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摘要：随着时代的发展，针对煤矿供电存在的问题进行分析，提出了一种智能监控系统，以实现对井下供电网络的远程实时监控。研究了系统的防越级跳闸技术，以通信闭锁的方式及时切断故障支路的开关，防止发生停电事故。提出以检验零序电压与电路相位角的方式判定支路是否发生漏电接地故障，及时进行故障保护。对监控分站的硬件结构进行设计，以串口通信与以太网通讯进行分级组网，实现系统数据的远程通信功能，提高了信号的抗干扰能力。
关键词：矿井供电;智能监控;系统设计
引言
随着国民经济的快速发展，社会对安全、高效的用电要求日益提高，为了适应新时代的要求，国家电网加大对矿井供电建设的投入，将更多新技术和新方法应用于矿井供电的智能化建设，矿井供电的智能化一步步深入到电厂、变电站和配电房，甚至小到配电箱的智能化。传统的配电箱主要用于用电设备的控制、配电，和保护线路的过载、短路、漏电。管理人员无法与配电箱进行互动以及实现灵活控制。当前安卓设备的普及，对配电箱的操作也更加便捷。人们对智能用电的呼声越来越高，逐渐进入人们生活的智能用电技术也受到了广泛的关注和重视。良好的配电箱智能监控系统包括电能采集计量、远程监控、友好的用户界面等功能。根据现实的需求，设计了配电箱智能监控系统，包括配电箱终端、云平台、手机APP和上位机软件。系统能够准确获取配电箱运行状态、电能参数以及环境温度等实时消息，并上传至云平台。操作人员不仅可以在电脑客户端上查看相关信息，进行相应的控制，还可以用手机客户端进行相似的操作，这样对配电箱的使用功能进行了丰富，对传统配电箱的不足进行了弥补，有效监控了用电过程，满足智能化时代的配电需求。
1系统整体结构及功能设计
供电监控系统需要实现的核心功能包括：①远程监控功能，实时监测设备的运行状态及开关量，对异常工作状态进行报警，将工作信息转换为可视化的数据与曲线，通过上位机远程控制系统动作等;②存储功能，将设备的历史数据存储到系统磁盘，附带有时间标签;③集中管理，对保护器的参数进行集中设置与整定，实现最优配置。按照结构可划分为地面集中监控平台、监控分站层和现场设备层。地面集中监控平台提供数据服务功能，负责对供电系统的远程监控与分析;监控分站主要实现供电系统的就地监控、数据转换与数据存储等功能，通过以太网实现与地面监控平台和其他监控分站的组网通讯;现场设备层包括高爆开关与低压启动器等设备，负责终端数据的采集与处理功能，通过RS485串口通信传输入监控分站。
2矿井供电智能监控系统设计
2.1供电网络监控系统优化改造分析
整个智能监控系统包括高压开关综保系统、井下数据传输通讯系统、地面集控平台等。其中，高压开关综保系统的功能是对井下各用电分区网络进行全面保护，通过对实时采集的供电网络运行相关参数的分析研判，能够判定系统运行状态，一旦发现存在故障隐患，会立即发出保护动作信号;系统在接收到相关信息后会立即操控相应区域电网断电，确保将故障影响控制在最小范围。井下数据传输通讯系统的功能是实现井下各个保护装置与地面集控平台间的数据交换和传输，其采用的通讯方式为RS485总线通讯，各分站之间按照国际标准布设同类型数据转换接口，在确保数据传输高效的同时具备良好的抗干扰性。地面集控平台的功能是对井下各作业分站进行全面的监测，并将收集到的数据分析汇总后以图表的形式显示在监控界面，方便井上技术人员实时掌握井下各个分区电网运行情况;同时，集控平台还具备远程控制功能，允许作业人员对各监控分站进行远程操控。
2.2系统通讯网络的设计
网络协议即网络（包括互联网）中传递、管理信息的一些规范。通讯网络的设计主要包括管理层网络和设备层网络的设计，两层网络结构设计可采用不同协议，但必须具备良好的互通性。根据既定设计思路，管理层网络设计采用EtherNet/IP网络协议，该协议模式比较常见，稳定性较高，能够适用于数据量较大的网络系统;而设备层网络因设备多、线路多，容易造成数据的干扰或阻塞，设计采用一个主站多个从站的架构，通讯协议采用RS-485模式，该模式信息传输稳定、抗干扰性强，适用性较好。
