相吻合，并且在每个开关图形的下面又增加了开关的编号、容量、用途，还在该窗口的下面增加了图标区，注明了各种图形代表的含义。与硬件的改进相配合，先后增加了“复位”、“分闸”功能，与原来的合闸功能一起完成了高压配电开关的遥控功能。在系统软件中增加了在实时监控窗口的各个配电开关图形的点击放大窗口中进行遥控操作的功能。
[参考文献]
[1] 范维唐：跨世纪煤炭工业新技术，[M]，北京，煤炭工业出版社，1997.4
[2] 李维发等：机电一体化技术，[M]，北京，电子工业出版社，1994.9
[3] 孙继平：矿井监测与监控，M，北京，北京工业大学出版社，1999.12
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