摘? ? 要：在從構(gòu)成和設(shè)計(jì)原則兩個(gè)方面對煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行介紹和分析的基礎(chǔ)上，深入探究無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，詳細(xì)分析其應(yīng)用功能和應(yīng)用價(jià)值，以期為無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供借鑒，提高煤礦的管理水平。

關(guān)鍵詞：煤礦; 采區(qū)變電所;無人值守;監(jiān)控系統(tǒng)

一、煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（一）煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的子系統(tǒng)。因此，無人值守監(jiān)控系統(tǒng)必須要符合電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的整體設(shè)計(jì)要求，并在具體設(shè)計(jì)過程中，能夠在將成本控制在一定額度的同時(shí)，遵守高質(zhì)、安全的信息傳輸和資源共享的原則;

（二）在設(shè)計(jì)煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)具體功能時(shí)，可以遵守下放原則，即將一切能夠在間隔層進(jìn)行的功能都下放到間隔層，省略傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主機(jī)的環(huán)節(jié)，節(jié)省再次傳輸?shù)臅r(shí)間，提高工作效率;

（三）無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的目的是將煤礦井下采區(qū)變電所有人值守的工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人值守，所以為了保證系統(tǒng)的安全性，必須要推行遙視警戒技術(shù)的實(shí)施，避免盜竊、浸水等問題的發(fā)生。

二、煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

（一）模擬量交流采集電路的設(shè)計(jì)

1 互感器的選擇

為了提高煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的精度，微機(jī)保護(hù)部分和測量部分的模擬量輸入通道選擇了分開設(shè)計(jì)的形式，其中微機(jī)保護(hù)部分選了P級電壓電流互感器，以更好地滿足微機(jī)保護(hù)的快速性。測量部分選擇了精度高的電壓電流互感器，其精度可以達(dá)到0.1 級。對漏電保護(hù)中三相線路的零序電流和零序電壓選擇了零序電流互感器與零序電壓互感器。

2 A/D 轉(zhuǎn)換器的選取

煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)中選擇了DSP（數(shù)字信號處理）內(nèi)嵌A/D 轉(zhuǎn)換器，其精度為12位，具有12.5 MS/s 的轉(zhuǎn)換速率，能夠成功接入16 通道模擬量。圖1描述的是模擬量交流采集電路。

（二）開關(guān)量輸入輸出回路設(shè)計(jì)

在煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入模塊的主要任務(wù)是完成對現(xiàn)場線路中隔離開關(guān)和斷路器運(yùn)行狀態(tài)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心。而開關(guān)量輸出模塊則是收集地面監(jiān)控中心的遙控指令，并對相應(yīng)回路的跳閘或合閘進(jìn)行控制。開關(guān)量輸入輸出模塊設(shè)計(jì)過程中選擇了光電耦合器，其可以降低來自于大電流、現(xiàn)場高電壓對微機(jī)系統(tǒng)造成的電磁干擾。

（三）其他模塊

1 電源模塊

電源模塊選擇了帶失壓延時(shí)功能的寬電壓輸入、高可靠性開關(guān)電源的供電方式， 在正常工作狀態(tài)下由控制變壓器引入。

2 顯示模塊

顯示模塊可以完成保護(hù)裝置的鍵盤處理、信息顯示和人機(jī)交互、紅外遙控接收等功能。顯示窗口選擇了4.3英寸的漢字液晶顯示器，同時(shí)配備了燈光指示信息，其不僅可以使人機(jī)界面清晰易懂，而且還可以更直觀地呈現(xiàn)出保護(hù)裝置的運(yùn)行信息。同時(shí)，顯示模塊可以借助按鈕、鍵盤和紅外遙控器來完成一系列操作，使操作方便、可靠、安全。

三、煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控軟件系統(tǒng)選擇C語言進(jìn)行編程，由主程序和一系列功能模塊子程序構(gòu)成模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。功能模塊子程序包括了測控部分計(jì)算模塊、系統(tǒng)初始化模塊、顯示模塊、人機(jī)接口模塊、故障處理模塊、中斷服務(wù)模塊、串行通信中斷模塊等。主程序既可以完成裝置自檢和系統(tǒng)初始化等任務(wù)，還可以完成電流、功率、電壓等因數(shù)的計(jì)算和液晶顯示、溫度測量及鍵盤掃描等操作。由于欠壓和過壓保護(hù)并未對時(shí)間提出較高的要求，因此也可以借助主程序完成。采樣中斷模塊需要完成對模擬量的采集，并且每個(gè)通道的采集都需要分別保存差分?jǐn)?shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)。采樣中斷程序中每完成一個(gè)采樣周期都需要調(diào)用一次故障檢測模塊，以確保系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。

四、煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用功能

1 保護(hù)功能

煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)電流瞬時(shí)速斷和限時(shí)速斷，而且能夠最大程度地避免漏電，并通過自動(dòng)重合閘對系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)和電機(jī)保護(hù);

2 報(bào)警功能

煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)對電流進(jìn)行了設(shè)置，一旦電流超過限制額度就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。另外，無人值守監(jiān)控系統(tǒng)還會(huì)對斷路器和瓦斯進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)測，如果斷路器發(fā)生故障或瓦斯超過限定額度，該無人值守監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒地面監(jiān)控中心及時(shí)處理問題和故障[2];

（二）煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

1 應(yīng)用該無人值監(jiān)控系統(tǒng)之后，煤礦值班人員可以根據(jù)實(shí)際情況使用地面監(jiān)控主機(jī)對生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控和管理，設(shè)備維修人員也能夠依據(jù)相應(yīng)的故障報(bào)警對故障予以針對性的解決， 最主要的是管理層可以憑借無人值守監(jiān)控系統(tǒng)提供的詳細(xì)數(shù)據(jù)和各種信息提高決策的合理性和科學(xué)性;

2 煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效促進(jìn)煤礦生開采和運(yùn)輸?shù)挠行蜻M(jìn)行，降低由于操作失誤而導(dǎo)致事故發(fā)生的幾率，據(jù)現(xiàn)階段調(diào)查研究可以得出，該無人值守監(jiān)控系統(tǒng)可以降低六成-八成的事故;

3 無人值守監(jiān)控系統(tǒng)中使用的優(yōu)質(zhì)工業(yè)控制機(jī)不僅可以增強(qiáng)煤礦井下采區(qū)變電所的可靠性，保證變電所的安全，提升變電所解決問題和事故的能力，而且能夠彌補(bǔ)低壓開關(guān)存在的顯示方面和記憶存儲(chǔ)方面的不足;

五、結(jié)語

煤礦井下采區(qū)變電所無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠提高管理質(zhì)量和管理效率，而且能夠大大增加可靠性和安全性。所以必須促進(jìn)無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的普及和推廣，促使煤礦井下采區(qū)變電所的革新，從而實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高薇.變電所無人值守化改造實(shí)施與思考[J].黑龍江科技信息，2017（36）：22.

[2] 劉文，王瑞海，奐光潤，等.新橋煤礦井下供電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中州煤炭，2014（2）：74-76.

作者簡介：陳鑫（1987-），男，現(xiàn)在河南能源義煤公司義安礦業(yè)機(jī)電運(yùn)輸科從事煤礦機(jī)電運(yùn)輸和信息化管理工作。