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KJ644煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng),

一、系統(tǒng)簡介

煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)適用于煤礦井下或地面嚴酷環(huán)境，對煤礦供電系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。以減少無計劃停電、停風，有效地遏制瓦斯積聚現(xiàn)象，確保煤礦安全生產(chǎn)。可用于對煤礦35kV、6kV、3.5kV、0.6kV等供電系統(tǒng)、變電所及直流供電系統(tǒng)的實時監(jiān)測及控制。監(jiān)測主要的參數(shù)有：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素等，與智能微機綜合保護配合完成遙測、遙信、遙控等功能。系統(tǒng)具有實時性好，可靠性高，使用方便，組合靈活等特點。適用于各類大中小型各類礦井使用。

二、系統(tǒng)組成

煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)是由四部分組成：地面監(jiān)控設備、傳輸信道、井下監(jiān)控設備、供電開關柜及微機綜合保護器。 系統(tǒng)組成框圖如下：

地面監(jiān)控設備：

監(jiān)控計算機安裝Windows操作系統(tǒng)和煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，預先對地面及井下變電站進行配置生成；監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡向安裝在各個變電站的通訊計算機發(fā)送配置、巡檢、控制等命令，以完成系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控及遙調(diào)等功能，同時監(jiān)控主機對開關柜的遙測、遙信數(shù)據(jù)、控制結果、同時完成數(shù)據(jù)的更新處理、存貯、報表打印等功能。配備備用機，可實現(xiàn)系統(tǒng)的雙機熱備功能。通過OPC、FTP等接口，將監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)上傳輸?shù)狡渌块T，以共享監(jiān)測數(shù)據(jù)。

傳輸信道：

監(jiān)控主機至井下通訊計算機的傳輸信道基于千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺，地面利用單模普通光纜，井下采用單模礦用阻燃光纜。通訊計算機與環(huán)網(wǎng)平臺間傳輸介質(zhì)采用光纜或阻燃信號電纜（帶雙絞功能）進行傳輸。通訊計算機至井下開關柜連接采用礦用阻燃信號電纜進行傳輸，可支持RS485/CAN等總線；RJ45電口或光口支持QoS，基于端口的VLAN設置、SNMP V1 / V2c / V3、RMON

井下監(jiān)控設備

通訊計算機內(nèi)置嵌入式工業(yè)控制一體機，寬電壓范圍供電、低功耗、易于集成、易于維護、支持寬溫；設備殼體采用特殊結構，保證其散熱性能；嵌入式組態(tài)軟件設計、工業(yè)歷史庫引擎、面向?qū)ο蟮哪_本引擎，保證輸入、輸出接口間的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠； 

供電開關柜及微機綜合保護器

在地面變電所、中央變電所及通風性能較好的區(qū)域，有選用礦用一般型電力開關柜，其內(nèi)部有微機綜合保護器的可直接通過通訊電纜，以總線方式連接至通訊計算機；在掘進工作面、采區(qū)變電所，通常選用高壓永磁或低壓饋電真空開關，其內(nèi)部有微機綜合保護器的可直接通過通訊電纜，以總線方式連接至通訊計算機；對于沒有微機綜合保護器的開關，可通過KJ37-F型電力監(jiān)測分站，測量其二次互感后的電壓、電流信號，由KJ37-F型電力監(jiān)測分站將遙信信息傳至通訊計算機；

三、系統(tǒng)特點

產(chǎn)品均為工業(yè)級設計，并通過濕熱、振動、沖擊、碰撞試驗，安全性和可靠性具有權威機構認證。

工業(yè)化組態(tài)軟件，可由用戶隨時在線設計、編輯、修改電力系統(tǒng)界面；有遠程服務軟件，可通過網(wǎng)絡遠程服務，及時為用戶升級、修改、編輯系統(tǒng)軟件；幫助用戶充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的管理作用，創(chuàng)造經(jīng)濟、安全效益。

精確的過流值和時間保護、失壓延時保護功能與操作專用后備電源配合，能有效解決威脅煤礦供電安全的過流、接地、電壓波動造成的越級跳閘。

實現(xiàn)系統(tǒng)的遙控、遙信、遙測、實時監(jiān)測、故障錄波及分析、確定故障位置、綜合管理、顯示、打印等功能；

統(tǒng)應能夠與開關綜合保護器保護配合，完成綜合保護器的各項保護功能，保證系統(tǒng)不出現(xiàn)保護越級跳閘、不出現(xiàn)因電壓閃動而引起的全所失壓跳閘現(xiàn)象，并具有過載、短路、斷相、漏電、絕緣監(jiān)視等綜合保護功能。

