＊潘考强

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿 山西 033602）

在煤矿生产的配电系统运行中，井下变电所是重要的过程之一，井下变电所的运行是否稳定，对煤矿的发展和煤矿活动的安全运行具有直接的影响。在科学技术的支持下，要对井下变电所的监管系统进行进一步的完善，提高监管水平，要综合考量环境因素、人为因素进行监测，将多种先进的科学技术、信息技术综合起来，加强对数据的有效处理，例如环境监测技术、预警与联动技术应用目前已经体现出了明显的技术优势，但是在具体的实践中依然存在系统运行不全面的问题，应用中要求技术人员把握技术要素和实际情况，提高监控水平，保证数据信息的可靠性、完善性，维护煤矿供电监控系统的功能稳定性，提高煤矿采掘的综合效率，增强生产安全。

1.无人值守变电所监控系统的技术架构

无人值守变电所在构建监控系统时，要考虑到供电系统严格的技术要求，以及与供电系统有关的管理规范，需要建立起基础的煤矿电力监控系统，在无人值守变电所的监控系统中，主要涵盖了以下四个结构层次，分别为感知层、网络层、应用层和决策层。无人值守变电所监控系统构架见图1。

图1 无人值守变电所监控系统架构

感知层中涵盖了智能开关、传感器和终端通信网络，能够采集有关的数据信息，并且结合执行智能终端，一体化进行监测和控制活动，获取电网参数、环境参数，采集开关量信息。在网络层中，则涵盖了中间层通信设备和物理通信网络，例如联动接入装置、监控分站等，主要是对数据传输过程进行监管的系统层级，解决数据系统在传输过程中存在的问题，利用数据传输网络实现数据管理。在应用层中涵盖了数据交换平台和基础层等部分，以互联网操作系统为依托运行，基础层借助数据库管理系统的功能，共享数据信息，实现数据的转化、归一、交换，在决策层中涵盖了预警告警机制、数据分析、逻辑控制和预案处理等有关的组成部分。

2.无人值守监控系统的设计原则

(1)自动化原则

在无人值守的监控系统设计中，要遵循着一定的原则来展开有关的设计活动，首先需要以电网调度的自动化作为关键的基础原则进行系统的设计活动，因为无人值守监控系统作为下辖系统，在电网调度的系统中占据着关键的位置，因此在系统设计环节，必须要以电网调度的自动化作为依据，提高系统的设计水平。在设计过程中要提高资源利用率，最大限度的共享资源，加强对成本的有效控制，提高传输质量、传输信息的综合效率，同时节约生产成本、信息传输的成本。

(2)下放原则

遵循着下放原则来设计无人值守的监控系统，在设计监控系统的过程中，设计人员需要下放间隔层的具体功能，确保以监控主机作为依据，向其传送有关的信息，保证所有的间隔层都能够及时的传送信息，将自身的功能集中起来，实现信息的传递、共享，以此来提高数据传输的效率，节约在传输中投入的时间成本，提升无人值守监控系统的运行效率。

(3)远程控制原则

遵循着远程控制的原则，展开无人值守监控系统的设计活动，要将远程控制和就地控制这两种方式有机的融合起来，增强系统控制工作的有效性，落实到具体的实践中，要在同一时间内注意使用的模式具有统一性。使用一种控制模式，防止出现不同的控制模式之间的冲突问题[1]。

(4)准确性原则

遵循准确性的原则，加强对测量准确性要点的把握，在系统设计活动的开展中，始终以准确性作为关键的指标，提高无人值守监控系统的设计水平，在监控计算机信号时，利用交流采样技术应用，确保信息采集信息应用的准确性、合理性。综合考量电磁干扰等问题，增强系统对干扰问题的抵抗能力，优化系统的抗干扰性能，对电磁场环境变化所带来的系统故障风险进行防治，始终以优化设备运行模式为目的，加强对一体化监控系统的设计。将保护功能、监测和控制功能相互集中，争取以最快的速度将修通运行和维护的风险降到最低。

