關(guān)于礦山電力供電系統(tǒng)的新技術(shù)實踐研究

劉揚

摘 要：隨著時代的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，采礦事業(yè)獲得了迅速的發(fā)展;在礦山電力供電系統(tǒng)中，開始積極的應(yīng)用新技術(shù)。礦山企業(yè)在我國社會經(jīng)濟發(fā)展中，占據(jù)著十分重要的地位，電力在現(xiàn)代礦山企業(yè)中，又是不可替代的，因此，就需要對其產(chǎn)生足夠的重視。

關(guān)鍵詞：礦山;電力供電系統(tǒng);新技術(shù)

現(xiàn)代礦山企業(yè)要想正常的運行，非常重要的一種能源就是電力能源，它是礦山生產(chǎn)機械的主要動力源，供電系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，會對礦山企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生直接的影響，關(guān)系著企業(yè)生戳東的正常開展。我國礦產(chǎn)存儲的特點決定了都是在地下進行礦產(chǎn)的開采和生產(chǎn)活動，有著復(fù)雜多變的開采環(huán)境和諸多的影響因素，并且有著大量的易燃易爆物質(zhì)存在于煤礦儲藏層附近，如果沒有合理的用電，就會造成較為嚴(yán)重的后果。

1 提升礦井供電可靠性的措施

以礦山為例，眾多專家通過分析和研究，提出了一些措施，來提升礦井供電可靠性：一是采取措施，促使過流保護的可靠性得到提升：首先是人為的對短路電流進行增大，明確區(qū)分起動電流和短路電流，保證有短路故障出現(xiàn)時，保護裝置可以可靠動作，起動時，可以順利起動電機。在電力系統(tǒng)中，電源容量和系統(tǒng)阻抗決定了短路電流的大小，在這種情況下，盡量將大容量變壓器和較大截面的供電電纜給應(yīng)用過來，促使短路電流值得到提升。其次是將相敏保護增加于保護裝置中，在短路狀態(tài)時，線路電阻阻抗決定了系統(tǒng)中的阻抗，相較于設(shè)備啟動時，有著更大的系統(tǒng)功率因數(shù)，結(jié)合相敏角來對系統(tǒng)的狀態(tài)進行判斷。二是將安全監(jiān)測的方法應(yīng)用過來，促使電網(wǎng)能夠安全運行：電纜是煤礦電網(wǎng)的主要構(gòu)成部分，要想促使電網(wǎng)的安全得到保證，就需要進行電纜絕緣監(jiān)測。

2 智能巡檢綜合管理系統(tǒng)在輸配電線路中的應(yīng)用

在礦山供電系統(tǒng)中，我們可將GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)給引入了進來，可以有效控制業(yè)務(wù)流程，充分共享和利用信息，以便更加科學(xué)規(guī)范的進行輸配電線路運行管理。具體來講，GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)包括諸多的組成部分，如掌上電腦數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器軟件、工作站軟件和掌上電腦軟件等，接口模塊較多，并且集成了其他的系統(tǒng)，如缺陷管系統(tǒng)、狀態(tài)檢修系統(tǒng)等。其中，衛(wèi)星定位與地圖管理子系統(tǒng)、巡檢后臺管理子系統(tǒng)、移動數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)等都是它的系統(tǒng)軟件部分。GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)將全球定位系統(tǒng)、掌上電腦和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)給充分利用了起來，將移動信息平臺概念應(yīng)用過來，促使傳統(tǒng)巡檢工作方式得到了改變，這樣就可以避免出現(xiàn)漏檢或者錯檢問題出現(xiàn)。同時，本系統(tǒng)不需要將任何的信息識別載體安裝于桿塔或者線路上，借助于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，就可以自動定位和自動記時線路巡檢，錄入工作量和系統(tǒng)總成本得到了有效的減少。借助于掌上電腦，規(guī)范記錄了缺陷，可以高效監(jiān)管缺陷發(fā)現(xiàn)到處理及注銷的全過程，巡檢管理可以一目了然，及時準(zhǔn)確的消除缺陷，促使消除缺陷管理的電子化程度和信息化程度得到了有效提升。通過USB接口，可以在后臺管理機接入掌上電腦數(shù)據(jù)采集器，后臺管理機對掌上電腦數(shù)據(jù)采集器中的巡檢記錄信息進行收集，這樣就可以存儲、查詢和分析匯總巡檢數(shù)據(jù)，輸出報表，遠(yuǎn)程傳輸巡檢數(shù)據(jù)。

GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)由掌上電腦數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器軟件、工作站軟件、掌上電腦軟件等組成，具有多種接口模塊可與MIS、缺陷管理和狀態(tài)檢修等其它系統(tǒng)集成。其中，系統(tǒng)軟件部分主要有衛(wèi)星定位與地圖管理子系統(tǒng)、巡檢后臺管理子系統(tǒng)、移動數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)。GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)充分利用全球定位系統(tǒng)、掌上電腦和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最新研究成果，采用“移動信息平臺”概念改變了傳統(tǒng)巡檢工作方式，最大限度減少漏檢、錯檢現(xiàn)象發(fā)生。同時，該系統(tǒng)無需在桿塔或線路上安裝任何信息識別載體，直接利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)線路巡檢自動定位、自動記時，具有減少錄入工作量及系統(tǒng)總成本的優(yōu)點。

