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图1-1系统构成示意图
某矿准备设计的电力监控系统能对-837变电所、-845绞车房变电所、
东巷迎头变电所的高、低压开关＜高压真空配电装置、高压真空磁力起动器、低压真空馈电开关）的主要电力参数进行连续监控，地面控制中心设在某矿机电科电力调度室。
由控制中心监测、监控变电所的电参数，并同时能随时调看各个变电所的视频监控画面。
变电所系统模拟图见附图1
根据现场情况统计，某矿要接入系统的变电所情况如下：
序
号
变电所名称
高压开关＜
型号/数
量）
低压馈电开
关数量
预计完
成时间
备注
1
-700东巷迎
头变电所
隔爆型：
11
台
5台
09年9
月
低压馈电为老式浙江新宏基的产品<需要更换）
2
-837变电所
隔爆型：
12
台
8台
2018
年
高爆开关为常州武进矿用设备厂产品；低压馈电为浙江新宏基的产
品；
3
-845绞车房
变电所
隔爆型：
14
台
9台
2018
年
2.1地面部分
地面部分由电源避雷器、监控工作站、备用工作站、打印机、网络交
换机、WT-8110SA-S1网络传输光端机等组成。
系统软件平台为
Windows，系统可对井下变电所进行远程实时监控，实现事件记录的存储与检索打印，实现各种曲线报表的存储检索与打印，实现保护定值远程设置，实现电度量管理，实现故障的存储与分析，最终实现变电所的无人值守。
2.2井下部分
2.2.1KJF213井下电力信号传输站
KJF213井下电力信号传输站主要完成型矿用隔爆型高压真空配电装置、矿用隔爆型低压真空馈电开关与地面监控中心的通信。
分站把综合保护器的各种电参量传送给地面监控中心工控机，另外，把工控机发出的控制指令<保护定值修改、分/合闸操作、装置复位）传送给综合保护器，由综合保护器来执行工控机的命令，从而可靠地完成对被控设备的控制。
选用光纤以太环网，增强通信抗电磁干扰能力，传输速率为10M/100M自适
应，传输距离大于10Km。
传输站的使用方法与接线参见《KJF213井下电力信号传输站使用说明书》。
2.2.2KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器
KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器，主要应用于煤矿井下含有爆炸性气体的环境中，为KJ316井下供电监测监控系统中矿用隔爆型高压真空配电装置、矿用隔爆型低压真空馈电开关与KJF213井下电力信号传输站
连接形成CAN现场总线网络，使矿用隔爆型高压真空配电装置、矿用隔爆型低压真空馈电开关内CAN总线电路输出信号达到非安转换本安要求而设
计的。
并能提供通信分支线与总线连接的功能。
隔离器的使用方法与接线参见《KJA103矿用隔爆兼本安型信号隔离器使用说明书》。
223GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合保护装置
GZB-ARM-9110型嵌入式智能型高压综合保护装置采用32位ARM嵌
入式处理器以及专用的电参量检测芯片和先进的铁电存储技术，通过交流采样法直接监测电力系统高、低压开关柜的电网二次侧交流信号，经过数字信号处理，计算出电压、电流、有功、无功、功率因数、工频频率等电气参量，传送给KJF213井下电力信号传输站。
保护、测量、监视、控制、通讯功能齐全，保护定值在线可调，精度高，全中文液晶显示，界面友好，其技术水平处于国内同行业领先，现被广泛使用。
2.2.4GLZD-A1智能通讯协议转换隔离接口
因为国内各高、低压开关生产厂家的通信接口、通讯协议不同，而且物理接口大多采用RS485通讯方式，但随着技术的发展，CAN总线相比较RS485有很多技术上的优势，并已被公认为最有前途的现场总线之一。
因此需对本厂外的产品进行技术改造，以实现供电系统的各种功能。
利用
GLZD-A1智能通讯协议转换隔离接口，具有良好的电磁兼容性和电气隔离性
2.5技术特色与产品优越性
KJ316井下供电监测监控系统采用分层分布式结构，除了具有一般分布式系统所具备的高可靠性、灵活性和可扩展性以及系统构成和维护的简易性外,优越性体现在以下几个方面：
完整的变电站自动化解决方案：
KJ316从方案设计开始，始终贯彻的
设计思想是以高性能的子系统构筑优异的变电站自动化系统，避免以
往采用拼凑式构成的变电站自动化系统从单元设备、通信网络到监控
系统等诸方面给整个系统带来的限制，以减少从项目设计、生产、运
行到维护以及系统扩展等各个环节的协调工作量，从而使系统构成的方式更加清晰，使系统信息的获得更加快捷，使系统维护的工作更加简单，使系统扩展更加方便。
全以太网无瓶颈的快速响应系统：
KJ316从间隔层的单元设备采用以太网的通信方式，加之单元设备内部采用了高效率的平衡式通信方式，使得KJ316在信息的采集、传输、响应等各个环节都较以往的分布式系统有了质的飞跃。
安全性：
利用屏幕显示器可以连续监测电力系统的运行情况，及时发现事故，有助于防止事故扩大和缩短停电时间。
经济性：
合理地调配电力，为用户减轻电费支出。
