煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)研究

中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司 史小軍

煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)研究

中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司 史小軍

一直以來(lái)，我國(guó)許多煤礦生產(chǎn)條件都不是十分理想，包括煤炭作業(yè)空間范疇過(guò)于狹窄、環(huán)境過(guò)度潮濕、礦區(qū)頂板荷載十分繁瑣等挑戰(zhàn)困境長(zhǎng)期根植，而在正式組織煤炭開(kāi)采活動(dòng)期間，不免要頻繁地進(jìn)行有關(guān)設(shè)備移動(dòng)，其間涉及電網(wǎng)的負(fù)荷及其波動(dòng)幅度開(kāi)始全面增大。不過(guò)需要注意的是，煤礦礦區(qū)中瓦斯含量都是十分高的，如若電網(wǎng)系統(tǒng)過(guò)于繁瑣，則勢(shì)必會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故并造成大規(guī)模的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，筆者決定針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)遺留的弊端問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的防控要點(diǎn)，以及該類系統(tǒng)日后具體的發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容，加以有序地論證解析。

煤礦；供電監(jiān)控系統(tǒng)；弊端問(wèn)題；發(fā)展趨勢(shì)

一、前言

最近階段，由于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在我國(guó)各類領(lǐng)域之中推廣沿用，使得煤礦作業(yè)的信息和自動(dòng)化控制水平亦同步得以大幅度提升。特別是煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)，在其綜合信息和自動(dòng)化等子系統(tǒng)的支持輔助作用下，得以快速的革新發(fā)展，在煤炭行業(yè)之中應(yīng)用的十分廣泛。為了確保在第一時(shí)間內(nèi)鎖定這類供電系統(tǒng)中遺留的隱患，進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)煤礦安全性的生產(chǎn)結(jié)果，客觀分析煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的改良與發(fā)展趨勢(shì)，顯得極為必要。

二、現(xiàn)階段我國(guó)煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部遺留的問(wèn)題

煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)和其余自動(dòng)化系統(tǒng)并無(wú)太大差異，實(shí)際沿用期間，始終遺留諸多缺陷。畢竟煤炭作業(yè)流程極其繁瑣，屬于不同類型工作交互式協(xié)調(diào)融合的行為流程，如煤炭資源挖掘應(yīng)該和煤炭運(yùn)輸、設(shè)備供電、生產(chǎn)排水等工序流程緊密協(xié)作。但是如今我國(guó)許多礦區(qū)在組織煤炭生產(chǎn)活動(dòng)期間，經(jīng)常遺留各類子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立的消極狀況，歸根結(jié)底，就是缺乏妥善且整體化的信息管理體系。如此一來(lái)，該類監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的可靠性將難以得到保障，出現(xiàn)資源過(guò)度耗費(fèi)、數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值不高等問(wèn)題，無(wú)形之中令煤炭生產(chǎn)企業(yè)承受較大的壓力。

第一，許多礦區(qū)提供的供電設(shè)備過(guò)于陳舊，生產(chǎn)期間不可避免地引發(fā)突發(fā)性斷電等狀況，如若當(dāng)下無(wú)法保證快速鎖定斷電原委并進(jìn)行供電恢復(fù)，就極有可能引發(fā)瓦斯爆炸等危機(jī)狀況。

第二，因?yàn)楝F(xiàn)階段始終不存在一類完善的煤礦安全性監(jiān)控技術(shù)，許多企業(yè)開(kāi)始擔(dān)憂新技術(shù)容易引發(fā)諸多問(wèn)題而影響煤炭生產(chǎn)進(jìn)程與質(zhì)量，不敢輕易引入和使用，因此一直以來(lái)，大多數(shù)供電監(jiān)控的自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目都只能夠在煤炭生產(chǎn)較小的一方面加以推廣應(yīng)用。

