小議煤礦供電中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

張亞峰 楊振東

（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤礦行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，但是，由于煤礦行業(yè)在很大程度上具有特殊性，所以在日常的礦業(yè)工作時，對供電的要求也十分嚴(yán)格。為了保證礦下工作的高效率，必須有一個安全、可靠的的電網(wǎng)來保證工作的正常進(jìn)行。隨著數(shù)字化技術(shù)的興起和不斷發(fā)展，煤礦供電也擁有了新的發(fā)展方向。

1 數(shù)字化技術(shù)在煤礦供電中的優(yōu)勢

數(shù)字化技術(shù)的興起和廣泛運(yùn)用為工業(yè)設(shè)計(jì)提供了新的發(fā)展方向，煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也擁有了更具有創(chuàng)新能力的技術(shù)支持。充分利用數(shù)字化技術(shù)可以幫助煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)師在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期有效克服設(shè)計(jì)障礙，最大程度地減少由于空間的復(fù)雜性和時間的差異給設(shè)計(jì)工作造成的制約作用，減少誤差，保證設(shè)計(jì)的合理性。同時，利用數(shù)字化技術(shù)可以有效構(gòu)建煤礦地面與井下供電系統(tǒng)之間的集成監(jiān)控環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對礦井供電系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)度，從整體上提高煤礦供電系統(tǒng)的自動化水平，實(shí)現(xiàn)最大的運(yùn)行效率，簡化供電工作程序，為供電系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行提供技術(shù)和決策支持，并且也能有效提高經(jīng)濟(jì)效益。從總體上來看，在煤礦供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)在很大程度上為煤礦正常的工作提供了便利條件，符合當(dāng)前時代的要求，同時也是煤礦行業(yè)發(fā)展的需要，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

2 載波控制技術(shù)

載波控制技術(shù)的核心在于其中的載波發(fā)射機(jī)和載波接收機(jī)，其基本工作原理就是在對載波發(fā)射機(jī)的利用基礎(chǔ)之上，通過動力線路將控制信號出送出去，再由載波接收機(jī)對信號進(jìn)行接收，由接收機(jī)帶動系統(tǒng)元件的正常運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)對作用系統(tǒng)的控制。

載波控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦供電系統(tǒng)中，將載波接收機(jī)和載波發(fā)射機(jī)安置于同一個供電系統(tǒng)上，并且接上相同的動力電纜芯片，當(dāng)機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行時，載波發(fā)射機(jī)將信號進(jìn)行相應(yīng)處理，然后以頻率的形式將信號發(fā)送至供電系統(tǒng)，通過動力電纜的傳輸作用傳輸至載波接收機(jī)，載波接收機(jī)接收到信號后進(jìn)行處理，然后作用于電器，電器得到通電信號開始工作。

載波控制技術(shù)在煤礦供電系統(tǒng)的運(yùn)用，其優(yōu)點(diǎn)在于，載波的發(fā)射過程只需要以動力電纜的兩芯為載體，而不需要利用專用控制電纜芯線，也不需要特別設(shè)置新的路線，節(jié)約了大量的橡膠和銅質(zhì)材料，在供電系統(tǒng)的建設(shè)成本上體現(xiàn)了一定優(yōu)勢，同時也可以減少工作人員的工作量。同時，利用載波控制技術(shù)，其電路體積小，并且接線過程簡單，可以將載波電路設(shè)計(jì)成一個單獨(dú)的個體，也可以將其設(shè)置在開關(guān)保護(hù)器中。由于載波電路并不復(fù)雜，并且不會占用太大空間，所以一般對機(jī)電設(shè)備性能沒有明顯影響。

3 數(shù)字化變電站防越級跳閘技術(shù)

數(shù)字化變電站防越級跳閘技術(shù)是一種基于全網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的新型技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，所有需要進(jìn)行防越級跳閘的器械設(shè)備必須具備相應(yīng)的光纖數(shù)字通信接口，通過光纖作用，可以將地面變電站保護(hù)器中的電氣信息和煤礦高開關(guān)保護(hù)器的電氣信息共同傳遞到數(shù)字化的變電站中，數(shù)字化變電站再根據(jù)收集到的線路信息對電路故障進(jìn)行識別，并控制電路開關(guān)跳閘。

