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煤矿井下无人值守变电所技术研究与应用

摘要：煤矿井下变电所是煤矿供配电系统的重要组成部分，该部分是煤矿能够

的安全生产的重要保证。井下负荷种类繁多，区域分布广，工作场所地质条件复

杂，安全隐患多，故障排查、停送电周期长，供电故障严重影响了煤矿安全生产。

煤矿井下无人值守变电所技术研究能够大大改善这些问题，提高井下作业的安全

性。基于此本文对煤矿井下无人值守变电所技术研究与应用进行了探讨，供读者

参考。

关键字：煤矿；无人值守变电所技术；研究；应用

引言

随着数字化矿山建设进程的逐步推进，煤矿用户对井下变电所无人值守，有“

人巡视”的需求变得比较迫切，但目前国内煤矿电力监控系统主要解决供配电网络

的监测监控问题，而井下变电所仍然存在安全隐患，如变电所环境因素、人为因

素等还未纳入系统监控范围，变电所内的安全监控范围尚需完善。

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无人值守变电所1.1监控系统

由于供电系统有严格的技术要求和管理规范，所以，以现有煤矿电力监控系

统为基础，将无人值守变电所监控系统分为感知层、网络层、应用层、决策层4

层结构方式实现。

感知层主要由智能开关、传感器及其终端通信网络组成，可实现电网参数、

环境参数以及开关量信息采集，并与执行终端智能结合，实现测控一体化。

网络层包括物理通信网络及其中间层通信设备，主要解决系统数据传输问题，

可利用现有的数据传输网络来实现。

应用层包括基础层、数据共享交换平台。基础层可运行在Windows,Linux等

操作系统上，支持Oracle,SqlSverver等数据库管理系统。数据共享交换平台包括

数据抽取、转换和归一化等过程；服务总线进行实时的数据交换。

决策层包括数据分析、预警告警机制、控制逻辑以及预案处理等。

无人值守变电所的1.2环境监测技术

煤矿井下变电所内一些环境参数对变电所的安全运行至关重要，包括瓦斯、

温度、烟雾等参数，人员问题也是不容忽视的因素，因此，对变电所相关参数实

施全面监测十分必要。

1.2.1瓦斯监测

变电所实行瓦斯监测主要有两方面的目的：一是监测变电所环境中的瓦斯浓

度，保障变电所本身运行维护的安全；二是监测开关区域的瓦斯浓度，保证停送

电操作安全。

瓦斯传感器安装在变电所的关键位置，通过现场总线或模拟信号传输至系统

联动接入装置，由该联动接入装置完成数据采集和通信协议转换，最终传输至系

统后台进入实时数据库。

1.2.2温度监测

变电所内设备比较集中，且设备发热量较大，导致环境温度相对较高，对环

境实行温度监测，保证了设备运行的合理温度条件。同时，可对发热量大或易产

生明火的设备单独设置温度传感器进行监测，预防事故发生。温度传感器应根据

环境状况及功能需求进行布置，温度实时数据通过联动装置或电力监控分站接入

监控系统。

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1.2.3烟雾监测

变电所设备在受潮、接触不良或故障状况下可能导致放电或着火，产生烟雾，

可通过烟雾传感器进行监测，防止事故进一步扩大。烟雾传感器适当布置在靠近

设备侧，数据通过联动装置或电力监控分站接入监控系统。

1.2.4门禁监测

人员管理也是实现无人值守变电所的关键点之一。门禁监测采用行程开关、

红外线传感器以及人员定位系统对进出变电所的人员实施严格监管，对人员的进

入、离开时间以及在变电所内活动状况进行监视和记录，并能