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中图分类号：X752文献标识码： A
随着矿井自动化管理程度的逐步提高，实现各变电所（配电点）电参数的远程实时查看、全矿用电量数据远程集中抄表将会给管理决策提供准确的依据和便利，及时掌握井下各种设备的能源消耗情况，是加强能源耗费管理的重要环节。
根据我矿供电系统布局的具体情况，对井下各变电所及其各配电点用电设备进行了综合分析，以“科学用电、节能降耗”为目标，设计了电参数计量系统，具体如下：
军城煤矿电参数计量系统设计范围：
井下中央变电所、各采区变电所总计高压39路，低压71路
一、总体技术特点:
系统总体方案:
系统以安装在每个变电所（配电点）的多路电参数计量显示箱为核心，在需要计量的配电设备内部安装终端数据采集器，首先实现每个变电所电参数的就地集中采集、处理及就地顯示。
每台计量显示箱最终通过自带的以太网接口输出，可就地接入每个变电所附近的环网交换机，利用矿井现有通讯网络实现地面远程抄表及综合电参数查看。
二、系统主要设备简介:
1.矿用隔爆型多路电参数计量显示箱
计量显示箱作为各配电点的数据采集设备，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、工业以太网交换机等组成。前门配有键盘式鼠标，windows CE6.0操作系统作为运行平台，信息查询和参数预置十分方便。
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.高精度电参数采集模块(KBDX-2)
专门针对煤矿供电网络设计，其输入三相电压可直接挂接在三相动力线路上（无需任何PT或电压等级变换），体积小巧、安装简便；
低压专用模块：1140V、 660V、380V三种电压等级自动量程识别（不需任何设置或切换）、三相电流（0～1000A），特别适用于低压馈电、低压配电柜等设备；
三相三线制、三线四线制完全自适应；
高压专用模块(10kV、6kV、3.3kV)：支持互感器穿孔的“二瓦特”电表接法，可完善解决只有2CT的配电设备。（小型互感器穿孔模块特别适用于高压柜、高防开关等设备）；
过载能力：2.4倍量程输入可正确测量；瞬间(<10周波)电流5倍，电压3倍量程而不损坏。 （井下供电系统往往出现过流、过负荷现象，而传统的机械式电表或普通电表过载后即有可能烧坏或计量不准）
峰、谷、平分时段电量直读：计量显示箱直接显示实际电量数据，无需任何人工换算。(以往高压柜、高防开关配置的普通电表，读数之后需要繁琐的变比换算，且存在换算误差，不利于提高工作效率)；
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（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参数。
内含标准的modbus-rtu通讯协议，可快速构建高可靠的工业测控系统。采用电磁隔离和光电隔离技术，电压输入、电流输入及通讯输出三方完全隔离。
测量精度
电流、电压：0.2级 ； 用电量：0.5级。
三、系统实施方案
1.在井下各变电所（配电点）安装多路电参数计量显示箱，将现场各供电支路电参数纳入统一采集、统一计量管理，首先实现各变电所（配电点）就地集中显示。
典型的现场总线构成示例如下：
2.将以上各配电点的以太网通讯信号直接引入就近的环网交换机，按照信息科分配的IP地址及可用网段，逐台进行设置及组网测试。
3．现场组网测试完成后再通过地面调度室进行远程通讯测试，最终实现地面远程抄表及综合电参数查看。
四、系统功能
1.井下各变电所数据就地采集与显示
●数据测量：用电设备的电流、电压、功率、频率、功率因数、电能等电参数的测量和就地集中显示；
●数据传输：底层测量设备间采用RS485总线通讯，最终通过计量显示箱的以太网接口与井上调度室之间实现工业光纤网络传输；
●数据处理及发送：实时数据、历史数据的处理与显示，并通过以太网光纤接口向地面服务器发送数据；
2.地面远程软件可实现的功能
电参数采集：
实时采集井下各变电所的电压、电流、电度量等数据，主要包括：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电度等。
计量显示、远程抄表功能：
操作员通过密码登录后可进行电量数据查看、电量数据抄表统计；汇出的数据为EXCEL电子表格形式，与office等常用办公软件兼容，便于进行文件管理及使用。
系统最高级别的“管理员”登录后可进行用户管理、权限设置等，并可对井下各变电所的显示箱进行电量数据清零、预置电量底数等重要操作。
远程电量数据查看：
报表系统：
与矿井综合自动化平台的对接
JLX-69计量系统软件具有标准的OPC、DDE数据交换服务功能，灵活的“添加—删除”配点方式，与矿井综合自动化平台或其他第三方工业组态软件可实现无缝对接。在此基础上，软件还可以提供内部SQL数据库，便于其他软件读取。
五：系统配置清单
序号 设备名称 型号规格 单位 数量 备注
一 矿用隔爆型多路电参数计量显示箱 KBDX-2 台 11
二、 系统配套件
1 地面环网交换机 MOXA 台 1 地面用交换机
2 地面远程监测、抄表系统(地面数据服务器) 研华工控机IPC-610H 台 1
3 地面远程系统软件 JLX-69 套 1