2.3高压开关综保装置作业原理
选用的高压开关综保装置由互感装置、滤波装置和整流电路等构成。作业时，高压开关综保装置借助互感装置对供电线路的三相电流、电压等进行监控，所采集的交流电信号再通过滤波装置转化为直流信号，同时在收集数据时系统也会自行对电网绝缘信号进行滤波处理，所有采集信号转化完成后借助转换电路将模拟信号进一步转化为数字信号。而高压开关综保装置在接收到数字信号后，会将相关信息与预设的转换逻辑予以对比分析，对系统运行的状态做出判定，从而确定是否进行保护动作。整个高压开关综保装置配设RS485总线数据端口，可以实时显示监测所得数据和保护装置作业状态，同时装置外套屏蔽外壳具有良好的防爆能力和防電磁干扰性能，可以有效适应井下各类作业环境，确保数据传输的稳定、可靠。
2.4系统应用情况分析
一是空气压缩机运行情况稳定，压力数据反馈平稳，风压供给充足;二是节能效果充分显现，实施变频改造后，空气压缩机的运行功率和台数根据实际风压需求量得到实时调整，最大限度降低了设备空转或低负荷运转的时间，减少了人工干预的停开机次数，降低了对电网的冲击;三是减少了设备的无功损耗，能够降低设备故障率，延长了设备使用寿命;四是人机交互性较好，便于操作，在设备发生故障时及时发出预警并提供处置方案，安全性高。
结语
设计的矿井供电智能监控系统，可以实现对井下供电网络的远程实时监控;采用防越级跳闸技术与漏电保护技术，提高了数据采集的精确度，可对故障支路精确定位，防止事故范围扩大。系统以串口通信与以太网通信分级组网的方式，减少了信号传输过程消耗的时间，提高了抗干扰能力，为保护器的准确动作提供数据支持。
参考文献
[1]荆志仁.空气压缩机智能控制器的研发及远程监控技术研究[D].青岛：青岛科技大学，2018.
[2]张振宇.2D-90往复式压缩机PLC控制系统的开发研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2018.
[3]许桂云，董明，王永红.螺杆式空气压缩机智能控制技术研究与应用[J].液压气动与密封，2020，40（3）：24-27.
[4]李哲.煤矿空气压缩机变频调速控制系统设计[J].机械工程与自动化，2020（1）：199-200;203.
[5]程莹萍.基于PLC的空压机远程监控平台设计[J].自动化应用，2019（5）：77-78;84.
关键词：矿井供电;智能监控;系统设计
引言
随着国民经济的快速发展，社会对安全、高效的用电要求日益提高，为了适应新时代的要求，国家电网加大对矿井供电建设的投入，将更多新技术和新方法应用于矿井供电的智能化建设，矿井供电的智能化一步步深入到电厂、变电站和配电房，甚至小到配电箱的智能化。传统的配电箱主要用于用电设备的控制、配电，和保护线路的过载、短路、漏电。管理人员无法与配电箱进行互动以及实现灵活控制。当前安卓设备的普及，对配电箱的操作也更加便捷。人们对智能用电的呼声越来越高，逐渐进入人们生活的智能用电技术也受到了广泛的关注和重视。良好的配电箱智能监控系统包括电能采集计量、远程监控、友好的用户界面等功能。根据现实的需求，设计了配电箱智能监控系统，包括配电箱终端、云平台、手机APP和上位机软件。系统能够准确获取配电箱运行状态、电能参数以及环境温度等实时消息，并上传至云平台。操作人员不仅可以在电脑客户端上查看相关信息，进行相应的控制，还可以用手机客户端进行相似的操作，这样对配电箱的使用功能进行了丰富，对传统配电箱的不足进行了弥补，有效监控了用电过程，满足智能化时代的配电需求。
1系统整体结构及功能设计
供电监控系统需要实现的核心功能包括：①远程监控功能，实时监测设备的运行状态及开关量，对异常工作状态进行报警，将工作信息转换为可视化的数据与曲线，通过上位机远程控制系统动作等;②存储功能，将设备的历史数据存储到系统磁盘，附带有时间标签;③集中管理，对保护器的参数进行集中设置与整定，实现最优配置。按照结构可划分为地面集中监控平台、监控分站层和现场设备层。地面集中监控平台提供数据服务功能，负责对供电系统的远程监控与分析;监控分站主要实现供电系统的就地监控、数据转换与数据存储等功能，通过以太网实现与地面监控平台和其他监控分站的组网通讯;现场设备层包括高爆开关与低压启动器等设备，负责终端数据的采集与处理功能，通过RS485串口通信传输入监控分站。
