1、煤礦電度自動計量及遠程抄表系統的研究與應用作者：袁慶海，羅上，孫盛東（山東濟寧運河煤礦有限責任公司，山東濟寧任城區南張鎮 272000）摘要： 隨著煤礦礦井的開拓延伸，煤礦井下供電網絡也隨之不斷變化延伸，供電系統日漸復雜，供電系統的電度計量工作量也逐漸增大，并且煤礦井下工作環境復雜，傳統的人工手工抄表已無法滿足現場電度計量的需要。采用煤礦電度自動計量及遠程抄表系統，可以對煤礦井下復雜環境（有煤塵、甲烷等）的供電系統進行實時檢測、計量。采用工業組態軟件ForceControl 6.1(力控)，作為開發及運行環境，可以實現人機界面運行系統與實時數據庫構成分布式監測系統。客戶端/服務器之間的通訊管理

2、是通過NETSERVER網絡通訊程序來進行，采用批量數據發送，通訊效率高，實現實時數據查看（電壓、電流、用電量等）、負荷曲線、峰谷平電量統計、電量報表查詢輸出、用電考核等功能。關鍵詞： 電度自動計量、遠程抄表、電量報表查詢及輸出第一章 引言1煤礦電度自動計量及遠程抄表系統概述煤礦電度自動計量及遠程抄表系統：是一種可以自動采集和記錄煤礦供電系統負荷的用電情況的系統，主要通過在井下各中央變電所、采區配電點、采區機電硐室等地點集中設置礦用隔爆型多路電參數計量顯示箱，通過在供電負荷控制設備上（如高壓柜、低壓饋電開關等）安裝供電計量模塊和配套的電流互感器，將負荷參數通過計量模塊傳輸到集中設置的隔爆型多路

3、電參數計量顯示箱內，然后通過光纜通訊傳輸到地面服務器，由地面服務器對采集的數據進行處理。實現實時數據查看（電壓、電流、用電量等）、負荷曲線記錄、峰谷平電量統計、電量報表查詢輸出、用電考核等功能2自動抄表系統的研究背景及意義2.1研究背景 煤礦井下工作環境復雜，隨著煤礦井下不斷開拓延伸，煤礦井下供電網絡日趨復雜，煤礦供電負荷計量數據量大，采用傳統的人工抄表方式已無法滿足煤礦井下現場供電負荷計量的需要，浪費大量人力、物力，并且人工抄表出錯率相對較高，增加了抄表人員的工作量。因此，對煤礦電度自動計量及遠程抄表系統的研究和應用顯得很有必要。2.2研究意義自動抄表技術從根本上克服了傳統人工抄表模式的弊端

4、，減少了人工抄表的工作量。并且可以根據電度計量系統計量的數據對井下用電負荷進行合理調整，更好的執行好用電避峰填谷制度，綜合考慮礦井負荷用電情況，可以方便、快捷對井下用電負荷進行控制，達到節省電能的目的。第二章 煤礦電度自動計量及遠程抄表系統方案設計1、運河煤礦煤礦電度自動計量及遠程抄表系統總體方案概述采用先進的智能電量測量技術、現場總線通訊技術、數據庫技術，對全礦用電設備用電量進行遠程集中監測，實現變電所各類開關、動力設備的用電高精度計量；遠程實時監測各路電參數；遠程抄表；遠程監控重點用電設備（如皮帶機）的運行狀況；自動生成各種報表，所有數據網絡共享，使管理者可以詳細直觀的掌握整個供電工區的設

5、備用電狀況、電力負荷分布等，為用電管理提供決策參考。電量數據通過內部網絡實時發布，提高煤炭生產用電管理自動化水平，真正實現管、控一體化，推進煤礦數字化進程。采用工業組態軟件開發監控軟件，實現設備的遠程監測監控，可以通過圖、表、曲線等方式進行數據顯示及分析處理。軟件支持EXCEL（電子表格）數據報表輸出，利用EXCEL的強大數據報表處理功能，可快速處理每月的電量數據統計及報表輸出，免去繁瑣的下井抄表、數據手工輸入工作，顯著提高辦公效率。（并徹底免除了人為抄表中存在的不確定因素）系統以安裝在每個變電所（配電點）的多路電參數計量顯示箱為核心，在需要計量的配電設備內部安裝終端數據采集設備，首先實現每個