應(yīng)用數(shù)字化變電站防越級跳閘技術(shù)需要特別注意，由于其高開保護(hù)器在煤礦井下環(huán)境中屬于防爆產(chǎn)品，所以在進(jìn)行性能設(shè)計(jì)和安全監(jiān)測時，必須將其與地面的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行嚴(yán)格明確的區(qū)分，嚴(yán)禁將其混為一體，這樣才能最大程度地保證高開保護(hù)器的實(shí)際性能，達(dá)到良好的電力控制效果。

但是數(shù)字化變電站實(shí)際上也要綜合智能傳感技術(shù)和高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其主要的作用在于減少變電站內(nèi)部各電壓電流互感器與二次設(shè)備之間的線路連接，所以此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的煤礦供電系統(tǒng)中的并不具備充分的現(xiàn)實(shí)意義。

4 GIS應(yīng)用于煤礦供電系統(tǒng)綜合自動化

一般來說，煤礦井下的實(shí)際信息是無法完全傳遞到地面的，煤礦地面對井下的供電系統(tǒng)所能獲取的信息僅限于供電系統(tǒng)圖，但是圖紙僅能表現(xiàn)變壓器、電纜、開關(guān)以及設(shè)備之間的連接、控制關(guān)系，對礦井內(nèi)部位置和電纜分布的指導(dǎo)無實(shí)際意義。礦井下密集復(fù)雜的電纜分布和相對封閉性使得正常的井下作業(yè)十分受限。供電系統(tǒng)受此因素影響，不僅在日常的供電系統(tǒng)維修上存在很大的障礙，而且煤礦供電系統(tǒng)綜合自動化的應(yīng)用過程也受到很大程度的限制。

GIS在煤礦供電系統(tǒng)綜合自動化中的應(yīng)用具有相對優(yōu)勢，它可以針對煤礦井下的實(shí)際環(huán)境形成系統(tǒng)直觀的描述，尤其對煤礦供電系統(tǒng)復(fù)雜的空間關(guān)系和屬性特征的反應(yīng)效果較強(qiáng)。利用GIS的統(tǒng)一地理坐標(biāo)系統(tǒng)，對煤礦供電系統(tǒng)的實(shí)體對象進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和空間關(guān)系描述，再對產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析，根據(jù)相關(guān)空間參數(shù)實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的合理調(diào)整，最終可最大程度地滿足煤礦生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)安全供電。同時GIS在對數(shù)據(jù)和空間信息的管理上具有一定優(yōu)勢，可以為煤礦今后的維修工作提供真實(shí)可靠的地理信息依據(jù)。因此，在煤礦供電系統(tǒng)中建立以GIS為基礎(chǔ)的動態(tài)供電系統(tǒng)綜合自動化，可以實(shí)現(xiàn)對煤礦更好的整體管理。

5 結(jié)束語

就目前來說，數(shù)字化技術(shù)可以作為實(shí)現(xiàn)煤礦供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，它的應(yīng)用使得煤礦供電系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到運(yùn)行的每一個環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新。隨著數(shù)字化技術(shù)在煤礦行業(yè)越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，受其指導(dǎo)的供電系統(tǒng)也將更加體現(xiàn)與時俱進(jìn)的特征，并最終實(shí)現(xiàn)飛躍式的發(fā)展，為煤礦行業(yè)提供更大的物質(zhì)支持。

［1］丁穩(wěn)峰.數(shù)字化技術(shù)在煤礦供電的應(yīng)用[J].科技視界,2012(25).

［2］張孝平.數(shù)字化技術(shù)在煤炭企業(yè)供電系統(tǒng)的應(yīng)用探索[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(12).

［3］黎鵬.數(shù)字化技術(shù)在煤礦供電中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊）,2014(8).