浙江浙一电气有限公司

针对矿山新建采区矿用专用箱变的快速组网需求，**推荐采用无线专网与光纤环网混合组网方案**。该方案结合无线通信的灵活性与光纤通信的稳定性，可满足矿山复杂环境下的快速部署、可靠运行及智能化管理需求。以下是具体方案与分析：

### **一、核心组网架构**
1. **无线专网覆盖**
- **技术选择**：采用LoRa或数传电台（如433MHz频段）构建无线通信网络，覆盖采区移动设备（如挖掘机、钻机）及临时监测点。
- **优势**：
- **快速部署**：无需布线，适合地形复杂、开采面移动频繁的矿山环境。
- **低功耗**：LoRa设备续航时间长，减少维护成本。
- **抗干扰**：数传电台在非ISM频段工作，避免与其他无线设备冲突。
- **应用场景**：实时传输移动设备电量、位置数据，或作为光纤故障时的备用链路。

2. **光纤环网骨干**
- **技术选择**：沿采区固定设施（如运输道路、固定变电站）铺设单模光纤，构建环网结构。
- **优势**：
- **高带宽**：支持视频监控、大数据传输（如设备状态监测）。
- **自愈能力**：环网设计可在光纤断裂时自动切换路径，保障通信连续性。
- **抗电磁干扰**：适合高压设备密集的矿山环境。
- **应用场景**：连接固定箱变、中央控制室及关键监测节点。

### **二、关键设备与配置**
1. **矿用专用箱变**
- **功能集成**：内置智能测控装置（如RTU），支持Modbus、IEC 60870-5-104等协议，实现数据采集、保护及通信一体化。
- **防护等级**：IP54及以上，适应粉尘、潮湿环境。
- **移动性设计**：采用拖车式或滑移式结构，便于随开采面推进而迁移。

2. **无线与光纤转换设备**
- **无线网关**：支持LoRa/数传电台与以太网转换，实现无线数据接入光纤环网。
- **工业交换机**：具备环网冗余功能（如RSTP、ERPS），确保光纤链路可靠性。

3. **中央控制系统**
- **平台功能**：集成SCADA系统，实现箱变状态监测、故障预警、远程操控及能耗分析。
- **数据安全**：采用VPN加密通信，防止数据泄露。

### **三、实施步骤**
1. **需求分析**
- 确定采区范围、设备分布及通信需求（如数据量、实时性要求）。
- 评估地形、电磁环境对通信的影响。

2. **网络规划**
- **无线覆盖**：根据采区面积部署无线基站，确保信号强度≥-90dBm。
- **光纤路由**：沿固定路径铺设光纤，避免与高压电缆并行以减少干扰。
- **IP地址规划**：为箱变、网关等设备分配静态IP，便于管理。

3. **设备安装与调试**
- **箱变就位**：采用膨胀螺栓固定于基座，核对安装尺寸及接地电阻（≤4Ω）。
- **通信测试**：验证无线信号覆盖范围及光纤环网自愈时间（≤50ms）。
- **系统联调**：模拟故障场景（如光纤断裂、箱变过载），检验系统响应能力。

4. **运维优化**
- **定期巡检**：检查无线设备电池状态、光纤连接器清洁度。
- **数据分析**：通过中央平台统计通信中断次数、数据丢失率，优化网络参数。

### **四、方案优势**
1. **快速部署**：无线专网可在数小时内完成覆盖，光纤环网随采区建设同步铺设。
2. **高可靠性**：光纤环网提供99.99%的通信可用性，无线专网作为冗余备份。
3. **智能化管理**：通过中央平台实现远程监控、故障定位及能效优化，减少人工巡检成本。
4. **扩展性**：支持新增箱变或监测设备无缝接入，适应采区动态扩展需求。

### **五、应用案例**
某露天煤矿采用此方案后，实现以下效果：
- **通信延迟**：无线数据传输延迟≤2s，光纤传输延迟≤50ms。
- **故障响应时间**：箱变过载保护动作时间≤100ms，中央平台报警推送时间≤5s。
- **运维成本**：减少现场巡检人员50%，年维护费用降低30%。