文/賀壯

（山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司供電分公司 山西省晉城市 048000）

煤發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式之一，在國家工業(yè)化進程加快以及人口數(shù)量不斷增加的時代當(dāng)中，我國的用電量越來越大，煤礦如果依靠傳統(tǒng)的供電方式提供的生產(chǎn)效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足人們的生活。在加上北方供暖對煤的需求，導(dǎo)致我國現(xiàn)如今煤礦的生產(chǎn)效率低下成為主要問題。為了切實有效地提高煤礦的生產(chǎn)效率，保證我國用電以及供暖的基本需求，相關(guān)的研究人員開始從煤礦的供電系統(tǒng)入手，應(yīng)用新型的科學(xué)技術(shù)手段有效提高煤礦的供電效率，從而提高各種器械設(shè)備的生產(chǎn)效率，同時從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，減少煤礦供電對環(huán)境造成的污染。電網(wǎng)智能技術(shù)作為新型科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品的代表之一，已經(jīng)被應(yīng)用到了煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中，目前為止已經(jīng)使得煤礦供電系統(tǒng)的生產(chǎn)效率提高。

1 電網(wǎng)智能和煤礦供電系統(tǒng)概述

1.1 電網(wǎng)智能簡介

電網(wǎng)智能目前為止主要被集中應(yīng)用在電力體系當(dāng)中，是一種較為綜合的電力體系?，F(xiàn)在的電網(wǎng)智能技術(shù)主要是針對電力系統(tǒng)當(dāng)中的發(fā)電和輸送系統(tǒng)進行針對性研究，通過全方位的監(jiān)測以及數(shù)據(jù)整理等技術(shù)來達到對電網(wǎng)的立體管控?，F(xiàn)在我國用煤量不斷上升，要求煤礦的生產(chǎn)效率逐步提高。在這種背景之下，電網(wǎng)智能技術(shù)的應(yīng)用為煤礦供電系統(tǒng)打開了新的窗口，促進了我國煤礦的發(fā)展。

1.2 電網(wǎng)智能技術(shù)的發(fā)展趨勢

電網(wǎng)智能技術(shù)充分地將環(huán)保理念、智能化發(fā)展目標(biāo)、生產(chǎn)效率提高技術(shù)等結(jié)合起來，通過掌握先進的控制技術(shù)、通信技術(shù)以及計算機運用技術(shù)等先進的科學(xué)技術(shù)手段對煤礦供電系統(tǒng)進行全方位檢測，提升了煤礦供電系統(tǒng)的高效性，減少了不必要的設(shè)備損失，通過對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和有效分析對當(dāng)下設(shè)備的運行情況進行分析，從而針對性地提出維修和養(yǎng)護的方式，促進了煤礦的發(fā)展。電網(wǎng)智能技術(shù)的誕生本就是為了提高煤礦供電系統(tǒng)的供電效率，在環(huán)保的理念之下提高煤礦的生產(chǎn)效率。在這種背景之下未來的電網(wǎng)智能技術(shù)也必將會想著智能化、環(huán)?；?、高效化發(fā)展，廣泛地應(yīng)用GIS、斷路器、智能變壓器等一系列先進的設(shè)備對信息進行綜合性分析，同時還可以利用SCADA 系統(tǒng)對錯誤的信息進行屏蔽，進一步提高煤礦供電系統(tǒng)的效率。

1.3 煤礦供電系統(tǒng)簡介

我國的煤礦供電系統(tǒng)一直都在不斷地發(fā)展和完善當(dāng)中，并且一直都將促進我國煤礦的發(fā)展作為主要目標(biāo)。煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中的用電負(fù)荷分為三個等級，不同的等級承擔(dān)的項目不同。一級負(fù)荷主要包括基礎(chǔ)的供電運轉(zhuǎn)設(shè)備，主要包括礦井當(dāng)中的扇風(fēng)機、升降人員的立井提升機和礦井中的主提升設(shè)備、礦井當(dāng)中的抽放瓦斯設(shè)備和未井下供電的變電所等。二等負(fù)荷主要包括煤礦企業(yè)、井上和井下在進行生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過程當(dāng)中的動力以及照明的設(shè)備、礦井當(dāng)中的充電設(shè)備以及以電機車為主要運輸方式的整流及充電設(shè)備而三級負(fù)荷則主要負(fù)責(zé)除一級和二級之外的供電區(qū)域。