第三，如今許多礦區(qū)安全監(jiān)控的各個(gè)層面都保留較強(qiáng)的獨(dú)立特性，包括供電監(jiān)控和存儲(chǔ)、運(yùn)輸系統(tǒng)，以及排水系統(tǒng)等，彼此的聯(lián)系過(guò)于微弱，如若因?yàn)樘厥鉅顩r，需要針對(duì)它們進(jìn)行交互式控制時(shí)，則必須依靠人力模式，而并非整個(gè)信息控制系統(tǒng)。這類監(jiān)控管理模式盡管說(shuō)不會(huì)耗費(fèi)過(guò)多的投資，不需要進(jìn)行工程大面積的改動(dòng)，但是因此彼此之間管理實(shí)效性不強(qiáng)，因此無(wú)法保證透過(guò)礦區(qū)生產(chǎn)的宏觀層面進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)細(xì)致性規(guī)劃，更加無(wú)法透過(guò)根本層面上完成煤炭生產(chǎn)成本節(jié)約任務(wù)。而在過(guò)多的獨(dú)立化系統(tǒng)運(yùn)作條件下，還會(huì)令煤炭實(shí)際生產(chǎn)效率極速降低，同步狀況下增加更多的勞動(dòng)成本。

三、應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題需要注意的技術(shù)控制要點(diǎn)

1.防越級(jí)跳閘技術(shù)

該類技術(shù)可以保證持續(xù)增加礦井供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定性，因此對(duì)于整個(gè)媒體企業(yè)可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展，有著極為深刻的影響作用。歸根結(jié)底，防越級(jí)跳閘技術(shù)主張針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享和分析的前提下，提供科學(xué)與人性化的供電保護(hù)條件。至于造成越級(jí)跳閘狀況的原因十分的多，包括系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)不完善、經(jīng)常出現(xiàn)電磁波干擾狀況、漏電保護(hù)工作不到位等。而如今處理越級(jí)跳閘最佳的方式就是布置拓展縱聯(lián)差、通信級(jí)聯(lián)閉鎖等防跳閘方案。

2.供電系統(tǒng)故障及時(shí)性診斷和預(yù)警技術(shù)

這類技術(shù)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)有著重大影響意義，同時(shí)更是煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。截止至今，許多煤礦生產(chǎn)企業(yè)在融入故障診斷與預(yù)警技術(shù)同時(shí)，還針對(duì)相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)收集整合、智能化分析等工作進(jìn)行有機(jī)開(kāi)發(fā)，已然達(dá)到了系統(tǒng)自動(dòng)化診斷和預(yù)警的控制目標(biāo)。而在遺傳算法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)交織化融入之后，故障診斷與預(yù)警技術(shù)在礦井供電系統(tǒng)的應(yīng)用也成為現(xiàn)實(shí)，相信日后提供的診斷和預(yù)測(cè)結(jié)果勢(shì)必會(huì)愈加精準(zhǔn)。

3.無(wú)線傳輸技術(shù)

應(yīng)用無(wú)線傳輸技術(shù)，可以保證節(jié)省許多電纜連接現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，令整個(gè)通信和監(jiān)控工序流程交接地更為快捷便利，而更為關(guān)鍵的是大幅度提升煤礦供電的安全與可靠性。因?yàn)闊o(wú)線傳輸技術(shù)在我國(guó)煤炭領(lǐng)域之中的應(yīng)用時(shí)間并不是很長(zhǎng)，因此今后還存在許多需要解決的問(wèn)題。

四、日后我國(guó)煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）系統(tǒng)體系架構(gòu)方面

日后我國(guó)創(chuàng)新型的礦山無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，會(huì)與通信系統(tǒng)集成轉(zhuǎn)化為一類綜合性的系統(tǒng)架構(gòu)，當(dāng)中不單單涉及編碼、物理層調(diào)試等接入技術(shù)項(xiàng)目，同時(shí)更對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提出愈加嚴(yán)格的規(guī)范訴求，主要就是落實(shí)自動(dòng)恢復(fù)與組織的適應(yīng)性要求。而經(jīng)過(guò)無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用之后，煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的安全性則會(huì)得以大幅度提升，不再像以往般進(jìn)行繁瑣的電聯(lián)連接，整個(gè)通信部署工作也會(huì)更加高效。