提高电网运行质量：
运用计算机监测管理平抑电力负荷的峰谷，使电网在较为经济合理的条件下运行。
运行记录自动化。
减员增效、无人职守。
组网功能：
利用计算机组成局域网，可以很方便地在各职能部门设置工作站，使各级领导在办公室就可以及时了解到整个电网的运行情况。
2.6性能指标
2.6.1使用环境
2.6.1.1系统中用于机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作：
环境温度：
15〜35C；
相对湿度：
45%〜75%什25E>;
温度变化率：
小于10°C/h，且不得结露；
大气压力：
86〜106kPa；
GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
2.6.1.2除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下
正常工作：
环境温度：
0〜＋40C；
平均相对湿度：
w95%<+25C）；
大气压力：
80〜106kPa；
有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。
2.6.2供电电源
2.6.2.1地面设备交流电源：
额定电压：
220V,允许偏差—25%〜+20%;
谐波：
w5%;
频率：
50Hz，允许偏差土5%;
2.6.2.2井下设备交流电源：
额定电压：
100V/127V,允许偏差—25%〜+20%;
谐波：
w10%;
频率50Hz,允许偏差土5%;
2.6.3硬件安装平台
工控机，额定工作电压AC220V,50HZ,电源波动范围-10%〜+10%;
CPU:
Intel奔腾W处理器，主频2.0GHz以上；内存：
512M以上；
硬盘：
80G以上；显卡：
标准VGA，32位真彩色；以太网口：
10M/100MH适应；网卡：
10/100Mbps；显示器分辨率：
1024X768。
2.6.4软件平台
操作系统：
windows9X/NT、windowsXP；数据库：
SQLServer2000；
Delphi
2.6.5系统传输通道
交换机与WT-8110SA-S1网络传输光端机：
TCP/IP传输、10M/100Mbps、最大传输距离50m＜使用五类双绞线）；WT-8110SA-S1网络传输光端机与KJF213井下电力信号传输站：
TCP/IP光传输、10M/100Mbps、最大传输距离10km＜使用MGTSV煤矿用阻燃通信光缆，传输波长1310nm）；
KJF213井下电力信号传输站到KJA103隔离器：
CAN、20Kbps、最大传输距离1km＜使用MHYVRP矿用通信电缆，导体截面不小于1.5mm2）。
KJA103隔离器到GZB-ARM-9110型嵌入式智能型综合保护装置：
CAN、20Kbps、最大传输距离20m＜使用MHYVRP矿用通信电缆，导体截面不小于1.5mm2）。
三、系统基本功能、主要性能指标、传输性能
3.1系统基本功能
3.1.1数据采集功能
对高压开关所采集到的三相电压、三相电流、零序电压、零序电流、功率因数、电网频率、绝缘监视电阻模拟量，系统具有传输、显示及超限报警功能；对低压馈电开关所采集到的三相电压、三相电流、绝缘电阻模拟量，系统具有传输、显示及超限报警功能；对高压开关、低压馈电开关所采集的断路器状态开关量，系统具有传输、显示功能；对高压开关所统计的累计电量，系统具有传输、显示功能。
3.1.2控制功能：
系统具有就地自动、就地手动、远程手动设置高压开关、低压馈电开关的断路器状态＜分闸/合闸）功能，在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能；系统具有通过地面中心站远程手动遥控解除高压开关、低压馈电开关故障状态功能，在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能；系统具有就地手动、远程手动设置高压开关、馈电开关的保护参数值功能，在中心站进行远程控制时具有操作权限和操作记录功能。
高压开关、低压馈电开关具有就地自动的过载保护、短路保护、过压保护、低压保护、绝缘监视保护、漏电保护功能。
当高压开关的过载、短路、过压、低压、绝缘监视、漏电故障保护未解除之前高压开关保持分闸闭锁状态。
故障消除后，必须就地手动或远程手动复位分闸闭锁状态。
低压馈电开关具有过载保护、短路保护、漏电保护功能。
当低压馈电开关的过载、短路、漏电故障保护未解除之前低压馈电开关保持分闸闭锁状态。
故障消除后，必须就地手动或远程手动复位分闸闭锁状态；当发生拒分或拒合时，系统具有报警功能。
3.1.3系统具有存储和查询功能。
存储的内容包括：
保护器故障的报警装置名称、事件类型、记录时刻及事件参数；开关量控制操作的装置名称、操作类型、操作人及操作输出时刻；断路器动作的装置名称、动作时刻、动作类型及断路器状态；装置故障报警时的装置名称、故障时刻及断路器状态；高压开关的累计电量。
3.1.4显示功能
a）系统具有列表显示功能，其中：
高压开关模拟量采集显示内容包括：
装置名称、装置在线状态、三相电压、二相电流、累计电量和断路器状态；馈电开关模拟量采集显示内容包括：
