礦井智能化供電系統(tǒng)研究

閆光鵬

摘要：隨著時代的發(fā)展，供電系統(tǒng)對于礦井開采來說有著重要的輔助作用，直接影響著礦井開采的安全性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)為生活中各行各業(yè)帶來便捷。在礦井供電系統(tǒng)中融入智能化技術(shù)必定會大大提升礦井開采的安全性。

關(guān)鍵詞：礦井智能化;供電系統(tǒng)

引言

隨著煤礦礦井電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，礦井供電距離較長，供電級數(shù)多且都采用電纜供電方式。單靠傳統(tǒng)的過流定值加時間延時級差的方法不可避免的造成越級跳閘情況的發(fā)生。此外，煤礦井下采區(qū)變電所高低壓系統(tǒng)使用的保護裝置型號較多，各類保護使用的通訊規(guī)約不統(tǒng)一，無法實現(xiàn)采區(qū)變電所高低壓供電系統(tǒng)的集中監(jiān)視和控制。結(jié)合煤礦的實際情況，研究礦井智能化供電系統(tǒng)的建設(shè)和成果。

1礦井供電系統(tǒng)實現(xiàn)供電安全的必要性

用電安全是各行業(yè)都需要引起高度重視的。在煤礦開采工作中，如果礦井供電系統(tǒng)不可靠，不但影響一般的正常用電作業(yè)，還會經(jīng)常出現(xiàn)無規(guī)律、無計劃停電導(dǎo)致的通風(fēng)問題。一旦供電得不到保障，井下通風(fēng)機便不能正常工作，由此通風(fēng)不能得到保障，就會引發(fā)瓦斯積聚的風(fēng)險，而其他電氣設(shè)備在供電故障發(fā)生時同樣會出現(xiàn)各種問題，如漏電、短路、電氣火災(zāi)，會產(chǎn)生電氣火花，從而引發(fā)瓦斯爆炸事故，危及采礦工作人員的安全。由此看來，保障礦井供電系統(tǒng)的用電安全是降低礦井作業(yè)安全風(fēng)險的基礎(chǔ)，對于煤礦安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。

2礦井智能化供電系統(tǒng)研究

2.1設(shè)立多區(qū)域分段實時監(jiān)控系統(tǒng)

隨著智能技術(shù)的不斷開展，很多供電系統(tǒng)都融入了智能化的實時監(jiān)控系統(tǒng)，對于礦井供電系統(tǒng)來說有著積極的影響。從供電系統(tǒng)的日常維護來看，在傳統(tǒng)的操作當中都需要人員深入井下的每一處進行相應(yīng)的觀察和數(shù)據(jù)采集，對供電系統(tǒng)中的各個設(shè)備進行磨損情況監(jiān)測、運行情況檢測。這無疑是需要投入大量的人力物力進行監(jiān)控的，同時工作效率相對比較低下。對此，在智能化的時代應(yīng)當做好相應(yīng)實時監(jiān)控系統(tǒng)的建立，將礦井供電系統(tǒng)劃分成多個區(qū)域，針對每一個區(qū)域的供電情況進行歷史數(shù)據(jù)的分析，制定好良好的運行標準值，在安裝實時監(jiān)控儀器的時候設(shè)定好安全值范圍進行電纜、電流、電壓等情況的監(jiān)控。同時，針對供電系統(tǒng)中的每一個設(shè)備的磨損情況做好實時的預(yù)測，盡早的發(fā)現(xiàn)磨損嚴重的部分及時做好替換維護，防止安全事故的出現(xiàn)。

2.2建立故障檔案

在平時的檢修維護工作中，檢修和維護工作應(yīng)當做到有始有終，不浪費任何一次了解供電故障的機會，因此建議供電管理專業(yè)人員為各類實際發(fā)生的用電故障建立檔案，對故障類型、損傷程度及故障發(fā)生頻率進行數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計。除了需要對實際發(fā)生的故障進行檔案設(shè)計備注外，還需對在仿真模擬軟件下進行的各類模擬故障處理的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，加大數(shù)據(jù)建設(shè)，為后續(xù)的進一步檢修排查工作提供參考和借鑒，方便未來的故障排查工作。

