CN215221836U - 一种应用于金矿企业的配电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于金矿企业的配电监控系统，包括依次相连的采集端、控制中心、监控管理云平台和终端，所述采集端包括数据处理模块和分别与数据处理模块相连的采集模块、电源模块、告警模块和通信模块。上述技术方案通过在采集端设置多种针对性传感器，实现针对矿井下的环境数据采集，当出现故障时，通过故障内容结合采集到的环境数据实现故障类型及原因的初步判断，同时采用载波通信和ZigBee通信双通信方式，确保矿井下复杂环境中的稳定通信，使工作人员及时掌握变配电系统的实时运行状态，及时发现故障并做出相应的决策和处理。

Description

一种应用于金矿企业的配电监控系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种应用于金矿企业的配电监控系统。

背景技术

一般来说，在金矿的矿井供电系统中，包括地上部分以及地下部分，并且地上部分和地下部分之间的用电环境存在巨大差异，若通用单一用电监控系统，缺少针对性，使得电力监测难以达到预期效果。在其地下部分的供电系统中，由于井下环境恶劣，矿井下供电条件恶劣，环境潮湿，干扰较多，往往一处出现短路故障，多级开关同时越级跳闸，进而引发井下大面积停电，严重影响矿井的安全生产。

有资料显示，为避免发生越级跳闸事故，国内在06年前后出现了基于通信网方式的纵联线路链式的过电流保护技术，纵联线路中各级线路配电开关的过电流保护，经过通信传输通道形成一个系统，形成一个有机的过电流保护链。过电流保护链中的各个配电开关应完成的基本功能是：检测本级线路的过电流状态；传送本级检测结果到上一级开关；接收下一级开关的检测结果；根据本级检测结果和下一级的检测结果决定本级开关是否跳闸。链式过电流保护中的各配电开关实时监控通信通道的通信情况，并能在出错时及时报警，避免通信出错时保护的误动和拒动。针对通信出错，采用了后备保护的方案，解决了当通信出错，后级开关对前级开关因闭锁作用而拒动的情况。

但是该技术方案采用的顺序式采集及通信方式容错率低，面对通信错误的情况时，无法进行有效的保护，并且后备方案的冗余措施，延长了跳闸切除故障的时间，实用效果不佳。

中国专利文献CN202384840U公开了一种“矿井配电自动化监控系统”。采用了监控主机以及交换机系统，所述交换机系统包括多台环网交换机以及多孔集线型交换机，所述多孔集线型交换机连接在环网交换机以及监控主机的下位，而环网交换机包括地面部分以及井下部分，地面部分的交换机中至少有一台连接到地面变电所的开关柜，井下部分的交换机中至少有一台连接到井下中央变电所开关柜；且多孔集线型交换机上位除连接监控主机外，还连接到监控中心，并可通过局域网或者WEB服务器连接管理人员客户端。上述技术方案仅通过交换机实现对配电情况的监测，监测内容单一，难以及时了解复杂情况。

发明内容

本实用新型主要解决原有的技术方案监测内容单一，无法实现对故障的详细了解，并且单行通信容错率低的技术问题，提供一种应用于金矿企业的配电监控系统，通过在采集端设置多种针对性传感器，实现针对矿井下的环境数据采集，当出现故障时，通过故障内容结合采集到的环境数据实现故障类型及原因的初步判断，同时采用载波通信和ZigBee通信双通信方式，确保矿井下复杂环境中的稳定通信，使工作人员及时掌握变配电系统的实时运行状态，及时发现故障并做出相应的决策和处理。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括依次相连的采集端、控制中心、监控管理云平台和终端，所述采集端包括数据处理模块和分别与数据处理模块相连的采集模块、电源模块、告警模块和通信模块。所述采集端安装在矿井下，用于采集矿井下电力设备运行数据及环境数据，经过数据处理模块对数据格式进行汇总和处理后，通过通信模块传输到控制中心，控制中心将采集数据与预设的阈值进行比较后，若超出阈值，则告警模块发出警报，并且经过监控管理云平台通知工作人员，同时将采集数据及比较结果存储到监控管理云平台，工作人员通过终端访问监控管理云平台实现监控。

作为优选，所述的采集模块包括电力数据采集装置、温湿度传感器和振动传感器，所述电力数据采集装置和温湿度传感器设置在配电柜及线路交汇处，所述振动传感器设置在顶端和地面处。数据采集装置用于采集电力设备运行数据，温湿度传感器和振动传感器用于采集电力设备附近环境数据。

作为优选，所述的电力数据采集装置包括依次相连的电力采集单元、模数转换单元、运算放大单元和输出单元，所述输出单元与数据处理模块相连。电力采集单元对来自外接的电流、电压信号采样后进行滤波保护、隔离处理并输出模拟量信号至运算放大单元，运算放大单元对信号进行放大后输出至模数转换单元进行模数转换，然后通过输出单元传输到数据处理模块。

作为优选，所述的通信模块包括应用载波通信的有线通信模块和应用ZigBee通信的无线通信模块。载波通信仅通过电线实现信息传递，实现成本低，ZigBee通信相比其他无线通信方式，具有低功耗、低成本且网络容量大的优点，待机时间长，适用矿井这种长时间监测且不易更换电源的区域。

作为优选，所述的有线通信模块包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与电线相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。载波通过过零检测电路判断采样时间，将需要传递的信号通过信号发送电路发送并经由信号耦合电路耦合至电线上传输；电线上传输的信息也经由信号耦合电路发送至信号接收滤波电路和过零同步电路后实现信息的双向传递，载波采样具有稳定的特点。