1.4 煤礦供電系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國的煤礦供電系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了長期的發(fā)展，并且在供電性能、供電安全以及供電設(shè)備的穩(wěn)定性上有了明顯的提高。但是由于外界環(huán)境等其他因素的影響，導(dǎo)致我國煤礦當(dāng)中的供電系統(tǒng)還存在著不同程度的問題。首先煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中對設(shè)備存在的隱患不能及時檢測，再加上當(dāng)下供電系統(tǒng)在工作的時候電壓的波動范圍較大，當(dāng)電壓上升到較高的范圍的時候會產(chǎn)生巨大的熱量，這時一些輸電線路和供電設(shè)備就會由于熱量過高而發(fā)生故障。并且我國當(dāng)前在繼電保護方面還有待改善。我國目前使用的是基于單端氣量的電流保護來對供電系統(tǒng)進行保護，但是供電系統(tǒng)當(dāng)中的供電線路正在不斷縮短，同時供電級也在不斷增加，保護設(shè)備和供電系統(tǒng)的運行水平已經(jīng)不成正比，導(dǎo)致煤礦供電系統(tǒng)的安全性降低。

2 電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用分析

2.1 電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)故障隔離方面的應(yīng)用

煤礦供電系統(tǒng)的規(guī)模一直都在隨著每款生產(chǎn)規(guī)模的擴大而擴大，所以如果煤礦供電系統(tǒng)的安全檢測系統(tǒng)不能滿足當(dāng)下供電系統(tǒng)的運行，將會導(dǎo)致供電系統(tǒng)的安全性下降。在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中決定其安全性的主要是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。煤礦供電系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要包括線路連接方式、線路的布局方式、規(guī)模和地理位置，在管理過程當(dāng)中與變電站的集約化管理有相似之處。電網(wǎng)智能技術(shù)可以通過專業(yè)的操作對SCADA 設(shè)備進行安裝，從而對供電系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)的故障進行精準(zhǔn)定位和隔離，進一步保證系統(tǒng)的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，電網(wǎng)智能技術(shù)在利用SCADA 系統(tǒng)進行工作的時候還能夠與GIS 進行有效結(jié)合，從而提高故障發(fā)生部位的精準(zhǔn)性，更加有利于供電系統(tǒng)的安全運行。同時電網(wǎng)智能技術(shù)還可以對電流進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其中有故障的部分，通過控制開關(guān)動作來實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的防備工作。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的電網(wǎng)智能技術(shù)可以與智能軟件進行聯(lián)通，再結(jié)合SCADA 系統(tǒng)接收到的實時信息來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速處理，在短時間之內(nèi)針對故障發(fā)生的部位以及系統(tǒng)運作情況制定科學(xué)化的恢復(fù)方案，實現(xiàn)供電系統(tǒng)監(jiān)測與回復(fù)的智能化。

2.2 應(yīng)用CAN總線技術(shù)來提高電力網(wǎng)調(diào)度運行的合理性

CAN 總線技術(shù)是一種串行通信技術(shù)，在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中對整個系統(tǒng)進行分布式控制對達到實時監(jiān)控的目的。電網(wǎng)智能技術(shù)當(dāng)中的CAN 總線技術(shù)通過在供電系統(tǒng)當(dāng)中不同的位置設(shè)置不同的控制點來進行相應(yīng)范圍之內(nèi)數(shù)據(jù)的采集工作，并且在于接收到的命令相結(jié)合進一步將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送回CAN 總線當(dāng)中，與總線當(dāng)中的驗收碼和驗收屏蔽碼進行核對完成驗收工作。CAN 總線在完成驗收工作之后對收到的數(shù)據(jù)進行分析，從而對不同控制點掌握范圍之內(nèi)相關(guān)設(shè)備、線路的運行情況進行監(jiān)測，切實有效地提高電力網(wǎng)調(diào)度運行的合理性。

2.3 電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦數(shù)據(jù)監(jiān)測上的應(yīng)用

