矿井井下供电综合自动化的实现 孙凯

矿井井下供电综合自动化的实现孙凯
摘要：随着我国经济的迅猛发展，人们对于煤矿井下供电自动化技术也提出了更深层次的要求。

只有当煤矿井下供电系统不断向自动化的方向迈进时，才能在一定程度上降低井下事故发生的概率，进而提升采矿工作的效率。

关键词：矿井、供电自动化
引言：为了从根本上实现煤矿井下的供电系统自动化，我国在持续引进国外先进供电技术的同时也在不断提高我国自主研究的供电自动化水平。

通过坚持不懈的实验和钻研，现阶段已经取得了较大的成就和效果。

为了保障煤矿井下供电系统自动化的实现，技术人员就要了解更为全面的设备信息，了解它所实现的功能和可能发生故障的原因，进一步缩短因为故障而出现停工的时间（无计划停机时间），保障现场作业人员的生命安全。

一、矿井井下供电综合自动化系统硬件的组成及功能
矿井井下供电综合自动化硬件的组成分别为综合保护器、井下分站、传输网络、地面主站等。

综合保护器的安装与保护开关还应进行配套连接，为了防止供电系统自动化发生故障，所以需要第一时间将保护开关的记录数据上传到地面调度控制系统。

保护开关通常是利用红外遥控和双后备电源的运行方式，所以在实际应用中应具有计量耗能、测量数据、事件记录、故障波动等多种功能，通过可靠的实时通讯系统，使其实现自我独立。

在煤矿井下的每一处配电点都安装有监控分站，通过RS-485通讯接口进行连接，用来保护保护器与各开关之间的数据和信息传递，最后传送到地面调度控制中心进行分析。

自动化传输网络就是在煤矿井下构成的一定区域内对无线网络进行传输的设备信号和信息，对煤矿井下的操作人员进行实时监控，形成一个控制中心。

传输网络主要由井下网络和井上网络共同组成。

地面主站主要是通过传输网络将地面主站、井下分站和保护器等形成一个完整的通讯系统，然后进行统一自动化控制。

它能够对地面调度中心的命令通过保护开关进行执行控制；对保护开关具有监督控制作用；对发生事故进行预警并记录等功能。

二、矿井供电系统的自动化设计原则
为了实现矿井供电系统综合自动化，最大程度保障煤矿供电安全可靠，最为实际的办法就是将井下所有使用的开关、启动器和电缆等设备数量降至最少，要求一台启动器只能控制一台低压设备，一台高压配电柜也只能控制一台变压器。

当配电点的变压器所带负荷超过一台设备时，应该合理的对变压器进行分配，避免超负荷运行，一般情况下变压器也不要并联使用。

从地面配电站到其他用电设备都经常会采用放射式供电，用于上山的供电系统都采用干线式供电，供电线路应采取合理布局最大程度上缩短缆线长度，注意存放矿石、燃料的地方不能铺设电缆，防止出现回电引发火灾事故。

对于局部通风机而言，无论是在班内还是班后，都不能停止通风，所以在通风入口处应该设立双电源的通风供电系统，分成两股线路进行供电，也要设置专用的变压器和专用开关，进行单独供电以及风机切换。

一定要保证当一台设备出现故障时，另一台设备仍旧能够正常运行，防止通风系统停止造成井下有毒有害气体超限事故。

三、实现矿井井下供电综合自动化的措施
（一）改造高压供电系统
为了实现煤矿井下供电综合自动化，就要将之前的断路器进行改良，增加自
动化实现的个性和性能，提高断路器的效果和速度。

要在实现自动化的过程中对
高压断路器进行不断的改良和完善，增加断路器的使用寿命，优化使用的效果。

（二）改变接地方式
在使用自动化供电系统中，就要将变压器更改为接地变压器，这种接地变压
器是通过Z型绕组的方式为供电系统提供一个中间点，它具有零阻扰的特点。

所
以在变压器的工作频率加大时，大部分的电压都集中在变压器的线圈上，而接地
变压器具有一定的稳定性，会降低采样信号和外界信号对供电系统的干扰。

还应
在供电系统中采用XHDZ型消弧线圈，由于它的工作性能比较稳定，工作时间长，方便快捷，电流速度比较快，方便供电系统的自动化实现。

当改变开关时，就可
以与消弧线圈进行有序配合，实现自动化供电系统的实现，为供电系统提供更为
稳定的供电效果。

（三）改变选线装置
在改变选线装置过程中，应当在不接地或者电阻接地的地方进行选线，还要
在选线系统的最小电流下工作，一旦小电流工作系统出现故障，所有电表上的数
据都会显示零电流通过。

