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浅谈电能计量管理系统在煤矿上的应用

文章更新时间:2023-04-26 点击量:133

摘要:随着煤矿供电系统管控一体化的发展,提出了基于矿井光纤网络的煤矿电参数计量系统,实现各种开关和电力设备的高精度计量;远程实时监控各种电参数;远程抄表;远程监控关键电气设备的运行状况,提高煤炭生产电力管理的自动化水平,促进煤矿的智能化进程。


关键词:管控一体化;高精度计量;远程实时监控;远程抄表;

一煤矿电能计量系统现状

目前,国内许多企业致力于煤矿电能监测系统的研发。目前大致可分为有线传输和无线传输两类。

1井上变电所系统

井上变电站电能抄表系统由于不涉及安全防爆和线路局限性,现在相对容易实现。组网方式有两种:有线传输和无线传输。由于电缆的限制,有线传输在许多场合都受到限制,无线传输是大多数系统的推荐方式。

2井下变电所系统

地下变电站系统普遍存在距离分散、防爆要求高、通信信号有限、施工困难等现状,导致实现电能监控系统的方式较少,产品单一。目前主要有矿用防爆电表箱组成的电度计量方法。

二传统计量方法存在的问题

目前,我国煤矿生产用电的计量管理手段还不够完善。许多煤矿仍采用传统的机械或电子电能表进行电能计量。每天都有专人按照统一格式定期抄写各种线路和主变电站的电能数据,特别是在地下,电能的统计分析管理滞后繁琐。

目前,许多煤矿的粗略测量造成了许多问题。

1不能准确测量各用户的用电情况,有效控制成本,造成浪费。

2人工抄表需要的人多,工作效率低。

3数据处理、报表打印工作量大,效率低,容易出错。

4系统组成相对落后,设备过于分散,安装不方便。

5设备落后,不能满足当前煤矿数字化、信息化建设发展的需要。

三煤矿电参数计量系统由矿井光纤网络组成

目前,每个煤矿都有一个覆盖整个矿井的工业光纤网络。因此,借助现有通信网络,采用先进的智能电源测量技术、数据库技术、光纤网络通信技术,对全矿用电设备进行远程集中监控,实现各种开关和电源设备的高精度计量;各种电源参数的远程实时监控;远程抄表;远程监控关键电气设备的运行状态;自动生成各种报告,共享所有数据网络,使管理者能够详细直观地掌握整个供电区域的设备用电状况和电力负荷分布,为电力管理提供决策参考。电力数据通过内部网络实时发布,提高煤炭生产用电管理的自动化水平,实现管控一体化,促进煤矿智能化。图1为系统网络图。

图1.png

图1为系统网络图

四电力计量自动抄表各部分介绍

1前端采集子系统

多路电参数计量箱显示箱作为各配电点的数据集中采集设备,主要由嵌入式工业控制器、工业开关电源、工业以太网交换机等组成。前门配有键盘鼠标和windowsCE7.0操作系统作为操作平台,操作简单。多路电参数计量箱显示箱负责电源数据采集和本地集中显示的重要任务。数据信号通过以太网接口输出发送到地面服务器。

2通信系统

对于通信子系统,它是将数据传输到控制中心的通道。该系统充分利用煤矿现有的工业光纤网络。对于光纤通信,具有频带宽、传输速率高、传输距离长、抗干扰性强等特点,无需重复敷设通信电缆。

4中心处理子系统(数据服务器)

中心处理子系统主要由中心处理工作站和相应的软件组成,是整个电能计量自动抄表系统的上层。所有支路的电力信息都通过信道收集到这里。管理人员利用软件对数据进行总结和分析,并做出相应的电力管理决策。

4配套设施

数据采集模块:KBDX-3模块是专门针对煤矿供电设备特点开发的智能三相电参数综合采集模块,可准确测量输出三相电压、三相电流、功耗等数十个电力参数,是电测行业功能齐全的智能采集模块。该系统采用KBDX-2模块作为底层数据信号采集设备。

五电力计量自动抄表各部分介绍

本计量系统的显著特点:

1采用先进的智能电量测量技术、现场总线通信技术、光纤网络通信技术、数据库技术,对矿山电气设备进行远程集中监控,实现各种开关和大型设备的高精度自动测量;远程实时监控地下电气参数;远程抄表;远程监控关键电气设备的运行情况;自动生成各种报告,共享所有数据网络,使管理者能够详细直观地掌握整个供电区域的设备电力状况和电力负荷分布,为电力管理提供决策参考。利用现有的地面办公网络,显著提高了煤炭生产用电管理的自动化水平。

2采用工业配置软件开发监控软件,实现设备的远程监控,可通过图纸、表、曲线等方式进行数据显示和分析。该软件支持EXCEL(电子表)的数据报表输出。利用EXCEL强大的数据报表处理功能,可以快速处理每月的电力数据统计和报表输出,避免了繁琐的井抄表和数据手动输入,显著提高了办公效率。(并消除了人工抄表中的不确定性)。

3一个地下计量箱可以替代多个(3-32)老式隔爆电度表箱,成倍减少了设备在室内的占地空间,不需要与馈电开关连接主电路电缆,大大节省了设备与电缆连接的投资,减少了电气设备的失爆点和故障点。是老式隔爆电度表箱的更新产品。

4采用自主研发的智能电参数据采集模块取代传统电度表,大大提高了采集精度(0.2级)。

5井下计量箱采用10.4英寸真彩宽屏工控机为设备提供信息查询和参数设置,配备du特的鼠标键盘,windowsCE操作系统作为操作平台,实现人机对话。

6可实时测量各支路的累计电量、三相电流、真有效值、功率、功率因数和峰值电流。

六安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

1概述

用户端消耗整个电网80%的电能,用户端智能用电管理对用户可靠、安全、节约用电具有重要意义。构建智能用电服务体系,全面推进用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案,实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括:先进的计算机、智能建筑、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等。

通过对用户端用电情况的细分和统计,安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各种用电消耗情况,便于找出高能耗点或不合理的能耗习惯,有效节约用电,为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。

2应用场所

(1)办公建筑(商务办公、大型公共建筑等)

(2)商业建筑(商场、金融机构建筑等)

(3)旅游建筑(酒店、娱乐场所等)

(4)科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等)

(5)通信建筑(邮电、通信、广播、电视、数据中心等)

(6)交通建筑(机场、车站、码头建筑等)

3系统结构

结构.png

4系统功能

电能统计报告、详细电参查询、运行报告、变压器运行监控、实时报警、历史事件查询

电能质量监控;遥控操作;用户权限管理;通讯状态图;视频监控;用户报告;APP支持;

5系统硬件配置清单

七结语

基于矿井光纤网络的电能计量管理系统可以大大提高工作效率,避免了繁琐的下井抄表工作,计量准确可靠,显著提高了企业的经济效益。实时采集的各种电参数信息集中存储和统一分析,也有利于企业加强需求侧管理,优化能源利用改造。



【参考文献】

[1]任毅,鲍教明,任津.基于工业以太网构成的煤矿电参数计量及远程抄表系统[J].科技    与展望.2015(19)

[2]史志红,煤矿电能计量管理系统设计           

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册 2022.05版