6、變電所電參數的就地集中采集、處理及就地顯示。 每臺計量顯示箱最終通過自帶的以太網接口輸出，可就地接入每個變電所的電力監控分站，利用礦井現有通訊網絡實現地面遠程抄表及綜合電參數查看。2煤礦電度自動計量及遠程抄表系統的整體結構組成2.1我礦井上下供電系統現有狀況簡介我礦供電系統現有變電所和配電點主要有：地面35KV變電所、井下-490中央變電所、-725變電所、-490采區配電點、-725機電硐室。地面35KV變電所采用獨立的雙回路供電。設有兩臺容量8000KVA，變比35KV/6KV的主變。變電所內設有6KV配電室1個，共有6KV高壓柜28臺；兩臺容量630KVA，變比6KV/0.4KV的動力變

7、壓器，低壓配電室1個，共有380KV供電負荷20路。井下有-490中央變電所1個，電壓等級6KV，采用雙回路供電，供電電源來自地面變電所6KV配電室，共有 6KV高壓開關柜22臺。設有2臺KBSG-315/6/0.69型干式變壓器，0.66KV低壓供電負荷18路。 -725變電所1個，電壓等級6KV，采用雙回路供電，電源來自-490m水平中央變電所兩段，共有 6KV高壓開關柜19臺。設有2臺KBSG-315/6/0.69型干式變壓器，0.66KV低壓供電負荷15路。 -490采區配電點1個，電壓等級6KV，采用雙回路供電，一段電源引自地面35KV變電所6KV一段3723高壓柜，二段電源引自-4

8、90中央變電所17#高壓柜。共有高壓配電裝置9臺。 -725機電硐室1個，電壓等級6KV，采用雙回路供電，雙回路電源來自-725變電所兩段。安設1臺KBSG-630/6型干式變壓器，型號BGP9L高壓配電裝置共7臺，型號KBZ20-400饋電5臺。2.2 我礦電度自動計量及遠程抄表系統配置方案根據我礦現在井上下供電系統情況，電度自動計量及遠程抄表系統配置方案如下：分別在地面35KV變電所、-490中央變、-725變電所、-490采區配電點、-725機電硐室各設置一臺礦用隔爆型多路電參數計量顯示箱，在各變電所高壓柜、高壓配電裝置、低壓開關等負荷內配置專用電度計量模塊和電流互感器，作為電度計量參數

9、的取樣模塊。井下各計量箱之間采用光纖串口通訊，各取樣參數通過光纖傳輸到-490中央變電所計量箱內，通過井上下光纜傳輸到地面計量系統的光電轉換器；井上地面35KV變電所計量箱各參數也通過光纜直接傳輸到地面計量系統的光電轉換器。各取樣參數通過光電轉換器轉換為電信號后，通過網線傳輸到地面計量系統服務器，地面服務器通過設置連接到內網，將以上各配電點的以太網通訊信號直接引入就近的電力監控分站，按照調度室提供的IP地址及可用網段，逐臺進行設置及組網測試。現場組網測試完成后再通過地面調度室進行遠程通訊測試，最終實現地面遠程抄表及綜合電參數查看。附圖：運河煤礦電度自動計量及遠程抄表系統方案配置圖3電度自動計量

10、及遠程抄表系統主要設備簡介3.1礦用隔爆型多路電參數計量顯示箱計量顯示箱作為各配電點的數據采集設備，主要由嵌入式工控機、多路電參數采集模塊（電度計量模塊）、高精度電流傳感器（安裝于被測設備內部）、工業級開關電源等組成。前門配有鍵盤式鼠標，windows CE6.0操作系統作為運行平臺，操作簡便。計量顯示箱擔負著電量數據采集，就地集中顯示的重要任務，數據信號最終通過以太網接口輸出，與上位機聯網可實現遠程抄表。3.2高精度電參數采集模塊KBDX-2模塊是專門針對煤礦供電設備特點開發的一款智能型三相電參數綜合采集模塊結合當今先進的智能電測計量技術，根據煤礦井下供電系統特點，進行了多項結構、功能改進及

11、優化：l 專門針對煤礦1140（660）V供電網絡設計，其輸入三相電壓可直接掛接在三相動力線路上（無需任何PT或電壓等級變換），且1140V或660V兩種電壓等級自動適應（不需任何設置或切換）、三相電流（01000A）；l 過載能力：1.4倍量程輸入可正確測量；瞬間(<10周波)電流5倍，電壓3倍量程不損壞。 （傳統的機械式電表或普通電表過載后即有可能燒壞）l 三表法準確測量三相三線制交流電路中的三相電流、三相電壓（真有效值）、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度等電參數。l 內含標準的modbus-rtu通訊協議，可快速構建高可靠的工業測控系統。采用電磁隔離和光電隔離技術，電壓輸入、