4 光纤接入辅件 尾纤、跳线、接线盒等 套 视现场情况
随着矿井自动化管理程度的逐步提高，实现各变电所（配电点）电参数的远程实时查看、全矿用电量数据远程集中抄表将会给管理决策提供准确的依据和便利，及时掌握井下各种设备的能源消耗情况，是加强能源耗费管理的重要环节。
根据我矿供电系统布局的具体情况，对井下各变电所及其各配电点用电设备进行了综合分析，以“科学用电、节能降耗”为目标，设计了电参数计量系统，具体如下：
军城煤矿电参数计量系统设计范围：
井下中央变电所、各采区变电所总计高压39路，低压71路
一、总体技术特点:
系统总体方案:
系统以安装在每个变电所（配电点）的多路电参数计量显示箱为核心，在需要计量的配电设备内部安装终端数据采集器，首先实现每个变电所电参数的就地集中采集、处理及就地顯示。
每台计量显示箱最终通过自带的以太网接口输出，可就地接入每个变电所附近的环网交换机，利用矿井现有通讯网络实现地面远程抄表及综合电参数查看。
二、系统主要设备简介:
1.矿用隔爆型多路电参数计量显示箱
计量显示箱作为各配电点的数据采集设备，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、工业以太网交换机等组成。前门配有键盘式鼠标，windows CE6.0操作系统作为运行平台，信息查询和参数预置十分方便。
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.高精度电参数采集模块(KBDX-2)
专门针对煤矿供电网络设计，其输入三相电压可直接挂接在三相动力线路上（无需任何PT或电压等级变换），体积小巧、安装简便；
低压专用模块：1140V、 660V、380V三种电压等级自动量程识别（不需任何设置或切换）、三相电流（0～1000A），特别适用于低压馈电、低压配电柜等设备；
三相三线制、三线四线制完全自适应；
高压专用模块(10kV、6kV、3.3kV)：支持互感器穿孔的“二瓦特”电表接法，可完善解决只有2CT的配电设备。（小型互感器穿孔模块特别适用于高压柜、高防开关等设备）；
过载能力：2.4倍量程输入可正确测量；瞬间(<10周波)电流5倍，电压3倍量程而不损坏。 （井下供电系统往往出现过流、过负荷现象，而传统的机械式电表或普通电表过载后即有可能烧坏或计量不准）
峰、谷、平分时段电量直读：计量显示箱直接显示实际电量数据，无需任何人工换算。(以往高压柜、高防开关配置的普通电表，读数之后需要繁琐的变比换算，且存在换算误差，不利于提高工作效率)；
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（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参数。
内含标准的modbus-rtu通讯协议，可快速构建高可靠的工业测控系统。采用电磁隔离和光电隔离技术，电压输入、电流输入及通讯输出三方完全隔离。
测量精度
电流、电压：0.2级 ； 用电量：0.5级。
三、系统实施方案
1.在井下各变电所（配电点）安装多路电参数计量显示箱，将现场各供电支路电参数纳入统一采集、统一计量管理，首先实现各变电所（配电点）就地集中显示。
典型的现场总线构成示例如下：
2.将以上各配电点的以太网通讯信号直接引入就近的环网交换机，按照信息科分配的IP地址及可用网段，逐台进行设置及组网测试。
3．现场组网测试完成后再通过地面调度室进行远程通讯测试，最终实现地面远程抄表及综合电参数查看。
四、系统功能
1.井下各变电所数据就地采集与显示
●数据测量：用电设备的电流、电压、功率、频率、功率因数、电能等电参数的测量和就地集中显示；
●数据传输：底层测量设备间采用RS485总线通讯，最终通过计量显示箱的以太网接口与井上调度室之间实现工业光纤网络传输；
●数据处理及发送：实时数据、历史数据的处理与显示，并通过以太网光纤接口向地面服务器发送数据；
2.地面远程软件可实现的功能
电参数采集：
实时采集井下各变电所的电压、电流、电度量等数据，主要包括：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电度等。
计量显示、远程抄表功能：
操作员通过密码登录后可进行电量数据查看、电量数据抄表统计；汇出的数据为EXCEL电子表格形式，与office等常用办公软件兼容，便于进行文件管理及使用。
系统最高级别的“管理员”登录后可进行用户管理、权限设置等，并可对井下各变电所的显示箱进行电量数据清零、预置电量底数等重要操作。
远程电量数据查看：
报表系统：
与矿井综合自动化平台的对接
JLX-69计量系统软件具有标准的OPC、DDE数据交换服务功能，灵活的“添加—删除”配点方式，与矿井综合自动化平台或其他第三方工业组态软件可实现无缝对接。在此基础上，软件还可以提供内部SQL数据库，便于其他软件读取。
五：系统配置清单
序号 设备名称 型号规格 单位 数量 备注
一 矿用隔爆型多路电参数计量显示箱 KBDX-2 台 11
二、 系统配套件
1 地面环网交换机 MOXA 台 1 地面用交换机
2 地面远程监测、抄表系统(地面数据服务器) 研华工控机IPC-610H 台 1
3 地面远程系统软件 JLX-69 套 1
4 光纤接入辅件 尾纤、跳线、接线盒等 套 视现场情况