2.3智能化UAPC控制平臺

實現(xiàn)井上、井下微機綜合保護自動化管理，對整個供電系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障診斷、技術(shù)參數(shù)分析、以及停送電操作由計算機分析自動完成對于提高礦井供電可靠性有極大幫助。在井上安裝智能化UAPC控制平臺，通過架設(shè)高速光纖通道實時監(jiān)視并采集井下所有保護設(shè)備的運行狀態(tài)，建立信息共享、擴展性好的大數(shù)據(jù)平臺，在發(fā)生事故跳閘時可以分析事故，定位故障地點和分析事故原因。利用現(xiàn)有的光纖環(huán)網(wǎng)作為采集通道，同時在各個采區(qū)變電站安裝高性能的通訊管理機用來采集非智能化保護設(shè)備的信息。

2.4采用電氣設(shè)備在線檢測系統(tǒng)

引入電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可把礦井供電在線監(jiān)測系統(tǒng)引入礦井供電系統(tǒng)來動態(tài)監(jiān)督，實時管理礦井供電設(shè)備。在日常生產(chǎn)中，礦井供電管理人員可參照礦井供電在線監(jiān)測系統(tǒng)與安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的相關(guān)供電故障，深入分析故障性質(zhì)，真正找出故障原因，制定相應(yīng)解決措施，并及時切斷事故區(qū)域電源，確保非故障區(qū)安全，盡量減少礦井供電故障帶來的不必要損失。

2.5遠程監(jiān)控系統(tǒng)的安全

監(jiān)控系統(tǒng)的安全和可靠直接關(guān)系到供電無人值守的安全和可靠，調(diào)研也發(fā)現(xiàn)，目前各煤礦的供電監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是采用的Windows操作系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)運行慢、中病毒甚至死機等問題頻發(fā)，導(dǎo)致煤礦的供電監(jiān)控系統(tǒng)安全性和可靠性得不到保證，嚴重制約了煤礦供電智能化建設(shè)的步伐，根據(jù)多年來研究和應(yīng)用煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)驗證明，采用基于Linux操作系統(tǒng)的供電監(jiān)控軟件平臺，可有效防止病毒入侵，系統(tǒng)安全性和可靠性明顯提高，系統(tǒng)年可用率可達99.99%，系統(tǒng)平均故障間隔時間（MTBF）不小于20000h，因此，建議在煤礦供電智能化建設(shè)過程中，首選基于Linux操作系統(tǒng)的監(jiān)控軟件平臺，這也是煤礦供電智能化及無人值守建設(shè)的安全保證。

2.6加強智能化保護設(shè)備建設(shè)

供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障很容易出現(xiàn)故障快速的蔓延，進而加大事故的嚴重性，造成火災(zāi)或者人員傷亡等情況。因此，在保護設(shè)備上應(yīng)當加強建設(shè)與研究。首先，做好越級速斷保護，智能設(shè)備監(jiān)控到供電系統(tǒng)當中出現(xiàn)越級關(guān)閘的情況應(yīng)當快速的進行電流、電壓的斷開，快速做好正確的電閘關(guān)閉，避免不正當?shù)碾婇l關(guān)閉操作讓整個供電系統(tǒng)出現(xiàn)相關(guān)的錯亂，導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。然后，在供電的各個采區(qū)當中做好相應(yīng)的智能總開關(guān)設(shè)置，一旦在采區(qū)當中出現(xiàn)供電事故，則在井上可以進行該采區(qū)的關(guān)閘作用，防止繼續(xù)通電而加強事故嚴重性，將事故的面積延伸到另一個采區(qū)當中。最后，做好電壓、負荷與接地的智能設(shè)備建設(shè)。一旦出現(xiàn)電壓、負荷過大的情況則立即啟動預(yù)警報告，讓井上技術(shù)人員進行相應(yīng)電壓與負荷的調(diào)整。同時，做好及時關(guān)閉其與采礦設(shè)備的連接，防止繼續(xù)增大電纜的負荷，引發(fā)電路癱瘓短路。此外，惡劣的雷雨天氣應(yīng)當做好相應(yīng)雷電的接地操作，防止雷電影響到礦井供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

結(jié)語

礦井供電系統(tǒng)的安全是采礦工作的基本前提，通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題來進一步加強供電系統(tǒng)的安全和電器設(shè)備的保護，將有助于促進礦井作業(yè)的安全高效實施。在用電安全事故頻發(fā)的當下，更應(yīng)當加強各級工作人員的安全用電意識，提升其對供電系統(tǒng)的綜合了解和電氣設(shè)備的安全使用，從人為因素方面消除安全隱患。

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