實現(xiàn)全礦供電系統(tǒng)電力參數(shù)在線監(jiān)測、運行記錄、超限報警。

實現(xiàn)各變電所主要供電線路的遠控操作、預置編組操作。

實現(xiàn)電量遠程抄錄、峰谷分時計量、電量分類統(tǒng)計分析及電量自動化考核。

實現(xiàn)全礦供電系統(tǒng)供電狀態(tài)和數(shù)據(jù)、曲線實時模擬顯示。

實現(xiàn)對全礦重要設備電力運行參數(shù)實時在線監(jiān)測。

實現(xiàn)電力監(jiān)測數(shù)據(jù)全礦局域網(wǎng)授權用戶共享。

多種電壓等級的監(jiān)控裝置：從127V～35kV的地面、井下、本安、隔爆等多種電壓等級和防爆類型，有監(jiān)測、監(jiān)測＋控制、監(jiān)測＋控制＋保護等不同功能，能應用于井上下各種新老型號電氣設備的全面監(jiān)控,滿足煤礦不同設備的監(jiān)控需求。

四、系統(tǒng)功能

系統(tǒng)生成及實時修改功能：能對系統(tǒng)所測控設備的名稱、安裝地點、測點性質(zhì)、圖形畫面、數(shù)據(jù)報表等參數(shù)進行定義及實時修改。

遙測功能：綜合保護器采集各電路實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄓ嵎终荆煌ㄓ嵎终緝Υ?、打包后傳送到井上計算機進行處理、儲存、顯示。

遙信功能：綜合保護器采集各開關的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)經(jīng)通訊分站傳輸?shù)骄嫌嬎銠C進行處理、儲存、顯示、報警。

遙控功能：在井上計算機上進行電力系統(tǒng)任何一個開關、磁力啟動器的停/送電操作。

遙調(diào)功能：在井上計算機上進行電力系統(tǒng)任何一個開關、磁力啟動器定值整定、查詢、修改、儲存。

顯示功能：以表格、曲線、直方圖、模擬圖、聲光報警形式顯示電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)、報警狀態(tài)。

故障錄波功能：當電路發(fā)生故障時，記錄故障電故發(fā)生故障時間、故障瞬間電流值和故障前10個周波、故障后20個周波的波形故障分析用。

打印功能：系統(tǒng)自動生成實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、用電量報表；按操作指令打印各種報表、圖形、曲線。

歷史數(shù)據(jù)存儲功能：系統(tǒng)所接綜合保護器監(jiān)測數(shù)據(jù)每15秒存盤一次，以**值、平均值和*小值形成歷史曲線。所有數(shù)據(jù)可存儲一年。

自診斷功能：系統(tǒng)具備自診斷功能，及時發(fā)現(xiàn)分站、綜合保護器故障，并予以報警。

網(wǎng)絡接口功能：系統(tǒng)具備接入遠程終端和圖形工作站的能力，可以直接接入礦局域網(wǎng)，具備向上一級網(wǎng)絡傳送數(shù)據(jù)的能力。

軟件接口：系統(tǒng)具有標準OPC軟件接口，可以與其它礦用系統(tǒng)實現(xiàn)無縫鏈接，從而實現(xiàn)全礦井的管控一體化。

五、主要技術參數(shù)

系統(tǒng)容量：16臺通訊計算機，**可擴展至128臺；

通訊計算機機容量：32臺綜合保護器；

**巡檢周期：不大于16s；

控制執(zhí)行時間：不大于2s；

畫面響應時間：調(diào)出整幅畫面85%的響應時間不大于2s，其余畫面調(diào)出時間不大于5s；

誤碼率：誤碼率不大于10^-8；

計算機與通訊計算機間通訊

TCP/IP以太網(wǎng)電口或光口；

傳輸速率：10/100Mbps，

傳輸距離：以太網(wǎng)電口100m；以太網(wǎng)光口10km；

通訊計算機與綜合保護器間通訊

RS485或CAN總線（主從式、半雙工、雙極性兩芯電纜傳輸）；

傳輸速率：9600bps或19200bps；

傳輸距離：1200m或500m；

地面設備電源

額定電壓：AC200V，

波動范圍：額定值允許偏差-10%～+10%；

配UPS電源，停電時可工作2小時以上；

井下設備電源

額定電壓：AC127V/AC220V/AC380V/AC660V；

波動范圍：75%～150%；

配備后備電源時，停電可工作2小時以上；

環(huán)網(wǎng)交換機

防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型 “Exd[ib] I”

