基于矿用电参数自动计量系统的应用创新煤矿新型节电管理的研究

杨焱

【摘 要】通过矿用电参数自动计量的强大功能，不断扩展管理方法，在节电方面、设备运行和维护方面、设备供电安全方面等取得良好的经济效益和应用效果，并总结丰富的管理经验。

【Abstract】Through the powerful function of mine electric parameter automatic measurement， the management method is extended. It has achieved good economic benefits and application results in the aspect of power saving， equipment operation and maintenance， equipment power supply safety and so on， and summed up a wealth of management experience.

【關键词】计量系统；功能；节电管理

【Keywords】 metering system；function；power saving management

【中图分类号】KJ516 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0015-02

1 背景

随着煤矿生产地区的不断延伸，矿井电力等能耗逐渐增加，用电管理中存在的问题越来越多，传统的人工处理方法越来越不适应管理需要，对煤矿系统进行全方位的监控具有极为重要的作用。长期以来，煤矿计量各种能耗和电力信息多以纸质记录为主，用电信息管理依据只能以纸质记录为基础而且，数据单一，对数据无法系统处理。由于企业管理的精细化要求，数据的数量和规模日益扩大，逐渐显露出难以复制、存档、查找、综合各种相关报表材料等问题，例如，纸张不易保存，易受潮、污染、发霉，字迹不清晰，搜索数据时需要翻阅大量记录文档，不仅时间长，而且效率低，复制成本高，数据不易综合利用，需要消耗大量人力、物力和时间对这些纸质材料进行加工整理，而且经常出错，而现有的信息技术可以有效地改善这些状况。

2 矿用电参数自动计量系统的工作原理

2.1 矿用隔爆型多路电参数计量显示箱

计量显示箱作为各变电所的数据采集设备，主要由嵌入式工控机、多路电参数采集模块（电度计量模块）、高精度电流传感器（安装于被测设备内部）、工业级开关电源等组成。系统自带的“KBDX-2模块检测软件”作为运行平台，操作简便。

计量显示箱担负着电量数据采集，就地集中显示的重要任务，数据信号最终通过以太网接口输出，与上位机联网可实现远程抄表。

2.2 高精度电参数采集模块

KBDX-2模块是专门针对煤矿供电设备特点开发的一款智能型三相电参数综合采集模块，结合当今先进的智能电测计量技术，根据煤矿井下供电系统特点，进行了多项结构、功能改进及优化：专门针对煤矿1140（660）V供电网络设计，其输入三相电压可直接挂接在三相动力线路上（无须任何PT或电压等级变换），且1140V或660V两种电压等级自动适应（不需任何设置或切换）、三相电流（0～1000A）。如图1 KBDX-2三相电参数采集模块安装示意图所示。

过载能力：1.4倍量程输入可正确测量；瞬间（<10周波）电流5倍，电压3倍量程不损坏。（传统的机械式电表或普通电表过载后即有可能烧坏）三表法准确测量三相三线制交流电路中的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参数。

3 数字化用电管理可行性分析

3.1 系统结构

辛安矿井下有一个单独的环网，具有高带宽，高可靠性的特点，本系统能够充分利用现有的矿井工业环网，把煤矿各变电所三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参数采集到数据服务器中，并实现数据的统计和分析，并统一存储到历史数据库中。

电参数自动计量系统以矿井工业环网为基础传递信息，提高了矿井环网的利用，使环网更加集成化，多元化，矿内网任何一台客户端只要安装工业组态软件ForceControl 6.1（力控），就能观测到系统用电设备的用电情况，为管理者提供用电、节电管理的理论依据。为保证系统的安全性，ForceControl 6.1（力控）还为不同管理者提供不同的管理权限。

3.2 普通权限

普通权限中的电度查看功能，为一般用户提供了能够随时查询具体的用电单元各项电能参数，界面主要显示为每个设备的用电量、设备编号、设备名称、采集器状态等信息。直接点击每个“电表模块”图标即可查看该供电表模块内部详细电参数信息。

通过图2可见该界面主要实现对相应设备电量数据查询，在画面右侧“时间选择”栏内选择需要查询的起-止时间段，点击“查询”按钮即可查看该时段内电表读数及电量结算数据，“用电量”=截止时间读数-起始时间读数。管理者可以通过该功能考核现场人员对相关节电管理规定执行情况。该功能还能有效的查询用电设备的功率因数，从而能够得出设备的利用率，已帮助管理者及时发现功率因数较低的用电设备，采取措施提高设备的利用率。

4 节电管理实践

矿用电参数自动计量系统投入运行后，有效解决了电量考核的问题，电能考核组每月月底将各泵房水泵运转记录收集到一起，对照系统中“电度查看功能”对井下各泵房水泵各个时段的运行情况进行核对，进行峰谷对比，分析泵房司机是否按规定执行泵房开停泵制度，分析报告，及整改措施反馈至科务会，由科务会安排措施落实，电能考核组再对措施落实情况进行考核，进行闭合管理，如图3所示。

该系统能实时对井下泵房用电情况进行计量，显示峰谷比例情况，有利于该矿对泵房负荷使用情况及时进行掌握，运用科学的手段查找和堵塞漏洞，达到节省电能的目的。

5 社会效益

矿用电参数自动计量系统不仅在节约电能方面发挥了关键性作用，而且计量系统所带的电压、电流、功率等设备运行参数显示功能，还为管理者实时掌握设备状况，提供了数据依据，论文提到的供电系统减少了变压器的维护量；运输、压风、排水系统中不仅提高了设备的利用率，而且还加强了对设备检修质量的考核，大大延长设备的使用寿命。