煤矿地面供电系统优化改进技术措施

煤矿地面供电系统优化改进技术措施
摘要：目前，随着我国经济的快速发展，科技水平的不断进步，我国传统的煤
矿供电系统已经无法更好地为矿井的安全生产提供保障。

如今自动化综合供电系
统已在全国供电行业中被广泛应用，但由于矿井井下独特的工作环境，自动化综
合供电系统在矿井中的发展与应用受到了一定的限制。

随着矿井防爆技术的推广，防爆型电器设备在煤矿中的应用也被大力推广，电子通讯技术和计算机网络技术
的发展也日益成熟，这也促使自动化综合供电系统在矿井中的不断应用，井下环
境不再是自动化综合供电系统的的限制，自动化综合供电系统在矿井中全面推广
指日可待。

关键词：煤矿;地面供电系统;优化改进技术
引言
随着煤矿井下生产工作范围的逐渐延伸、扩大，供电系统安全与否、可靠与否，直接关系着矿井的生产安全和企业的盈利。

考虑到煤矿工作环境条件的特殊性，及在采掘过程极易出现有爆炸危险的瓦斯和煤尘，因此必须合理优化高压供
电电缆及设备，优化煤矿供电系统技术，为煤矿安全、正常生产提供保障。

1优化供电系统的重要性
根据矿山供电系统功率损耗和谐波现象的特点以及系统监控的优化要求，对
矿山生产进行了综合研究。

煤矿供电网络综合优化研究的目的是根据煤矿生产现状，在现有的煤矿供电网络基础上，改进煤矿网络设计中的一些问题。

改进电网
设计，增加煤矿的电源电压，减少发生故障的可能性，并保护一系列煤矿开采活动。

优化电力系统计划应基于安全性和可靠性。

矿山集成节能系统的可靠性要求
体现在该系统和监控设备可以在长时间运行期间有效抵御恶劣环境的影响，使维
护成本保持在合理范围内。

通信安全在此系统中，多功能电能表、计算机、仪表
等必须及时通过网络准确交换数据，以确保系统各个端口的互连。

此外，人机交
互也是系统设计的终端，它应该能够在用户界面上准确地显示操作数据、预警信
息和错误信息。

科学引导配电网建设计划，科学地确定配电网建设项目的时机，
合理配置资源，做到合理、安全、可靠、经济地优化配电网络。

减少电力损失，
改善电力供应能力和质量，提高电力供应的可靠性对优化煤矿配电网方案有重要
的实际意义。

2基本原理
在煤矿供电系统中，地面和井下电力设备不同，各部门对供电的需求也各有
不同，而且配电线路也很庞杂，供电系统时刻都在处理海量的运行指令，反馈各
项状态信息。

所以在供电系统中添加信息处理数据库就很有必要了，数据库能够
把系统运作时产生和反馈的大量信息进行分类保存，方便系统进行处理。

在煤矿
传统的供电系统中，大多是基于继电器来控制各电器开关，这种控制模式的缺点
就是不能够精细化的对单一线路进行操作，并且稳定性和安全性都较为落后。

现
在的主流控制器是以PLC技术取代继电器作为电器开关的控制部分，PLC技术是
一种使用计算机语言的新型技术，该技术模式较传统模式更有优势，不仅提高了
系统的稳定性，使开关控制更加快速方便，也更加符合现代化的发展需求。

煤矿
上地面自动化综合供电系统是一种新型供电系统，它是基于计算机技术和网络通
讯技术在煤矿地面控制煤矿井下电力设备生产供电，从而达到对矿井供电系统的
自动化和智能化管理。

以现今计算机和网络通讯技术的发展程度，在供电系统的
地面控制中心进行程序设定和指令设定就能对井下电力设备的供电运行控制和监
测，十分便捷的对整个供电系统的运行情况、各电力设备的状态、线路电流的输出状况进行远程监测，保障了整个煤矿供电系统的安全可靠，也降低了电能输出不均匀带来的电能损耗。

3矿井自动化供电系统的设计
3.1软件系统设计
矿井地面自动化综合供电系统主要由数据库系统、PLC控制系统、驱动接口部分组成。

其中数据库系统是供电系统实现自动化管理的核心内容，按照供电系统的运行需求，数据库在功能的多样化方面衍生出五个部分，来满足自动化系统的日常控制和管理:
3.1.1组态式监控数据库
组态软件译自英文SCADA(数据采集与监测控制)，它是一种采集数据和控制过程的专用软件，在数据库中的作用主要表现在供电系统工作中自动记录系统的配制信息、命令信息、信息属性和时间记录方面的实时数据，统一交由ADO软件进行数据的访问和处理，最后用关系数据库来存储其生成的组态数据信息，来保证数据库系统的实时监控。

3.1.2优先级子库
为了方便管理系统数据库中的数据信息，要先将数据库中保存的数据文件按照优先级程度进行等级划分，数据等级划分的主要依据是数据信息和时间信息的相关程度，所以对时间的精确度要求越高越好，建立优先级子库前检查整个控制系统的计算机时间是否统一是能否保证系统只能判别数据信息优先级的关键。

3.1.3事件库
在整个供电系统的日常运行中，会出现各种故障和突发事件，建立事件库的目的就是为了及时反馈处理和存储各种突发事件，在出现电路故障或者报警时能够及时处理。