通過掌上電腦完成缺陷詳細(xì)規(guī)范記錄，實現(xiàn)從缺陷發(fā)現(xiàn)到處理及注銷的全過程高效監(jiān)管，巡檢管理一目了然，消除缺陷及時準(zhǔn)確，使消除缺陷管理逐步走向電子化、信息化。掌上電腦數(shù)據(jù)采集器可通過USB口接入后臺管理機。后臺管理機收集掌上電腦數(shù)據(jù)采集器中的巡檢記錄信息，完成巡檢數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、匯總和報表輸出，實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。網(wǎng)絡(luò)化的多級機構(gòu)縱向巡檢業(yè)務(wù)管理使上級部門可隨時對其下屬機構(gòu)的巡檢數(shù)據(jù)進行查詢、分析及統(tǒng)計，并提供必要的數(shù)據(jù)接口使線路走向與桿塔位置顯示在電子地圖上。

3 CAN總線技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用

在電力調(diào)度系統(tǒng)實施過程中，對站點內(nèi)部數(shù)據(jù)采集模塊的通信解決措施進行了設(shè)計應(yīng)用。通過實踐應(yīng)用表明，CAN總線在電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有一系列的優(yōu)勢。隨著時代的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)可以更加實時準(zhǔn)確的進行數(shù)據(jù)交換，這樣就可以促使電力網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度運行的經(jīng)濟性和合理性得到顯著提升。CAN總線作為一種串行通信網(wǎng)絡(luò)，可以實時控制，支持分布式控制。在本電力調(diào)度系統(tǒng)中，工控機和若干測控接點組成了每一個分站點。在總線上掛接所有測控點，每一點測控相應(yīng)的回路。測控點可以對對應(yīng)回路的遙信量和遙測量進行采集，結(jié)合接收到的命令，向CAN總線主動發(fā)送數(shù)據(jù)，通過預(yù)先設(shè)定的驗收碼和驗收屏蔽碼，可以控制本測控點在總線上對哪些數(shù)據(jù)或命令進行接收。站點工控機借助于CAN卡從CAN總線上對各個節(jié)點數(shù)據(jù)進行接收，然后處理，通過網(wǎng)卡向總調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)。本智能測控節(jié)點的軟件包括兩個部分，首先是初始化程序，主要是初始化單片機本身的中斷、定時器串行口和CAN控制器等;另外一部分則是采集處理測控供電回路電量參數(shù)。

計算機科學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換的實時性、準(zhǔn)確性、快速性方面的突破性進展，為電力網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟、合理的調(diào)度運行提供了技術(shù)保證和技術(shù)支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。在該電力調(diào)度系統(tǒng)，每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有測控點都以“平等主體”掛接在總線上，每一點對應(yīng)35kV回路或6kV回路的測控。測控點能采集對應(yīng)回路的遙信量及遙測量，根據(jù)接收到的命令主動將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線，通過預(yù)先設(shè)定的驗收碼和驗收屏蔽碼可控制該測控點從總線上接收哪些數(shù)據(jù)或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節(jié)點數(shù)據(jù)進行處理，再通過網(wǎng)卡到集團千兆網(wǎng)，轉(zhuǎn)發(fā)到總調(diào)度中心。

該智能測控節(jié)點的軟件由兩部分組成：一部分為初始化程序，包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等初始化和CAN控制器初始化;另一部分為測控供電回路電量參數(shù)的數(shù)據(jù)采集處理。

4 礦井供電網(wǎng)監(jiān)測與管理系統(tǒng)

礦山所采用的微機監(jiān)測和管理系統(tǒng)，不但可以對供電系統(tǒng)運行方式和相關(guān)電氣參數(shù)、電氣設(shè)備工作狀態(tài)進行監(jiān)測，并且可以動態(tài)管理全礦所有的供電設(shè)備和財力，這樣煤礦電網(wǎng)管理水平和設(shè)備使用效率就得到了較大程度的提升。礦井供電網(wǎng)監(jiān)測管理系統(tǒng)包括三個組成部分，分別是供電管理系統(tǒng)、井下電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)和供電設(shè)備管理系統(tǒng)。供電管理系統(tǒng)是一個微型計算機網(wǎng)絡(luò)，在機電科安裝了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，各個單位對計算機終端進行安裝，利用同軸電纜來連接服務(wù)器和工作站。利用串行口或者網(wǎng)卡，來向機電科傳輸中央變電所和采區(qū)變電所監(jiān)測到的電網(wǎng)參數(shù)，并且借助于計算機屏幕，對供電系統(tǒng)運行狀態(tài)動態(tài)顯示，對電力運行負(fù)荷曲線進行繪制，對數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建，處理各個子系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，有電力參數(shù)統(tǒng)計報表生成。地面微機管理主站和井下中央變電所監(jiān)測分站組成了井下電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，通過RS232通訊口和光端機，可以連接地面微機管理主站和井下監(jiān)測分站，對分站送來的相關(guān)電氣參數(shù)進行收集，結(jié)合用戶的要求，來加工、分析和儲存信息，有各種文件和報表形成，對數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建。通過鍵盤，促使人機對話得到實現(xiàn)，以便對井下變電所設(shè)備的運行狀態(tài)及時了解。

5 結(jié)束語

電力供電系統(tǒng)在礦山的正常運轉(zhuǎn)中占據(jù)著十分重要的地位，它的穩(wěn)定正常運行，會直接關(guān)系到各項工作的正常開展。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如今很多礦山供電系統(tǒng)采用的供電模式都存在著諸多的問題，無法有效配合上下電網(wǎng)，沒有較高的自動化程度和完善的安全防護措施。針對這種情況，就需要將一系列的先進技術(shù)給引入進來，設(shè)計和改造供電系統(tǒng)，促使供電系統(tǒng)能夠更加安全可靠的運行，供電質(zhì)量得到保證，能源消耗得到降低，對現(xiàn)代礦山企業(yè)的發(fā)展，起到有效的推動作用。

參考文獻：

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