陕西厂站供电监控系统高压保护测控装置

“云-边-端”协同架构是煤矿智能供电监控系统的理想技术范式，实现了计算资源与智能的优化分布。“端”层指部署在井下的各类智能感知与控制终端，如集成边缘计算能力的智能馈线终端、智能传感器、巡检机器人等。它们负责原始数据采集、就地快速处理（如故障判断、保护跳闸）和执行控制命令，响应要求高实时性的任务。“边”层指井下或地面的区域边缘计算节点或网关，负责汇聚本区域“端”层数据，进行数据清洗、协议转换、区域级的分析计算（如区域故障定位、负荷预测）和数据暂存，减轻云端压力，并在网络中断时维持区域自治能力。“云”层指地面中心云平台，拥有强立的存储与算力，负责全矿数据的汇聚、存储、深度挖掘、全局性模型训练（如AI诊断模型）、三维可视化、高级应用（如全网能效分析、设备全生命周期管理）和统筹决策。三层之间通过可靠的工业网络协同工作：端层快速响应，边层区域自治，云层全局优化。这种架构兼顾了实时性、可靠性、智能性与经济性，是支撑煤矿供电系统实现多面智能化、自适应运行的坚实技术基础。实时监测供电关键节点的温度、电流、绝缘状态，实现故障的早期预警与定位。陕西厂站供电监控系统高压保护测控装置

保护装置的可靠性包含两个层面：一是对外部故障的正确动作（可靠性），二是在无故障和不正常运行时的不误动作（安全性）。本装置设计了多层级的防误动措施和自诊断功能，以实现安全性与可靠性的比较好的平衡。防误动措施包括：采用突变量启动原理，避免系统振荡或缓慢变化的负荷电流引起保护误动；设置完善的CT断线判别逻辑，并在判定为CT断线时自动闭锁可能受影响的电流保护（如差动保护）；采用浮动门槛技术和抗干扰算法，防止干扰信号引起保护启动；对开入量信号进行软件滤波，消除接点抖动影响。在自诊断方面，装置上电和运行期间会持续进行“体检”：包括循环检查程序存储器、数据存储器的完整性；监测AD采样回路的精度和基准电压的稳定性；检测电源输出电压是否正常； watchdog电路确保程序运行不跑飞；一旦自诊断程序发现任何异常，如“RAM读写错误”、“AD采样异常”、“电源故障”等，装置会立即根据故障严重程度，采取相应措施，如告警、闭锁部分可能不可靠的保护功能，并上送“装置异常”信号，提醒运维人员及时处理。这种“自我保护”机制，确保了装置在任何时候都处于可知、可控的状态，极大地降低了因装置自身问题导致电网事故的风险。陕西供电监控系统改造集成断路器失灵保护与自动重合闸功能，提升供电可靠性与连续性。

随着变电站内非线性负荷（如变频器、电弧炉、充电桩）的增多，电网谐波污染问题日益突出，会导致设备过热、继电保护误动、计量不准等一系列问题。本装置在完成基本保护测控功能的同时，集成了电能质量监测功能，特别是谐波分析能力，使其成为一个多功能合一的综合智能单元。装置通过高速AD采样，对电流电压波形进行连续采集，并运用快速傅里叶变换等算法，实时分析计算直到数十次谐波的含有率（HR）和总谐波畸变率。这些数据不仅被用于实时监测，还会被记录并生成统计报表（如95%概率大值、最大值等）。用户可以在装置上或通过后台系统设定各次谐波含量的告警阈值。当监测到某次谐波（如典型的5次、7次谐波）含量超标时，装置会立即产生告警事件，提醒运行人员关注电能质量状况，及时采取治理措施（如投入滤波装置）。此外，这些详尽的谐波数据还可用于高级分析，例如，通过分析谐波含量的变化趋势，可以辅助判断变压器等设备是否存在早期绝缘缺陷；通过比较不同线路的谐波数据，可以定位主要的谐波源负荷。这使得保护测控装置从单一的“保护神”角色，延伸为电网的“诊断医生”，为供电质量的精细化管理提供了直接的数据支撑。

煤矿供电监控系统的智能化演进，是煤炭工业与新一代信息技术深度融合的必然趋势。传统系统主要实现“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能，已难以满足现代化矿井对供电安全、可靠、高效、集约化管理的更高要求。当前，以物联网、大数据、人工智能、数字孪生为典型的智能技术，正驱动该系统从被动监控向主动感知、智能决策、自动执行、自主演进转变。其中心目标在于构建一个具备多方面感知、实时分析、科学决策、准确执行能力的有机整体。这不仅是技术升级，更是管理理念的变革，通过智能化手段将供电系统从保障生产的“血液系统”，提升为驱动矿井安全高效运行的“智慧神经中枢”。智能化演进路径涵盖了数据采集的终端智能化、网络通信的泛在化、平台处理的云边协同化以及应用服务的场景化，为实现煤矿的少人化、无人化安全开采提供坚实的能源保障基础。智能分析各采区用电负荷，实现基于生产计划的峰谷优化与智能节能控制。

装置不仅多方面支持软压板功能，用户还可通过本地界面或远程指令投退各类保护功能，替代传统物理压板，简化操作流程并减少误操作可能。软压板状态可远方监视与同步，还可以支持与监控系统的联动控制。结合权限管理与操作日志，实现安全可靠的远程运维。该功能特别适用于无人值守变电站或集中调控模式，是构建智能电网远程操作体系的关键基础。该功能特别适用于无人值守变电站或集中调控模式，是构建智能电网远程操作体系的关键基础。云平台实现井下供电网络的集中监视与远程控制。井下供电监控系统网络交换机

采用数字孪生技术，构建仿真的供电系统三维模型，支持远程可视化巡检与模拟演练。陕西厂站供电监控系统高压保护测控装置

供电系统的“自愈”能力是其智能化和韧性的比较高体现之一。本功能建立在完备的实时监控、快速保护与智能分析基础之上。当系统检测到某条馈线因故障被保护装置切除后，自愈控制逻辑立即启动。首先，故障区域准确定位：结合保护动作信号、故障指示器信息及拓扑分析，迅速确定故障发生的具体区段。随后，非故障区域负荷分析：评估因上游开关跳闸而失电的非故障区域负荷性质（是否包含一级负荷如主排水泵、主要通风机）及其重要性。接着，网络重构方案生成与校验：系统基于当前的电网拓扑连接关系（开关状态），在数十毫秒内自动生成一个或多个可行的供电恢复路径。这些方案会经过严格的潮流计算与安全校验，确保在合环操作时不会引起设备过载、保护误动或产生过大的冲击电流。然后，自动执行与确认：在通过安全校验后，系统通过遥控自动操作相关的联络开关或分段开关，将失电的非故障区域负荷转由其他健康的电源线路供电。整个过程在分钟级甚至秒级内自动完成，无需人工干预。这不仅很大程度地缩短了停电时间，减少了生产损失，更在极端情况下（如主电源故障）为保障井下安全关键负荷的持续供电提供了自动化、高可靠的应急方案，极大的提升了煤矿供电系统的生存性与业务连续性。陕西厂站供电监控系统高压保护测控装置

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