创新驱动：安科瑞电力系统远程监控系统设计新思路

1.研究背景与意义

当下煤矿行业加速推进智能化、自动化改造，传统人工值守式电力监控模式弊病突出：井下设备通信杂乱、传感器数据采集滞后、后台集中数据处理性能不足，容易引发供电故障、生产停滞。传统人工巡检模式不仅人力投入大、监控覆盖范围有限，电力异常响应迟缓，还无法完成深度电力数据分析，存在显著安全隐患。 文章以一座实际煤矿工程项目为依托，梳理电力监控系统全套设计核心要点，阐述系统完整功能与落地应用效果，为同类矿井电力监控改造提供实践参考，保障煤矿井下电网持续稳定运行，助力企业降本增效。

2.工程基础概况

本次改造煤矿设计年产量30万吨，项目总投资1000万元。矿井投产初期全程依靠人工巡回检查管控井下电力设备，长期存在诸多短板：现场运维人员需求量大、井下供电盲区多、出现漏电、短路等电力故障后处置效率低、电力运行数据无法集中汇总分析。 为匹配矿井产能扩张、智能化建设需求，企业全新搭建一体化电力监控系统，从硬件架构、数据采集、通信网络更新升级，解决原有供电管理短板，保障井下开采、通风、提升等核心生产环节用电安全平稳。

3.煤矿电力监控系统整体架构

整套监控系统采用分层协同架构，三层设备分工配合，实现从现场采集、井下传输到地面集中管控全链路闭环：

①底层：电力监控保护装置

依托数字化硬件实时采集井下供电回路电流、电压、功率、开关分合状态等全部运行信号；集成欠压、过压、漏电、短路、过载多重保护逻辑，可通过配套软件实现设备电气联锁控制，故障发生时及时就地切断故障回路，缩小事故影响范围。

②中层：井下通信分站

作为井上监控中心与井下各类保护装置的数据中转桥梁，基础采用RS-485总线接入现场设备，同时搭配工业以太网实现高速数据传输，统一汇总井下所有测点数据并向上转发。

③顶层：地面监控主站

由工业交换机、高性能工控机、数据服务器、大屏调度显示系统组成。井下上传的全部电力数据统一存储至服务器，管理人员通过可视化界面直观查看全矿高低压设备实时工况，远程下发控制指令、调取历史故障记录。

4.安科瑞电力监控系统

4.1概述

Acrel-2000电力监控系统[2]是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站多方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

4.2 系统结构

Acrel-2000电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。

4.2.1 实时监测

系统以配电一次图直观展示配电运行工况，实时采集高低压回路电压、电流、功率等电参量，同步监视断路器、接地刀分合闸、设备位置、储能、超温、保护跳闸、故障告警等全部开关信号。

4.2.2 详细电参量查询

点击一次图回路即可调取三相电压、电流、功率、电能等详细参数，支持查看24小时电流变化曲线。

4.2.3运行报表

按自定义时段查询设备运行数据，报表汇总电压、电流、功率因数、电能等全部电气参数。

4.2.4 实时告警

遥信变位、保护跳闸、设备故障均可触发系统声光+语音实时告警。

4.2.5 历史事件查询

完整存储开关变位、保护动作、电气参数越限等事件记录，便于事故回溯与统计分析。

4.2.6 电能统计报表

支持定时自动抄表，可自由调取任意时段进线、分支回路用电量，生成用电统计分析报表。

4.2.7 用户权限管理

分级设置账号密码与操作权限，限制遥控、数据库修改等高危操作，保障系统安全。

4.2.8 电能质量监测

持续监测电网电能质量，可查看谐波数据，便于运维人员及时治理谐波隐患。

4.2.9 Web访问

网页端总览场站、变压器、监测点位、通信、用电、告警概况；可切换实时曲线、变压器工况、一次接线图（刷新≤5s）、能耗环比排名、设备通信运维界面。

4.2.10 APP访问

移动端可查看各电力设备实时电参量与趋势曲线。

4.3 相关产品

5.系统落地应用成效

整套电力监控系统适配井下复杂工况，抗干扰能力强、自适应环境变化，落地后取得多重经济与安全综合效益：

①数据传输稳定可靠

通信传输速率稳定维持在1200b/s~2400b/s 区间，现场统一采用线径1mm阻燃屏蔽两芯电缆布线，有效抵御井下电磁干扰，数据丢包、失真问题大幅减少。

②大幅降低矿井运营成本

依托远程集中管控、设备故障自诊断、自动异常定位功能，减少运维人员频繁下井巡检、现场操作，降低人工运维成本；系统内置能效统计分析模块，优化井下负荷分配，每年可节约电费。同时平台整合主扇、提升机等全矿动力设备，实现统一集控，减少独立控制系统建设投入。

③提升变电站供电稳定性

系统整合多源电力数据，模拟设备运行工况并实时反馈至调度中心，支持远程准确操控断路器开合；具备负荷预测、负荷均衡调节功能，矿井电网电压、降低功率波动幅度，变电站供电连续性显著提升，有效规避因供电波动造成的生产中断。

6.结语

智能化煤矿电力监控系统是保障井下供电安全的核心载体，该系统能够消除井下电气安全隐患，稳定保障煤矿开采供电，同时实现人力、用电成本双重节约。后续可结合矿井智能化升级趋势，融合大数据、故障预测等新技术持续优化系统功能，进一步提升煤矿电力自动化管控水平与综合经济效益。

参考文献

[1]乌日恒,郭抒翔.电力监控系统主机安全防护技术的研究与应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技 术,2025(1):187-190

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.