另外，如今許多供電監(jiān)控系統(tǒng)之中都會(huì)開(kāi)發(fā)沿用一級(jí)的用電設(shè)備與開(kāi)關(guān)，特別是在科技持續(xù)進(jìn)步背景下，有關(guān)礦井內(nèi)部的用電設(shè)備勢(shì)必會(huì)逐步地向供電監(jiān)控系統(tǒng)之中納入。而因?yàn)槠溟g遭受技術(shù)、資金、環(huán)境等諸多因素交織化影響，使得井下許多用電設(shè)備始終不具備局扇開(kāi)關(guān)、高低壓開(kāi)關(guān)等功能特性，所以，如若想要盡快進(jìn)行供電設(shè)備全方位監(jiān)控管理，還必須和有關(guān)廠家合作來(lái)開(kāi)發(fā)出更多通信和智能性功能優(yōu)越的設(shè)備。

（二）重要硬件設(shè)備方面

最近階段，因?yàn)橄嗬^進(jìn)行ARM與DSP等創(chuàng)新型技術(shù)貫穿融入，如今綜合保護(hù)器的功能變得愈加多元完善化，同步狀況下更為測(cè)量和保護(hù)功能拓展，提供了應(yīng)有的保障條件。由于采樣技術(shù)已然步入高速發(fā)展階段，而采集的數(shù)據(jù)精度持續(xù)提升，因此，保護(hù)功能也開(kāi)始呈現(xiàn)全面擴(kuò)張與強(qiáng)化的趨勢(shì)。透過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如今煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的漏電保護(hù)功能，都主張?jiān)诰C合保護(hù)器選擇上零序功率方向加以控制，不過(guò)由于感性電流自身存在較強(qiáng)的補(bǔ)償作用，因此在供電系統(tǒng)之中零序電壓和電流之間的角度會(huì)產(chǎn)生激烈的變化跡象，即帶有不確定性和喪失選擇性?；谶@類現(xiàn)狀，有關(guān)工作人員開(kāi)始進(jìn)行持續(xù)深入性研究，在我國(guó)電子技術(shù)飛速革新發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于單相接地故障也能夠加以客觀和完整性地記錄、分析。不過(guò)如今還不存在公認(rèn)和統(tǒng)一性的操作原理，就是說(shuō)一切都停留在研究層面上。所以說(shuō)，高壓電動(dòng)機(jī)通常會(huì)選取綜合保護(hù)器進(jìn)行深入性分類控制，有關(guān)專業(yè)化的變壓器保護(hù)器也同步得以衍生。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)信息技術(shù)持續(xù)革新拓展背景下，有關(guān)煤礦信息和自動(dòng)化生產(chǎn)水準(zhǔn)得以大幅度提升，與此同時(shí)，煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)亦得到前所未有的改良進(jìn)步，即能夠保證更加理想化地為煤礦供電系統(tǒng)消除故障問(wèn)題，提供安全生產(chǎn)等高端化技術(shù)支持條件。相信照著這類方向堅(jiān)持下去，我國(guó)煤礦供電監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)一定會(huì)變得更為理想化，為我國(guó)能源節(jié)約和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)性發(fā)展，提供更為強(qiáng)勁的推動(dòng)力。

[1]縱瑞梅．煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]．煤炭技術(shù),2010,14(01): 77-89．

[2]羅劍．煤礦自動(dòng)化發(fā)展方向初探[J]．中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010,18(12): 64-68．

[3]張梅．煤礦供電系統(tǒng)中的電磁兼容問(wèn)題[J]．工礦自動(dòng)化,2010,22(06): 102-111．

史小軍（1980—），男，江蘇武進(jìn)人，碩士，工程師，現(xiàn)供職于中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司，主要從事煤礦供電自動(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用工作。