2矿井供电智能监控系统设计
2.1供电网络监控系统优化改造分析
整个智能监控系统包括高压开关综保系统、井下数据传输通讯系统、地面集控平台等。其中，高压开关综保系统的功能是对井下各用电分区网络进行全面保护，通过对实时采集的供电网络运行相关参数的分析研判，能够判定系统运行状态，一旦发现存在故障隐患，会立即发出保护动作信号;系统在接收到相关信息后会立即操控相应区域电网断电，确保将故障影响控制在最小范围。井下数据传输通讯系统的功能是实现井下各个保护装置与地面集控平台间的数据交换和传输，其采用的通讯方式为RS485总线通讯，各分站之间按照国际标准布设同类型数据转换接口，在确保数据传输高效的同时具备良好的抗干扰性。地面集控平台的功能是对井下各作业分站进行全面的监测，并将收集到的数据分析汇总后以图表的形式显示在监控界面，方便井上技术人员实时掌握井下各个分区电网运行情况;同时，集控平台还具备远程控制功能，允许作业人员对各监控分站进行远程操控。
2.2系统通讯网络的设计
网络协议即网络（包括互联网）中传递、管理信息的一些规范。通讯网络的设计主要包括管理层网络和设备层网络的设计，两层网络结构设计可采用不同协议，但必须具备良好的互通性。根据既定设计思路，管理层网络设计采用EtherNet/IP网络协议，该协议模式比较常见，稳定性较高，能够适用于数据量较大的网络系统;而设备层网络因设备多、线路多，容易造成数据的干扰或阻塞，设计采用一个主站多个从站的架构，通讯协议采用RS-485模式，该模式信息传输稳定、抗干扰性强，适用性较好。
2.3高压开关综保装置作业原理
选用的高压开关综保装置由互感装置、滤波装置和整流电路等构成。作业时，高压开关综保装置借助互感装置对供电线路的三相电流、电压等进行监控，所采集的交流电信号再通过滤波装置转化为直流信号，同时在收集数据时系统也会自行对电网绝缘信号进行滤波处理，所有采集信号转化完成后借助转换电路将模拟信号进一步转化为数字信号。而高压开关综保装置在接收到数字信号后，会将相关信息与预设的转换逻辑予以对比分析，对系统运行的状态做出判定，从而确定是否进行保护动作。整个高压开关综保装置配设RS485总线数据端口，可以实时显示监测所得数据和保护装置作业状态，同时装置外套屏蔽外壳具有良好的防爆能力和防電磁干扰性能，可以有效适应井下各类作业环境，确保数据传输的稳定、可靠。
2.4系统应用情况分析
一是空气压缩机运行情况稳定，压力数据反馈平稳，风压供给充足;二是节能效果充分显现，实施变频改造后，空气压缩机的运行功率和台数根据实际风压需求量得到实时调整，最大限度降低了设备空转或低负荷运转的时间，减少了人工干预的停开机次数，降低了对电网的冲击;三是减少了设备的无功损耗，能够降低设备故障率，延长了设备使用寿命;四是人机交互性较好，便于操作，在设备发生故障时及时发出预警并提供处置方案，安全性高。
结语
设计的矿井供电智能监控系统，可以实现对井下供电网络的远程实时监控;采用防越级跳闸技术与漏电保护技术，提高了数据采集的精确度，可对故障支路精确定位，防止事故范围扩大。系统以串口通信与以太网通信分级组网的方式，减少了信号传输过程消耗的时间，提高了抗干扰能力，为保护器的准确动作提供数据支持。
参考文献
[1]荆志仁.空气压缩机智能控制器的研发及远程监控技术研究[D].青岛：青岛科技大学，2018.
[2]张振宇.2D-90往复式压缩机PLC控制系统的开发研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2018.
[3]许桂云，董明，王永红.螺杆式空气压缩机智能控制技术研究与应用[J].液压气动与密封，2020，40（3）：24-27.
[4]李哲.煤矿空气压缩机变频调速控制系统设计[J].机械工程与自动化，2020（1）：199-200;203.
[5]程莹萍.基于PLC的空压机远程监控平台设计[J].自动化应用，2019（5）：77-78;84.