電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中進行數(shù)據(jù)檢測的時候主要應(yīng)用的是經(jīng)過改良的PDR 功能以及SCADA 系統(tǒng)，專業(yè)技術(shù)人員通過對工作理念的創(chuàng)新來對全景數(shù)據(jù)平臺和全景數(shù)據(jù)信息進行檢測。電網(wǎng)智能技術(shù)在對煤礦供電系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)檢測的時候要將整個系統(tǒng)分為三個主要部分：數(shù)據(jù)記錄部分、回訪部分以及展現(xiàn)部分。在進行數(shù)據(jù)檢測的時候要根據(jù)SCADA 采集點發(fā)布的數(shù)據(jù)變化信息生成的，在收集的時候要通過安全裝置來向FTP 服務(wù)器傳遞。數(shù)據(jù)回訪板塊主要是通過利用全景數(shù)據(jù)文件，在內(nèi)存當(dāng)中加載煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)時的運行數(shù)據(jù)來進一步進行分析，最終辨別供電系統(tǒng)當(dāng)中的故障，所以說數(shù)據(jù)回訪的主要功能是對數(shù)據(jù)進行快速地檢索。而數(shù)據(jù)展現(xiàn)主要負(fù)責(zé)的是通過將數(shù)據(jù)用列表、曲線或者圖表的形式展現(xiàn)出來，使得數(shù)據(jù)具有更強的系統(tǒng)性。

2.4 電網(wǎng)智能技術(shù)在每款供電系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)與控制當(dāng)中的應(yīng)用

電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦供電系自動調(diào)節(jié)和控制當(dāng)中的運用作為明顯。煤礦供電系統(tǒng)的工作規(guī)模較大，并且工作時間和范圍一直都在隨著煤礦生產(chǎn)量的提升而增加，所以僅僅依靠人工難以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控，而電網(wǎng)智能技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這一問題。智能變電站輔助綜合管理系統(tǒng)對整個供電系統(tǒng)實行了全面的實時智能視頻監(jiān)控，并且采用計算機技術(shù)對監(jiān)控到的數(shù)據(jù)進行記錄和分析，從而及時向管理人員報告設(shè)備的運行狀態(tài)，以便在沒有管理人員值守的情況之下保證設(shè)備的平穩(wěn)安全運行。

2.5 電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦安全性方面的應(yīng)用

差動保護在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中的線路保護當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中的線路會由于兩端的電壓差過大而導(dǎo)致?lián)p壞，通過對線路進行縱聯(lián)保護，比較兩端的電氣量，進一步對故障進行判斷，再通過與限定范圍之內(nèi)的電壓差進行比較，最后對是否切除保護線路進行判斷。在保護了供電線路的同時還保證了各種繼電器的安全性，提高了供電的可靠性，進一步提高了煤礦供電系統(tǒng)的安全性。

3 提高煤礦供電系統(tǒng)的具體措施

3.1 提高井下智能化供電系統(tǒng)的實用性

煤礦在進行挖掘的時候主要的工作范圍是在井下，所以供電系統(tǒng)不僅僅要想地面上的設(shè)備進行供電，同時還需要對井下的設(shè)備提供電能。井下的工作環(huán)境與地面上的工作環(huán)境不同，井下的工作更加危險，所以需要在整個工作過程當(dāng)中與地面上的控制人員隨時保持聯(lián)系，為了保證井下通訊工作和基礎(chǔ)設(shè)備的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)提高提高供電系統(tǒng)的實用性，減少人員因素對供電系統(tǒng)的監(jiān)控以及觀測工作，避免因管理人員過于疲勞而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問題不能及時發(fā)現(xiàn)。同時采用性能更加穩(wěn)定、工作時間更長的警報裝置，保證工作人員處于工作狀態(tài)下仍舊能夠聽到警報聲，提高井下工作的安全性。

3.2 提高電網(wǎng)智能化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，保證其在煤礦供電系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)中的規(guī)范性

煤礦供電系統(tǒng)的智能化和自動化一直都是管理人員的追求之一，但是由于各個煤礦當(dāng)中生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益的差異，導(dǎo)致許多煤礦當(dāng)中并沒有足夠的經(jīng)濟實力安裝先進的智能設(shè)備，甚至許多煤礦管理人員為了節(jié)省煤礦的開支沒有安裝智能控制系統(tǒng)。為了保證煤礦供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一規(guī)定煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中的智能化標(biāo)準(zhǔn)，并且針對經(jīng)濟效益差的煤礦進行經(jīng)濟支持，保證所有的煤礦都能有相應(yīng)的智能系統(tǒng)，進一步提高煤礦運行的安全性和可靠性。