12、電流輸入及通訊輸出三方完全隔離。l 測量精度電流、電壓：0.2級 ； 用電量：0.5級（優于傳統機械式電表）；第三章 電度自動計量及遠程抄表系統功能及應用介紹1主界面及用戶登錄管理界面主界面主要為本系統的通訊構成示意及遠程設備的通訊狀態顯示。畫面左側為工具欄，右上角顯示為當前登錄的用戶姓名。點擊左側工具欄的“用戶登錄”按鈕，彈出登錄框，輸入正確的密碼后即可登錄：系統目前只有1個用戶“管理員”，初始密碼為111111。用戶管理界面可實現密碼修改，新建用戶、刪除用戶、用戶權限級別設置等重要操作。2電度查看及實時界面：2.1電度查看界面電度查看界面主要顯示為每個設備的用電量、設備名稱、開關編號（采集

13、器安裝點）等信息。2.2實時報表界面本界面主要實時查看每個變電所的峰.谷.平.尖_時段電量及比例，窗口右上角的“導出EXCEL”、“導出PDF”用于將報表進行導出操作(此項功能相當于代替手工抄表操作)。2.3實時數據監測本界面可實時查看每個供電支路的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等實時數據。本界面同樣支持報表導出操作。2.4圖形顯示界面（立體餅狀圖）采用圖形化的方式將峰.谷.平.尖4個時段的用電量、百分比進行直觀的動態顯示，便于及時掌握每個設備在不同時段的用電情況。及時掌握每個設備在不同時段的用電情況，制定合理的用電措施。這是對“科學用電、節能減排”工作目標的重要體現。3電量

14、報表及查詢3.1 電量報表界面本界面主要實現電量數據查詢及報表輸出。按照報表項目可分為班報表、日報表、月報表、季度報表、年報表。3.2電量數據查詢首先選擇需要查詢的報表類型，然后輸入相應的“起始時間”，確定后即可顯示需要查詢的內容。3.3報表輸出鑒于目前多數用戶對報表輸出后，需要與辦公軟件（例如：office）結合使用的需求，電量報表可直接輸出excel、pdf等格式文件。當前表頁：輸出當前正在查看的表頁；所有表頁：輸出全部表頁（應確保其他表頁已經顯示查詢到電量數據，否則其他表頁輸出為空白）點擊上圖中的“路徑”按鈕，例如：將輸出的報表保存在電腦桌面，輸入文件名稱，點擊“保存”即可。4峰值記錄本

15、界面主要用于查看每個用電支路的最高電壓、電流、最大功率數據產生時間及數據記錄。5電表底數清零選擇相應的變電所，可對單個支路或整個變電所電表數據全部清零。第四章 系統組態軟件設計及應用本系統采用工業組態軟件ForceControl 6.1(力控)，作為開發及運行環境，下面詳細介紹組態軟件的安裝、啟動過程：1.在解壓后的“ForceControl6.1-sp3”文件夾下雙擊“Setup.exe”圖標，運行組態軟件安裝程序：正常情況下，分別依次安裝上圖中帶有紅色下劃線標記的幾項，每次安裝完成后提示“是否重啟計算機”，點擊“取消”即可（電腦不需要重啟）。以上幾項安裝完成后將“kaich注冊文件夾”下的

16、“MyS3.dll” 文件復制到力控6.0安裝目錄下，覆蓋原來文件即可。（例如："C:Program FilesPCAuto6"，這是默認在c盤的安裝目錄）2首次運行組態軟件組態軟件安裝完成后，雙擊桌面上的“力控Forcecontrol 6.1”即可打開組態軟件，打開“工程管理器”如下圖：首次打開工程管理器，默認的只是演示工程畫面，需要手工加入我們所需要運行的組態項目，點擊上圖中的“搜索”按鈕，則顯示如下：查找組態項目所在路徑及文件夾，點擊“確定”，則該項目會添加到工程管理器中。然后點擊“運行”按鈕，即可運行相應的組態項目。正常使用組態軟件：以上所述的是首次安裝組態及引入組態工程項目步驟。完成上述步驟后，在以后正常的使用過程中則直接打開桌面圖標“運行系統”，即可運行相應的組態畫面（無需再次搜索查找）。如下圖：第五章 結論煤礦電度自動計量及遠程抄表系統，采用先進的智能電量測量技術、井下防爆計量技術、現場總線通訊技術、數據庫技術，有效解決了傳統的計量方式的弊端，同時有效的降低了人力物力的成本，并且對全礦用電設備用電量進行遠程集中監測，實現變電所各類開關、動力設備的用電高精度計量；遠程實時監測各路電參數；遠程抄表；遠程監控重點用電設備的運行狀況；自動生成各