[发明专利]一种煤矿供电系统电能质量在线监测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能质量在线监测方法，尤其涉及一种基于煤矿智能变电站体系实现煤矿地面及井下一体化电能质量在线监测的方法，属于煤矿供电系统电能质量改善技术领域。

背景技术

煤矿在对电力需求增加的同时对电能质量的要求也越来越高，电能质量的优劣直接影响到煤矿的安全生产。大量非线性负载的接入和煤矿电网本身的非线性特征，使得煤矿电网污染越来越严重，在电能质量所包含的众多指标中，电压偏差、电压波动、谐波是煤矿电网电能质量控制的重点。电能质量的监测结果是改善电能质量的依据，目前对煤矿电网电能质量的测试主要使用电能质量测试仪对各个回路逐个测试，测试周期长，且无法实现同时刻测试与对比分析，对井下供电的电能质量仅能测试到下井线路。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿供电系统电能质量在线监测的方法，该方法基于煤矿智能变电站体系实现了全矿井电能质量的监测和数据共享，具有简单易行，监测精度高，展示直观的特点，能够完成全系统地面井下一体化的电能质量在线监测，解决了以往井下电能质量无法监测的难题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于煤矿智能变电站体系实现煤矿地面井下一体化的电能质量在线监测的方法，包括以下步骤：

（1）以煤矿智能变电站为基础，即煤矿地面及井下各变电站已分别建成智能变电站，地面智能变电站电能质量监测分站和井下集成保护测控装置（包含电能质量监测分析功能）负责各智能变电分站电能质量的监测；

（2）各智能变电站过程层采样电压和电流信息，并将采样数据按照IEC61850规约上传至电能质量监测分站或集成保护测控装置；

（3）各智能变电站间隔层电能质量监测分站或集成保护测控装置根据采样值信息对电能质量的各项内容进行计算分析，得到电能质量的分析结果；

（4）各智能变电站间隔层电能质量监测分站或集成保护测控装置将电能质量分析的结果以报表和趋势图的形式上传至地面站控层电能质量监测主机，进行煤矿地面及井下电网电能质量的展示和管理，实现地面井下一体化的电能质量在线监测。

本发明的有益效果是：解决了以往井下电能质量无法监测的难题，实现了地面井下一体化煤矿全系统电网电能质量的全参数测量分析，不仅实现了全网各开关处的电能质量的同步测试，而且具有简单易行，监测精度高，展示直观的特点，真正做到了煤矿供电系统电能质量的全面在线监测。

附图说明

图1为本发明实现煤矿地面井下电网一体化电能质量在线监测的流程图；

图2为本发明煤矿供电系统电能质量在线监测方案的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括以下步骤：

（1）以煤矿智能变电站为基础，即煤矿地面及井下各变电站已分别建成智能变电站，地面及井下各智能变电站包括过程层和间隔层两层，在地面建成控制中心作为各智能变电站的站控层，地面智能变电站电能质量监测分站和井下集成保护测控装置（包含电能质量监测分析功能）负责各智能变电分站电能质量的监测，控制中心电能质量监测主机负责全系统电能质量的展现和管理，如图2所示；

（2）地面智能变电分站过程层合并单元采样电压和电流信息，采样数据通过光纤以太网按照IEC61850规约上传至电能质量监测分站，井下智能变电分站过程层保护合并单元采样电压和电流信息，采样数据通过光纤以太网按照IEC61850规约上传至集成保护测控装置；

（3）电能质量监测分站和集成保护测控装置根据过程层上传的电压和电流采样信息，对电能质量的电压总谐波畸变率、各次电流谐波、电压波动与闪变、有功功率、无功功率、功率因数、供电电压偏差、三相电压不平衡度、电力系统频率偏差等内容进行计算分析，得到电能质量的分析结果。

（4）电能质量监测分站和集成保护测控装置将电能质量分析的结果以报表和趋势图的形式上传至地面站控层电能质量监测主机，电能质量监测主机通过电能质量监测软件来对全系统电能质量监测数据进行展现、存储和管理，实现煤矿电网地面井下一体化的电能质量在线监测。 

本发明对于煤矿供电系统电能质量的在线监测采用基于煤矿智能变电站体系的方案，电能质量监测分站和集成保护测控装置实现了地面及井下各变电站电能质量的计算和分析，并将电能质量分析结果上传至地面站控层，实现了煤矿供电系统全系统电能质量信息的共享，实现了全系统地面井下一体化的电能质量在线监测，解决了以往井下电能质量无法监测的难题。具有简单易行，监测精度高，展示直观的特点，真正做到了煤矿供电系统电能质量的全面在线监测。