这种电流由于小而且分散，所以在接地线路安装上会有
一定的难度，随着消弧线圈的影响还会进一步加大难度。

所以在发生这种故障时，一定要及时对故障线路进行采样分析，对分析的结果进行合理的处理，然后采取
适当的解决方法。

但是一定要在分析中注意结合信号的幅动值和相位的大小变化，然后进行一系列的综合分析，采取有效的应对解决方案。

四、提高煤矿井下供电安全可靠性的技术措施
（一）提高井下供电可靠性
一旦煤矿井下的供电设施出现超负荷运行而导致供电系统中断，可能就会造
成较为严重的人身伤亡、设备损坏事故发生，为企业带来较大的经济损失。

为了
保证井下工作的有序进行，就要配备可靠安全的井下供电自动化系统，对于矿井
供电系统必须采取两回路电源供电，一旦出现通风系统、排水系统等超负荷运作，就可以切换成另一电源回路进行供电，防止出现断电现象。

当煤矿井下采用双回
路电源时，就必须将电源连接至不同变电站或者来自不同电源进线的同一变电站
的两段母线，确保安装可靠完善的电源自动切换设备，一旦出现断路现象，电源
就能在第一时间进行切换，保证矿井供电系统恢复，确保井下作业顺利正常进行，保障工作人员的生命财产安全。

（二）完善继电保护设备系统
在煤矿井下作业中，为了完善继电保护设备系统，就要不断的采取可靠完善
的保护方案，不断的对继电保护系统进行完善，不断提高系统的可靠性、选择性
和能动性。

在煤矿井下施工作业中，通常会有高压电动机、动力变压器等控制设
备和其他动力设备出现故障，所以在接电时一定要按照严格的要求保障辅助设备
的功能和负荷。

依据机电设备的的分布位置、保护程度、使用频率等实际情况采
用可靠有序的最佳保护方案，同时引进先进的技术措施和技术方案、设备等方法
提升保护设备系统的可靠性，减少供电系统故障，缩小故障影响范围，降低事故
发生的频率，提高工作效率。

（三）变电站自动化系统中的几种新型综合保护装置
随着电气控制与保护领域高速发展，不仅实现了从电磁到电子智能保护的转
变，还有PCS、ACS、CCS、DCS、NFCS系统，都已经逐渐实现了系统化和智能化
的发展要求。

由于目前的电力系统中微机尚未得到普遍的应用，所以美国的威斯
特传感器仪表公司已经研发了SEL-279、SEL-321 型，通用电气公司研发了ALPS 型，德国西门子公司研发了7sA531 型等，我国国内的南自公司也研发了WXB 系列，
南瑞继保集团研发了RCS 系列，北京德威特集团研发了DVP-600 系列等微机保护
装置用于自动化应用。

（四）对矿用新型综合保护装置的建议
变电站综合自动化系统在实现之后，就会不断的在煤矿井下作业中推广应用，但是由于井下的各种开关设备比较繁多复杂，结构各式各样，而且煤矿井下的空
间比较狭小，就会非常容易发生各类安全事故。

为了尽快实现煤矿井下的供电综
合自动化，就必须要在新型的保护装置上做出一定的严格要求，要求质量必须严
格过关、体积容量要小、性能一定要高、功能也要呈现多样化、拥有标准的生产
过程和接口、还要灵活方便等，才能确保煤矿井下在正常作业中配备更好的保护
硬件系统，设备运转更为安全有序。

结语：煤矿新型技术的发展从侧面上也会推动我国经济的迅猛增长，所以必
须对技术工艺提出更高的要求。

要实现信息化管理，自动化的实现，就一定要采
取信息化技术，科学的进行实验管理，一旦出现安全隐患现象，就可以及时发出
预警信号，实现作业过程的全面监管。

参考文献：
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