[实用新型]基于ARM的煤矿井下电力监控系统

说明书

技术领域

    本实用新型主要涉及煤矿监控领域，尤其涉及一种基于ARM的煤矿井下电力监控系统。

背景技术

目前对定点、近距离的变电所的自动监控系统较多，但针对煤矿井下环境的特殊性，区域变电所多而距离远的监控系统还不成熟。

随着微电子技术、计算机技术和通讯技术的发展，自动控制系统己在我国煤炭行业得到广泛应用。煤矿供电网络自动化控制系统，目前主要应用于煤矿井上变电所的微机保护、微机管理检测方面，特别是无人值班监测监控系统也得了广泛应用。而煤矿井下由于供电网络结构复杂，且受环境、地质条件等因素的制约，影响供电系统运行的不确定因素也较多，因此，对井下供电系统实施监控也十分迫切。

近年来，煤矿供电管理部门在改进井下配电装备、应用新技术成果的同时，不断强化人员素质的管理，煤矿井下供电系统的可靠性得到了提高。但由于人为因素造成的供电事故也时有发生，影响了煤矿的安全生产。

煤矿井下采区变电所服务对象为采煤、掘进、运输、排水等重要坏节，供电负荷种类繁多，区域分布广。负荷工作场所地质条件复杂，而且存在着瓦斯、煤尘、水等有害介质，事故发生率高，故障排查、停送电周期长，影响了采区的安全生产。供电部门每天用于值班和线路维护的工作人员较多，降低了劳动生产率。  国内矿井电网的继电保护技术从硬件设备上来讲经历了机电式、半导体式和微机式3个发展阶段，早期的继电保护装置都是由电磁型、感应型或电动型继电器组成的，如DL-10系列过电流保护继电器，GL-10系列感应式过电流继电器等，这些继电器都具有机械转动部件，统称为机电式继电器，这种保护装置体积大、消耗功率大、动作速度慢、机械转动部分和触点容易磨损或粘连，调试维护比较复杂。

在上世纪50年代，随着半导体晶体管技术的发展，开始出现了晶体管式继电保护装置，到70-80年代，晶体管式继电保护装置在煤矿井下供电系统中得到了广泛的应用，如DWKB30系列馈电开关，其内部采用晶体管电路实现了短路、过载、欠压等保护功能，至今在许多矿井中仍在使用。与机电式保护装置相比，晶体管保护装置具有体积小、功率消耗小、动作速度快等优点，但容易受到电磁于扰的影响从而造成保护误动或损坏，可靠性差，而且保护功能也不完善。20世纪90年代，随着电子技术和计算机技术的发展，微机控制技术逐渐应用到矿井电网的继电保护系统中，相继出现T智能真空馈电开关，该保护装置采用MCS-51系列单片机作为中央控制单元，信号采样和逻辑变换电路都采用电子线路设计，具有电压、电流、漏电等综合保护功能，可以实时检测系统运行状况并显示其参数，实现了保护控制的智能化。微机控制技术的应用，使矿井电网继电保护技术发生了质的飞跃，保护动作的可靠性大大提高，保护功能更加完善。

近年来，随着智能技术的进一步发展，人工智能技术开始逐渐应用到电力系统中，主要解决一些传统技术难以解决的问题，如绝缘在线检测、故障类型判断等，并取得了一定的进展。专家预测，未来智能技术在控制领域必将得到更为广泛的应用，如何将智能技术更好地应用到矿井电网保护系统中，使其保护功能更加完善，动作更加可靠，这是矿井电网继电保护技术发展的方向之一。早期的电力系统调控主要采用就地人工操作方法，为了合理地监视日益扩大的系统的运行情况并及时处理影响整个运行事故和异常情况，人们开始注意到电力系统的远程监视和控制问题。但在开始阶段，由于技术装备的限制，运行人员所能获得的信息量和数据量是有限的，所以监视和控制的实时性和正确性都受到一定的限制。

国外一些工业发达国家，如美国、日本、德国、瑞士等，早在70年代末80年代初就开始了变电所综合自动化这一实用新型的研究工作，并很快引起了学术界的关注，国际供电会议、国际电力系统保护进展会议、国际电力系统控制运行与管理发展会议等，都组织有关专家对该项技术发展过程中的若干问题进行了深入的研究与探讨，使该项技术随着微机技术、信息传输技术的进一步发展而取得了重大进展。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种利用嵌入式技术和以太网技术开发一套适用于煤矿井下采区变电所高、低压配电设备的嵌入式监控分站和智能电力装置，实现井下采区变电所的保护、测控一体化，并与远程计算机组成多级网络的监控系统。

本实用新型采用的技术方案是：