装置名称、装置在线状态、单相电压、三相电流和断路器状态；
磁力起动器模拟量采集显示内容包括：
装置名称、装置在线状态、三相电压、三相电流和断路器状态；
b）系统具有系统布置图显示功能，显示内容为分站设备的名称和运行状态，点击分站设备可以调出该分站配接装置接线图。
c）系统具有模拟动画显示功能，显示内容为配接设备的在线状态、合闸、分闸三种不同状态，并且具有分页显示方式，点击可以显示相应模拟量数值和断路器状态。
d）系统具有虚拟仪表显示功能，显示内容包括：
仪表和曲线形式显示当前该设备的所采集到的模拟量值、设备保护参数值和保护功能开启情况，点击控制命令可以调出控制菜单。
3.1.5打印功能系统具有实时报表打印功能。
包括：
事件报表、控制操作日志、断路器动作日志等。
3.1.6人机对话功能系统具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用、控制命令输入。
3.1.7自诊断功能系统具有自诊断功能，当系统中高压开关、馈电开关等设备发生故障时，语音报警并记录故障名称和故障时刻，以供查询及打印。
3.1.8双机切换功能
系统中主机为双机备份，具有手动切换功能，值班人员每日24小时内应时
时刻刻观察工作主机的操作界面，即时发现工作主机的故障，立即手动更换接线至已通电待用的备用主机，使备用主机投入正常工作，期间花费时间应不大于5min。
3.1.9数据备份功能系统具有数据自动备份功能，在不同的硬盘上进行自动数据备份，备份时间间隔为1min。
3.1.10双电源自动切换功能系统井下设备具备双回路电源接入，当一路电源停电后，二路电源能自动投切上，保证了系统能继续工作，对处于带电工作状态的开关进行电压、电流＜模拟
量）及断路器状态＜开关量）等主要监控量继续监控。
3.2其他功能
a）系统具有网络通讯功能；
b）系统具有软件自监视功能；
c）系统具有软件容错功能；
d）系统具有实时多任务功能。
3.3主要性能指标
3.3.1控制执行时间：
控制执行时间不大于30s,就地控制执行时间应不大于2s。
332画面响应时间：
调出整幅画面85%的响应时间w2S,其余画面w5S;
3.3.3模拟量传输处理误差：
对高压开关、馈电开关所采集的模拟量，系统传输误差w1.0%；
3.3.4误码率w10_8；
3.3.5最大监视容量：
系统允许接入的分站数量为30台；每台分站接入的终端保
护器数量为60台；
3.3.6双机切换时间：
值班人员每日24小时内应时时刻刻观察工作主机的操作界面,即时发现工作主机的故障,立即手动更换接线至已通电待用的备用主机,使备用主机投入正常工作,从工作主机故障到备用主机投入正常工作时间w5min；
3.3.7双回路电源切换时间：
在一路电源停电后，二路电源投切的时间w
0.1S；
3.3.8存储时间：
高压开关、低压馈电开关故障报警时装置名称、报警时间、报警类型和报警参数；用户对系统操作时的操作人、操作类型及操作时间以及电压和电流；高压开关累计电量、保护器断路器状态改变发生时刻及状态、控制操作日志、断路器动作日志等记录保存1年以上,当系统
主机发生故障时，丢失上述信息的时间长度w5min；
339最大传输距离：
工控机至交换机之间的最大传输距离：
50m五类双绞
线〉；交换机至WT-8110SA-S光纤收发器之间的最大传输距离：
50m五类双绞线>；WT-8110SA-S光纤收发器至分站之间的最大传输距离：
10Km分站至隔离器之间的最大传输距离：
1Km20m（MHYV电缆或MHYV电缆>；
3.3.10传输性能
3.3.10.1工控机至交换机
a>传输方式：
TCP/IP电缆传输方式；
b>传输速率：
10M/100Mbps；
3.3.10.2交换机与WT-8110SA-S网络光端机
a）传输方式：
TCP/IP电缆传输；
b）传输速率：
10M/100Mbps；
3310.3WT-8110SA-S网络光端机与KJF213分站
a）传输方式：
TCP/IP光传输；
b）传输速率：
10M/100Mbps；
3.3.10.4分站与隔离器
a）传输方式：
多主式、全双工、CA总线通信方式；
b）传输速率：
20kbps；
3.3.10.5隔离器与开关
a）传输方式：
多主式、全双工、CAN、线通信方式；
b）传输速率：
20kbps；
五．电源与接地
5.1供电系统
为了保证供电监测系统的可靠工作，我们把能够影响系统正常运行的干扰源进行了分析比较，认为要使系统能够正常工作，必须在电源供给和接地处理上提出一定的措施来阻止或抑制干扰的影响。
根据供电监测系统的工作性质和特点，系统要求供给局电力调度中心和RTU两个独立可靠的电源，该电源回路内不应接入其它任何负载，以保证电源的稳定性。
控制中心的电源由矿方提供双电源。
供给计算机及外设部分的电源，先经过交流稳压电源，保证电源的稳定度，然后再加入不间断电源装置，以保证在一回路电源失电或瞬间断电时，不影响整个系统的正常运行。
UPS容量应可以保证系统在交流断电后系统维持正常工作3
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