基于礦用電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)新煤礦新型節(jié)電管理的研究

楊焱

【摘 要】通過(guò)礦用電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量的強(qiáng)大功能，不斷擴(kuò)展管理方法，在節(jié)電方面、設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)方面、設(shè)備供電安全方面等取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用效果，并總結(jié)豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。

【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(guān)鍵詞】計(jì)量系統(tǒng)；功能；節(jié)電管理

【Keywords】 metering system；function；power saving management

【中圖分類(lèi)號(hào)】KJ516 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0015-02

1 背景

隨著煤礦生產(chǎn)地區(qū)的不斷延伸，礦井電力等能耗逐漸增加，用電管理中存在的問(wèn)題越來(lái)越多，傳統(tǒng)的人工處理方法越來(lái)越不適應(yīng)管理需要，對(duì)煤礦系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控具有極為重要的作用。長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦計(jì)量各種能耗和電力信息多以紙質(zhì)記錄為主，用電信息管理依據(jù)只能以紙質(zhì)記錄為基礎(chǔ)而且，數(shù)據(jù)單一，對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)法系統(tǒng)處理。由于企業(yè)管理的精細(xì)化要求，數(shù)據(jù)的數(shù)量和規(guī)模日益擴(kuò)大，逐漸顯露出難以復(fù)制、存檔、查找、綜合各種相關(guān)報(bào)表材料等問(wèn)題，例如，紙張不易保存，易受潮、污染、發(fā)霉，字跡不清晰，搜索數(shù)據(jù)時(shí)需要翻閱大量記錄文檔，不僅時(shí)間長(zhǎng)，而且效率低，復(fù)制成本高，數(shù)據(jù)不易綜合利用，需要消耗大量人力、物力和時(shí)間對(duì)這些紙質(zhì)材料進(jìn)行加工整理，而且經(jīng)常出錯(cuò)，而現(xiàn)有的信息技術(shù)可以有效地改善這些狀況。

2 礦用電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的工作原理

2.1 礦用隔爆型多路電參數(shù)計(jì)量顯示箱

計(jì)量顯示箱作為各變電所的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主要由嵌入式工控機(jī)、多路電參數(shù)采集模塊（電度計(jì)量模塊）、高精度電流傳感器（安裝于被測(cè)設(shè)備內(nèi)部）、工業(yè)級(jí)開(kāi)關(guān)電源等組成。系統(tǒng)自帶的“KBDX-2模塊檢測(cè)軟件”作為運(yùn)行平臺(tái)，操作簡(jiǎn)便。

計(jì)量顯示箱擔(dān)負(fù)著電量數(shù)據(jù)采集，就地集中顯示的重要任務(wù)，數(shù)據(jù)信號(hào)最終通過(guò)以太網(wǎng)接口輸出，與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。

2.2 高精度電參數(shù)采集模塊

KBDX-2模塊是專(zhuān)門(mén)針對(duì)煤礦供電設(shè)備特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的一款智能型三相電參數(shù)綜合采集模塊，結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)的智能電測(cè)計(jì)量技術(shù)，根據(jù)煤礦井下供電系統(tǒng)特點(diǎn)，進(jìn)行了多項(xiàng)結(jié)構(gòu)、功能改進(jìn)及優(yōu)化：專(zhuān)門(mén)針對(duì)煤礦1140（660）V供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，其輸入三相電壓可直接掛接在三相動(dòng)力線路上（無(wú)須任何PT或電壓等級(jí)變換），且1140V或660V兩種電壓等級(jí)自動(dòng)適應(yīng)（不需任何設(shè)置或切換）、三相電流（0～1000A）。如圖1 KBDX-2三相電參數(shù)采集模塊安裝示意圖所示。

過(guò)載能力：1.4倍量程輸入可正確測(cè)量；瞬間（<10周波）電流5倍，電壓3倍量程不損壞。（傳統(tǒng)的機(jī)械式電表或普通電表過(guò)載后即有可能燒壞）三表法準(zhǔn)確測(cè)量三相三線制交流電路中的三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電度等電參數(shù)。