改造和优化落后的传统模式，对有人值守的模式进行创新，促使其向着无人值守的新形式转化与过渡，保证系统的运行稳定性与安全性。利用遥控警戒技术，维护煤矿井下无人值守变电系统，要对水害风险、盗窃问题等进行有效的防范。在无人值守监控系统的设计中，把握构成要素，遵循设计原则，提高无人值守变电所的技术应用和系统运行水平。

3.煤矿井下无人值守变电所的技术应用措施

以斜沟煤矿为例，在斜沟煤矿的数字化系统建设和运行中，引进无人值守变电所的监控技术，加强煤矿无人值守变电系统的创建，确保其稳定、安全的运行。利用先进的科技手段，监测系统的运行情况，利用了万兆环网实时的监控变电所的工作状态。大柳滩煤矿还将变电所智能巡检机器人引进到了生产中，通过智能巡检的形式，对变电所的设备状态加强监督与管理，变电所的人脸识别对比授权功能、完善语音对讲功能等多元化的先进科技功能的支持下，机器人自动巡检与多功能优势相融合，降低了巡检人员的人工作业强度，提高了巡检工作的质量和效率，增强了无人化巡检的技术水平，无人值守变电所环境监测与联动系统见图2。

图2 无人值守变电所环境监测与联动系统

在遥控巡检模式全自动巡检模式下，巡检机器人可以和地面的监控人员之间搭建相互传递信息的桥梁，真正成为运维人员、调度人员在矿井中的“助手”，增强对现场的监管全面性，提高监管力度。用无死角的模式进行巡检，及时发现设备设施在运行过程中存在的隐患，加强对巡检中存在的弊端风险的规避，增强了矿井的生产能力和安全生产的效益。在设备的故障处理事故问题的调查中，形成了较强的技术应用水平，在智能巡检机器人、门禁系统、语音报警器等装置的支持下，构建起了无死角的监控网络[2]。

(1)环境监测技术

①温度监测。在无人值守变电所的环境监测技术应用中，加强对温度的监测是关键的功能之一，因为分布于煤矿井下变电所当中的设备设施十分复杂，具有一定的集中性，设备在运行过程中会形成大量的能量，周围的环境温度会发生变化。温度升高，设备设施产生大量的热量时，必须要在严密的监测下运行，在无人值守变电所的环境监测技术支持中，通过设置单独的温度传感器，可以及时的做好对事故问题的预警。技术人员需要结合井下的实际环境情况和生产需求设置温度传感器，结合温度传感器与联动装置功能的相互融合，建立与监控系统之间的连接关系，布设完善的监控系统，发挥出系统的监控功能，提高无人值守变电所的环境监测水平，把握温度的变化。

②气体监测。加强对有害气体的监测，是煤矿安全生产的关键所在，在实时监测煤矿中的有害气体时，要了解有害气体的实际含量，结合煤矿井下无人值守变电所的监控技术手段，在系统运行的过程中，监测有害气体，确保有害气体的浓度处于正常的区间内，保障变电所工作人员的人身安全。利用监测设备，预测供电系统四周的有害气体，需要及时处理超出了一定浓度标准的气体隐患，要确保供电系统的运行稳定性、安全性，利用信号连接的形式连接联动设备，精准的做好数据信息的校对，确保传输系统当中的数据信息准确性[3]。

③烟雾监测。在煤矿井下的环境分析中不难发现，矿井下的环境湿润度较高，长期在湿润的空气中，变电设备很有可能出现接触不良的风险问题，增加了火灾事故的发生危险，因此而形成烟雾现象。煤矿企业需要在煤矿无人值守变电所技术应用和系统研究中，做好烟雾的检测，对烟雾风险加强防范，降低火灾事故问题的扩散风险。检测井下环境的烟雾浓度，可以利用烟雾传感器的功能对事故范围进行控制，将监控系统和烟雾传感器连接起来，用数据联动数据共享的形式，使工作人员可以了解变电站内部的实际情况，在监控系统的功能下提高系统运行效率。