3.3 提升過流保護的可靠性

不同的電流對煤礦供電系統(tǒng)起到的影響不同，所以為了提升煤礦供電系統(tǒng)的安全性，應(yīng)當(dāng)對短路電流和起動電流進行區(qū)分，并且增加短路電流，當(dāng)短路發(fā)生故障的時候要立即對整個供電系統(tǒng)啟動保護措施。為了保證短路電流運行的安全性，應(yīng)當(dāng)采用截面較大的供電電纜和變壓器，以快速提高短路電流值，從而增加系統(tǒng)電阻和電源的容量。同時在裝置進行和過流保護的基礎(chǔ)之上還應(yīng)當(dāng)在保護裝置當(dāng)中再增加相敏保護，進一步判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，更加有效地對整個每款供電系統(tǒng)進行保護。

3.4 應(yīng)用專業(yè)技術(shù)促進電網(wǎng)的安全運行

在整個煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中電網(wǎng)屬于重要的組成成分之一，電網(wǎng)的安全運行在很大程度上決定了煤礦供電系統(tǒng)的安全運行。構(gòu)成煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中電網(wǎng)的是電纜，所以保證電網(wǎng)安全運行的前提是對電纜進行絕緣檢測。電網(wǎng)與空氣以及外界環(huán)境接觸的機會較多，所以其絕緣性能很容易因為外界環(huán)境的影響而下降，為了保證電纜的安全運行，應(yīng)當(dāng)在電纜發(fā)生接地故障或者絕緣性能下降到影響安全性的時候由電網(wǎng)智能技術(shù)發(fā)出相應(yīng)的警報，提醒維修人員及時采取措施進行維修。同時還可以利用電網(wǎng)智能技術(shù)規(guī)定電纜極限范圍的絕緣標(biāo)準(zhǔn)，在絕緣性能下降到范圍內(nèi)就進行處理，避免之后的危險。

3.5 加強煤礦供電系統(tǒng)的科技水平

電網(wǎng)智能技術(shù)已經(jīng)在煤礦供電系統(tǒng)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且經(jīng)過實踐研究，現(xiàn)在的電網(wǎng)智能技術(shù)對煤礦供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性起到了關(guān)鍵的作用。但是我國由于工業(yè)化進行的加快以及人口數(shù)量的增加，對煤的需求量也在大幅度增加，傳統(tǒng)的電網(wǎng)智能技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在煤礦供電系統(tǒng)的規(guī)模，更重要的是還有許多煤礦當(dāng)中并沒有安裝相應(yīng)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，導(dǎo)致工作當(dāng)中存在危險。所以研究人員應(yīng)當(dāng)與相關(guān)的設(shè)備生產(chǎn)部門進行溝通，進一步提高設(shè)備的科技性以及實用性。

4 結(jié)束語

電網(wǎng)智能技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，直接關(guān)系到供電系統(tǒng)運行的安全和效率，進而影響到煤礦的發(fā)展。我們知道，傳統(tǒng)的煤礦供電系統(tǒng)在運行過程中還存在著很多問題，如能源損耗比較大、系統(tǒng)安全性有待提高、相關(guān)保護設(shè)備有待完善等，導(dǎo)致煤礦供電系統(tǒng)的運行效果并不理想。而將電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于其中就能很好的解決以上出現(xiàn)的問題，該技術(shù)通過在電力系統(tǒng)故障隔離方面、電力網(wǎng)調(diào)度運行方面、煤礦數(shù)據(jù)監(jiān)測方面等的運用，使得煤礦供電系統(tǒng)能夠高效的進行下去。同時，通過提升過流保護的可靠性、提高井下智能化供電系統(tǒng)的實用性、規(guī)范電網(wǎng)智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等措施就能使該技術(shù)更好的應(yīng)用于煤礦供電系統(tǒng)中，并且能夠很好的推進煤礦企業(yè)的進步與發(fā)展。