3 數(shù)字化用電管理可行性分析

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

辛安礦井下有一個(gè)單獨(dú)的環(huán)網(wǎng)，具有高帶寬，高可靠性的特點(diǎn)，本系統(tǒng)能夠充分利用現(xiàn)有的礦井工業(yè)環(huán)網(wǎng)，把煤礦各變電所三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電度等電參數(shù)采集到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，并統(tǒng)一存儲(chǔ)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。

電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)以礦井工業(yè)環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)傳遞信息，提高了礦井環(huán)網(wǎng)的利用，使環(huán)網(wǎng)更加集成化，多元化，礦內(nèi)網(wǎng)任何一臺(tái)客戶(hù)端只要安裝工業(yè)組態(tài)軟件ForceControl 6.1（力控），就能觀測(cè)到系統(tǒng)用電設(shè)備的用電情況，為管理者提供用電、節(jié)電管理的理論依據(jù)。為保證系統(tǒng)的安全性，F(xiàn)orceControl 6.1（力控）還為不同管理者提供不同的管理權(quán)限。

3.2 普通權(quán)限

普通權(quán)限中的電度查看功能，為一般用戶(hù)提供了能夠隨時(shí)查詢(xún)具體的用電單元各項(xiàng)電能參數(shù)，界面主要顯示為每個(gè)設(shè)備的用電量、設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱(chēng)、采集器狀態(tài)等信息。直接點(diǎn)擊每個(gè)“電表模塊”圖標(biāo)即可查看該供電表模塊內(nèi)部詳細(xì)電參數(shù)信息。

通過(guò)圖2可見(jiàn)該界面主要實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)設(shè)備電量數(shù)據(jù)查詢(xún)，在畫(huà)面右側(cè)“時(shí)間選擇”欄內(nèi)選擇需要查詢(xún)的起-止時(shí)間段，點(diǎn)擊“查詢(xún)”按鈕即可查看該時(shí)段內(nèi)電表讀數(shù)及電量結(jié)算數(shù)據(jù)，“用電量”=截止時(shí)間讀數(shù)-起始時(shí)間讀數(shù)。管理者可以通過(guò)該功能考核現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)相關(guān)節(jié)電管理規(guī)定執(zhí)行情況。該功能還能有效的查詢(xún)用電設(shè)備的功率因數(shù)，從而能夠得出設(shè)備的利用率，已幫助管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)較低的用電設(shè)備，采取措施提高設(shè)備的利用率。

4 節(jié)電管理實(shí)踐

礦用電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)投入運(yùn)行后，有效解決了電量考核的問(wèn)題，電能考核組每月月底將各泵房水泵運(yùn)轉(zhuǎn)記錄收集到一起，對(duì)照系統(tǒng)中“電度查看功能”對(duì)井下各泵房水泵各個(gè)時(shí)段的運(yùn)行情況進(jìn)行核對(duì)，進(jìn)行峰谷對(duì)比，分析泵房司機(jī)是否按規(guī)定執(zhí)行泵房開(kāi)停泵制度，分析報(bào)告，及整改措施反饋至科務(wù)會(huì)，由科務(wù)會(huì)安排措施落實(shí)，電能考核組再對(duì)措施落實(shí)情況進(jìn)行考核，進(jìn)行閉合管理，如圖3所示。

該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)對(duì)井下泵房用電情況進(jìn)行計(jì)量，顯示峰谷比例情況，有利于該礦對(duì)泵房負(fù)荷使用情況及時(shí)進(jìn)行掌握，運(yùn)用科學(xué)的手段查找和堵塞漏洞，達(dá)到節(jié)省電能的目的。

5 社會(huì)效益

礦用電參數(shù)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)不僅在節(jié)約電能方面發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，而且計(jì)量系統(tǒng)所帶的電壓、電流、功率等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)顯示功能，還為管理者實(shí)時(shí)掌握設(shè)備狀況，提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，論文提到的供電系統(tǒng)減少了變壓器的維護(hù)量；運(yùn)輸、壓風(fēng)、排水系統(tǒng)中不僅提高了設(shè)備的利用率，而且還加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備檢修質(zhì)量的考核，大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。