作为优选，所述的无线通信模块包括ZigBee通信单元和分别与ZigBee通信单元相连的电源滤波单元、通信接口单元、天线。Zigbee通信单元是基于ZigBee协议标准，用于对经天线单元接收到的无线数据包进行接收处理，或对待发送的无线数据包进行发送处理后输出至天线单元，通信接口单元用于与数据处理模块相连接收传输数据。

本实用新型的有益效果是：通过在采集端设置多种针对性传感器，实现针对矿井下的环境数据采集，当出现故障时，通过故障内容结合采集到的环境数据实现故障类型及原因的初步判断，同时采用载波通信和ZigBee通信双通信方式，确保矿井下复杂环境中的稳定通信，使工作人员及时掌握变配电系统的实时运行状态，及时发现故障并做出相应的决策和处理。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理连接结构图。

图2是本实用新型有线通信模块的一种电路原理连接结构图。

图中1采集模块，2数据处理模块，3电源模块，4告警模块，5通信模块，控制模块，7监控管理云平台，8终端。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种应用于金矿企业的配电监控系统，如图1所示，包括依次相连的采集端、控制中心6、监控管理云平台7和终端8，终端包括PC端和手机等手持设备。

所述采集端包括数据处理模块2和分别与数据处理模块2相连的采集模块1、电源模块3、告警模块4和通信模块5。采集模块1包括电力数据采集装置、温湿度传感器和振动传感器，温湿度传感器设置在配电柜及线路交汇处，所述振动传感器设置在顶端和地面处。数据采集装置用于采集电力设备运行数据，温湿度传感器和振动传感器用于采集电力设备附近环境数据。

电力数据采集装置设置在配电柜及线路交汇处，电力数据采集装置包括依次相连的电力采集单元、模数转换单元、运算放大单元和输出单元，所述输出单元与数据处理模块2相连。电力采集单元对来自外接的电流、电压信号采样后进行滤波保护、隔离处理并输出模拟量信号至运算放大单元，运算放大单元对信号进行放大后输出至模数转换单元进行模数转换，然后通过输出单元传输到数据处理模块。

通信模块包括应用载波通信的有线通信模块和应用ZigBee通信的无线通信模块。载波通信仅通过电线实现信息传递，实现成本低，ZigBee通信相比其他无线通信方式，具有低功耗、低成本且网络容量大的优点，待机时间长，适用矿井这种长时间监测且不易更换电源的区域。

如图2所示，有线通信模块包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与电线相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。载波通过过零检测电路判断采样时间，将需要传递的信号通过信号发送电路发送并经由信号耦合电路耦合至电线上传输；电线上传输的信息也经由信号耦合电路发送至信号接收滤波电路和过零同步电路后实现信息的双向传递，载波采样具有稳定的特点。

无线通信模块包括ZigBee通信单元和分别与ZigBee通信单元相连的电源滤波单元、通信接口单元、天线。Zigbee通信单元是基于ZigBee协议标准，用于对经天线单元接收到的无线数据包进行接收处理，或对待发送的无线数据包进行发送处理后输出至天线单元，通信接口单元用于与数据处理模块相连接收传输数据。

工作时，采集端安装在矿井下，采集模块设置在配电柜及线路交汇处，其中电力采集模块与电气设备相连，温湿度传感器靠近电气设备，振动传感器设置在顶端和地面处，用于采集矿井下电力设备运行数据及环境数据。经过数据处理模块对数据格式进行汇总和处理后，通过应用载波通信的有线通信模块和应用ZigBee通信的无线通信模块两种通信方式双线传输到控制中心，避免电力线路断开导致载波通信断开影响通信稳定。控制中心将采集数据与预设的阈值进行比较后，若超出阈值，则告警模块发出警报，并且经过监控管理云平台通知工作人员，同时将采集数据及比较结果存储到监控管理云平台。工作人员通过PC端或手机等多种形式的终端访问监控管理云平台，实现对电力系统运行的实时监测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了采集端、控制中心等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (5)

1.一种应用于金矿企业的配电监控系统，其特征在于，包括依次相连的采集端、控制中心(6)、监控管理云平台(7)和终端(8)，所述采集端包括数据处理模块(2)和分别与数据处理模块(2)相连的采集模块(1)、电源模块(3)、告警模块(4)和通信模块(5)，所述采集模块(1)包括电力数据采集装置、温湿度传感器和振动传感器，所述电力数据采集装置和温湿度传感器设置在配电柜及线路交汇处，所述振动传感器设置在顶端和地面处。

2.根据权利要求1所述的一种应用于金矿企业的配电监控系统，其特征在于，所述电力数据采集装置包括依次相连的电力采集单元、模数转换单元、运算放大单元和输出单元，所述输出单元与数据处理模块(2)相连。

3.根据权利要求1所述的一种应用于金矿企业的配电监控系统，其特征在于，所述通信模块包括应用载波通信的有线通信模块和应用ZigBee通信的无线通信模块。

4.根据权利要求3所述的一种应用于金矿企业的配电监控系统，其特征在于，所述有线通信模块包括依次相连的过零检测电路、信号发送电路、信号耦合电路、信号接收滤波电路和过零同步电路，所述信号耦合电路的输入控制端与电线相连，所述过零检测电路的输入端、过零同步电路的输出端与载波信号相连。

5.根据权利要求3所述的一种应用于金矿企业的配电监控系统，其特征在于，所述无线通信模块包括ZigBee通信单元和分别与ZigBee通信单元相连的电源滤波单元、通信接口单元、天线。

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