3.1.4历史信息数据库
该数据库的唯一功能就是存储系统运行的历史数据，它是为了能够缓冲系统磁盘的工作负担而建立的，可以在建立历史信息数据库后采用数据的压缩技术来避免由于数据存储量过大导致系统崩溃。

3.1.5内存数据库
该系统的主要是为了实现系统数据的交换，所有在建立内存数据库的时候需要着重于优化数据索引和接口访问。

3.2安装技术要求
（1）漏电断路器能够在漏电时及时切断电源，从而起到保护作用，供电中严禁任何设备漏电断路器。

由于断路器无法对人体直接进行漏电保护，所以在使用过程中严禁人员触碰断路器。

（2）漏电断路器在安装前应对安装人员进行专业培训，安装期间应指派专业技术人员现场监督管理；漏电断路器的各接线端子在安装时要严格按照说明书标识进行安装。

（3）安装人员在安装漏电断路器前，首先要将线缆两个端头钢带拆除，中性线缆要进行铅包，而且要确保中性线缆铅包完成后的完整性；施工人员在断路器内部安装中性线时，要确保中性线准确的安装位置，同时由于中性线并非保护线，在安装中要避免多次重复连接。

（4）漏电断路器在使用前应进行动作特性试验，断路器安装时应保证安装位置高于地面1.5m，且确保断路器负荷侧与电源侧对接安装正确。

（5））漏电断路器在与电缆芯线对接安装时，必须保证载流要求，通常情况下，中性线截面积应大于主线的50%以上。

3.3矿井配电网电容电流的治理实践
矿井中电容电流的优化理论应用到实际中可以采用的方法有很多，开滦林西
煤矿中主要采用的是用消弧线圈装置自动跟踪电网的方式，根据跟踪获得的电容
电流变化自动跟踪补偿，保证接地流量的值在安全最小值，这种做法不但能够防
止出现电容电流的超标，还能够降低电缆事故，保障安全。

3.4强化机电管理人员
强化机电管理人员设备安装管理，在验收时必须提升相应整改意见，生产队
组整改完毕后按流程，由各级分管、副总层层把关。

加强机电运行维护人员的培训，不仅要着眼细处，也要认识全局。

采煤工作面初采期各项设备都在磨合，负
荷偏大应该在合理范围。

对各级供电设备继电保护定值不能随意变动，确保各级
保护能起到防越级跳闸。

3.5维护技术要求
（1）漏电断路器由于在频繁的跳闸过程中会出现电源模块及保护内部的线路烧损，因此检修人员需定期对设备的保护进行检查，发现动作失灵、损坏时必须
及时进行更换。

（2）检修人员每月需要对断路器的跳闸参数进行记录并汇总，
并根据每个断路器的跳闸参数进行分析，不断调整保护参数，确保每个断路器动
作灵敏、可靠。

（3）当被保护供电系统中发生触电事故时，必须及时对漏电断
路器动作特性进行检查，分析保护失效原因，并及时更换断路器。

（4）煤矿应
对地面供电系统中，漏电断路器每日需对供电设备做1次漏电试验，确保漏电断
路器的灵敏性，并记录反应时间；每月定期按试验按钮3次，每季度进行2次远
方试验。

（5）严禁非工作人员对漏电断路器进行安装、拆卸、维修以及特性检测，需安排经过培训且有资格证的人员进行检测，严禁采用相线接触接地装置的
方法进行检测。

3.6硬件设备的选择方向
建立矿井地面自动化综合供电系统的主要硬件设备是综合接入网关和环网交
互机。

为了保证自动化控电系统在煤矿的特殊工作环境中的正常使用，硬件设备
的选择是重点。

3.6.1综合接入网关
整个地面供电系统的网路中，各个电气设备和供电分路线的工作过程中所监
测到的数据通过综合接入网关进行汇总后由光纤网络传输至管理平台。

为了能够
满足井下的控制系统各传感器的相互连接，选择以AＲM9为内核的控制器、VX-WOＲKS多任务操作系统，综合接入网关才能够满足要求。

3.6.2防爆型环网交互机
在矿井中，环网交互机的选择要能够满足井下的恶劣环境，能够抗潮、抗高温，还要求不受大量粉尘的影响等特点，所以井下防爆型环网交互机是最佳选择。

环网交互机是连接矿井地面和井下电气设备的必要设备，特点是输电区域广泛、
安装简单、维护方便，还可以自动感应故障的位置并报警。

结语
煤矿行业为了能够更加的符合时代的发展，以矿井地面自动化综合供电系统
来替代老旧落后的供电系统是势在必行的，把数据库技术、计算机网络技术等高
新技术广泛运用到煤矿生产中是具有时代性的，通过供电系统的自动化升级改造，提高了整个供电系统的管理精度和力度，也保障了矿井的安全生产。

参考文献:
［1］贾海燕.煤矿地面供电系统及其自动化研究［J］.机械管理开发，
2018(7):201－202.
［2］曾苛.煤矿地面供电综合自动化系统设计初探［J］.电子世界，
2018(3):35－36.
［3］邓龙辉.浅谈煤矿地面供电系统技术改造措施［J］.能源与节能，2019(8):151－152.
［4］宋伟云.矿井地面供电自动化控制系统设计初探［J］.江西煤炭科技，2019(2):107－108.
［5］王瑛.煤矿地面供电系统技术改造措施分析［J］.通信电源技术，2018(1):145－146.。