額定供電：AC660V/380V/220V/127V 輸入；

電源波動：額定值75%～150%；

后備電源功能

1) 交流供電停止時，蓄電池組供電時間 ≥ 2 h；

2) 充電時間：≤ 24 h；

3) 充電方式：恒流充電后轉(zhuǎn)浮充；

4) 電池型號規(guī)格及數(shù)量：GB1270-12V/7.0 Ah，2節(jié)。

接口數(shù)量

1） 2個冗余千兆以太網(wǎng)光口（G1、G2）：與其它環(huán)形網(wǎng)絡通訊接口連接，組成冗余千兆環(huán)形以太網(wǎng)；

2)  1個百兆光口；（為選配模塊）

3)  1#-3#口為本安以太網(wǎng)口；

4)  4#、5#口可靈活配置為本安以太網(wǎng)口或者本安RS485口。

傳輸介質(zhì)及距離

1) 本環(huán)形網(wǎng)絡通訊接口與其它環(huán)形網(wǎng)絡通訊接口的通訊介質(zhì)采用光纜，波長1310nm，速率：1Gbps 上下行。單模：發(fā)射光功率≥ -10 dBm，接收靈敏度：≤-35 dBm；（通訊光纜的衰減≤ 0.4 dBm/ km，傳輸距離≤ 10 km）；

2) 百兆光口與其它設備的通訊采用光纜，波長1310nm，速率：100Mbps 上下行；單模：發(fā)射光功率≥ -5 dBm，接收靈敏度：≤-35 dBm；（通訊光纜的衰減≤ 0.4 dBm/ km，傳輸距離≤ 20 km）；

3) 以太網(wǎng)通訊介質(zhì)采用礦用雙絞電纜，速率為10/100 Mbps自適應，傳輸距離≤ 100 m；

4) RS485信號傳輸采用MHY32煤礦用阻燃聚氯乙烯護套信號電纜（線徑截面不小于1.5mm2，分布電阻≤12.1Ω/km，分布電容≤0.06μF/km，分布電感≤0.8mH/km），速率為1200bps，傳輸距離≤ 10 km。支持環(huán)網(wǎng)冗余功能，恢復時間 < 20ms ；

提供網(wǎng)絡設備狀態(tài)信息

1) 網(wǎng)絡通訊建立時，自動發(fā)送電子郵件到指定的計算機；

2) 發(fā)生異常事件時，自動發(fā)送電子郵件到指定的計算機報警。

具備以太網(wǎng)管理功能

1) 發(fā)送Ping命令確定網(wǎng)絡的連通性；

2) 鎖定特定的端口，僅允許授權MAC地址訪問；

3) 可以設置鏡像端口，方便在線調(diào)試和對數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。

具備串口設備（RS485）聯(lián)網(wǎng)功能；

具備后備電源功能，當輸入交流電停電時，設備自動切換到電池供電狀態(tài)。

隔爆兼本安通訊計算機

防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型 “Exd[ib] I”

額定供電：AC660V/380V/220V/127V 輸入；

電源波動：額定值75%～150%；

上行端口

1）端口數(shù)量：1個； 

2）通訊端口：以太網(wǎng)TCP/IP；

3）通訊規(guī)約：基于TCP/IP之上的IEC 870-5-103規(guī)約；

4）通訊速率：10/100Mbps自適應；

5）傳輸介質(zhì)：礦用通訊信號電纜或光纖；

6) 傳輸距離：通訊電纜100m、光纖10km以上；

下行端口

1) 端口數(shù)量：4個；

2）端口總線：RS232/485或CAN可選；

3）端口工作方式：4端口間獨立并能同時工作；

4）端口帶載能力：16點/端口；

5）通訊規(guī)約：Modbus或根據(jù)客戶需求定制；（現(xiàn)場多個廠家綜保）

6）通訊速率：1200/2400/4800/9600/19200bps可選；

7）傳輸介質(zhì)：礦用信號電纜；

8）傳輸距離：9600bps/1.2km；