④门禁监测与视频监测。在煤矿管理中，人员监测和视频监测是两大要点，在门禁监测中做好人员的管控工作、定位工作，可以有效的把握出入信息，及时的做好变电所中各项情况的处理，及时记录人员信息，用公平、公正、公开的形式做好人员的考核。在无人值守的变电所运行中，建立起远程监控系统，实施视频监测，直观的了解监测现场的实际情况，配备视频摄像仪、摄像机，在变电所中对人员的工作状态进行监测分析[4]。

(2)预警与联动技术

①环境联动。无人值守变电所预警和联动技术体现在了多层面，首先是在环境联动上，由系统监测和判断环境参数信息，用逻辑判断的形式，对环境中的气体情况进行分析。当出现环境中气体超出限定值的情况时，需要及时的发出警示信号，启动监控系统，发出预警信息，并传递信号，利用语音广播系统的功能进行信息的互通、共享。借助声光报警的形式，提醒周边的工作人员要持严谨的态度，警惕风险，降低意外伤害问题的发生几率。结合故障的具体情况，要有针对性的制定可行的处理措施，对事故扩散的风险进行防范，增强变电所的运行稳定性和安全性。

②门禁联动。在无人值守变电所的预警与联动技术应用过程中，要在系统设计环节加强对门禁联动的技术应用和创新设计，借助视频监控设备监测进出人员的具体情况，记录有关人员的相关信息，设置红外传感装置，与视频监控设备设施相互配合使用，获取地面监控信息资源，确保有关的监控信息全面性、准确性。并向监控站传输有关的信息，使系统的管理人员可以了解工作人员的状态以及矿井下的开采情况、生产现状等。在门禁联动的系统设计和应用过程中，要配备完善的辅助设施，包括语音对讲设备等，要用语音对讲设备设施和系统的功能相互协调配合，确保内部工作人员可以及时的传递信息，展开信息的互动共享，确保煤矿生产安全性[5]。

③语音联动无人值班系统。为了达到防范煤矿开采事故的系统管理目标，要借助语音联动无人值班系统的功能，由地面监控系统和语音形式播报相结合的方法，对故障进行早期的处理，确认具体的故障类型、故障严重程度。警示操作人员及时处理事故问题，清除安全风险，妥善的解决发生于煤矿生产环境中的安全事故问题。例如利用4G基站语音对讲功能，可以实现多方主体之间的对讲和实时的沟通与交流，利用多种装置的功能传输摄像与网络接口的有关信息。

例如电力监控站、万兆环网交换机，进行信息数据的采集，收集有关的信息资源，高效的处理监测数据，在系统后台中上传数据信息输送数据之后，可以将空间显示界面和软件的开发应用有机地衔接起来。利用逻辑控制核算的方法，借助控制视频窗口的功能，监测变电站的运行情况，了解变电站各类主图和视频的具体情况，在全面、合理化的监测中确保井下变电所运行的稳定性、安全性、可持续性。

④视频联动。对煤矿生产现场的故障风险进行监测确认时，利用无人值守监控系统的功能监测有关的数据信息，将后台运行地面监控的形式有机的结合，录制事故现场的具体情况，并将视频传输到变电所的终端，使相关的工作人员可以了解事故发生的过程。对事故发生的具体情况进行回顾、分析，利用电力监控分站的形式和交换机的功能，可以在运行系统中接入摄像仪的网络接口，用服务器模式、客户模式，精准的采集数据信息，将丰富的信息传输到系统运行的后台中。利用视频解码SDK控制视频窗口的方式，或是利用Active X控件的功能，实现多种措施和方法的有机融合，综合利用到系统软件的运行过程中，用逻辑控制的算法监测变电所设备的运行情况，了解变电所的安全管理水平和目前的运行状态[6]。

4.结论

综上所述，在科学技术的持续发展中，信息技术的应用逐渐的普及，融入到了多个行业内在煤矿事业的发展中，借助信息化技术，打造数字化的矿山工程，提高矿山工程的建设现代化水平。要对无人值守变电所加强开发，应用完善无人值守变电所系统的功能，提高煤炭开采过程中无人值守变电所运行的稳定性，发挥其可靠的功能进行自动化的监测管理，保证煤矿供电安全，为我国煤矿事业的长远建设和发展奠定牢固的基础。