煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)設計初探

天地科技股份有限公司上海分公司 曾 苛

從目前的具體分析來看，煤礦的開采要實現(xiàn)效率的提升，動力提供的持續(xù)性需要保持，所以在具體的實踐工作中，穩(wěn)定地面供電的意義巨大。從過去的具體分析來看，雖然煤礦開采的運輸、照明以及監(jiān)管等用的也是電力資源，但是整個地面供電未形成完整的系統(tǒng)，所以各方面的工作具有相對的獨立性，這種獨立性情況的存在對于煤礦地面供電的整體調節(jié)和控制十分的不利，因此需要對其做改善。自動化技術作為構建自動化系統(tǒng)的核心技術，在煤礦地面供電系統(tǒng)建設中進行運用，這樣可以將地面供電系統(tǒng)進行有效的連接，其中的各個供電要素可以實現(xiàn)調節(jié)和控制的優(yōu)化，這樣，系統(tǒng)運行的效率明顯的提升，產生的價值有了顯著的提高。

1 煤礦地面供電系統(tǒng)分析

煤礦地面供電系統(tǒng)對于煤礦的具體生產來講有著重要的作用，所以需要對系統(tǒng)做完整性的建設。從目前的具體分析來看，要對煤礦地面供電系統(tǒng)進行全面性的設計，需要對以下四個方面做具體的認知和了解。

1.1 負荷統(tǒng)計

首先，在煤礦地面供電系統(tǒng)的構建中，需要對負荷進行統(tǒng)計。之所以要進行負荷統(tǒng)計是因為煤礦地面供電系統(tǒng)需要對整個煤礦的運行做動力提供，如果不能夠根據(jù)實際需求進行電力提供，煤礦的運行會受到影響，所以需要對煤礦具體運行中的能量負荷做統(tǒng)計。從具體的統(tǒng)計工作分析來看，負荷計算是必不可少的，負荷計算包括兩方面的內容：其一是礦井用電負荷計算。通過此計算可以將礦井生產所利用的電能消耗做具體的統(tǒng)計。其二是功率因數(shù)補償。功率因數(shù)的補償考慮可以更加精確的計算負荷，這對于負荷的統(tǒng)計來講幫助巨大。綜上所述，為了實現(xiàn)煤礦地面供電系統(tǒng)的合理建設，科學的計算負荷并對負荷做整體性的統(tǒng)計，這樣，地面供電系統(tǒng)的具體規(guī)?？梢源_定的更加科學，其在資源利用節(jié)省方面的意義會更加的突出。

1.2 變電所主變壓器的選擇

其次，在煤礦地面供電系統(tǒng)的構建中，變電所的主變壓器選擇也是一項重要的內容。從主變壓器的具體選擇分析來看，其需要做三方面的主要工作：第一是嚴格按照變壓器的選擇原則進行變電所主變壓器的選擇，這樣，變壓器選擇的大方向不會錯，通過具體的變壓器規(guī)格控制可以達到目的。第二是要做好變壓器選擇的計算。在確定了負荷的基礎上根據(jù)負荷的要求對變壓器的具體規(guī)格計算，這樣選擇的變壓器會更具實用性。第三是進行變壓器的損耗計算。損耗計算可以確定變壓器的性價比，這對具體選擇的參考價值十分顯著。簡言之，變壓器在整個煤礦地面供電系統(tǒng)中占有重要的地位，所以做好選擇工作十分的重要。

1.3 電氣主接線設計

第三，在煤礦地面供電系統(tǒng)的構建中，電氣主接線設計也是需要重視的內容。從具體分析來看，接線設計是實現(xiàn)供電系統(tǒng)性的重要因素，因此在接線設計工作中需要明確兩點：其一是要對主接線的基本要求做詳細的了解。從具體的分析來看，不同的煤礦其實際情況不同，其對主接線的要求也不一樣，所以在具體接線設計的過程中需要根據(jù)煤礦的實際情況明確標準，進而滿足實際的要求。其二是對主接線的方案進行確定。方案對于具體的系統(tǒng)構建具有指導性意義，通過回路確定、電壓確定等將具體的方案做明確，煤礦地面供電系統(tǒng)的線路構建會更加符合標準性，其構建的效率和質量也會得到提升。

1.4 變電所的防雷與接地

最后，在煤礦地面供電系統(tǒng)的具體構建中，對變電所的防雷和接地做重點的考慮也十分的必要。從具體實踐分析來看，煤礦的應用安全對其產量有著重要的影響，而在煤礦生產實踐中發(fā)現(xiàn)，雷擊等自然現(xiàn)象不僅會對煤礦的基礎設施造成破壞，對其生產安全也會產生重要的影響，所以在煤礦地面供電系統(tǒng)的具體構建中，一方面需要對區(qū)域雷電進行做具體的總結，然后通過計算分析供電所系統(tǒng)所能承受的雷電傷害并在此基礎上做好計算，確定具體的防雷措施。另一方面，要根據(jù)具體的雷電問題確定系統(tǒng)的接地方案，這樣，供電所防雷和接地的效果便會有顯著的提升。

2 煤礦地面供電自動化系統(tǒng)設計

煤礦地面供電自動化系統(tǒng)在煤礦的具體生產中要實現(xiàn)運用，單一的系統(tǒng)結構必然滿足不了實際的需要，因此需要對自動化系統(tǒng)實現(xiàn)多方面的建設。從目前的煤礦地面供電系統(tǒng)具體分析來看。其利用效率和價值的提升主要從運行、控制和監(jiān)管三個方面實現(xiàn)，因此在具體的自動化系統(tǒng)設計中，需要從這三個方面入手。

2.1 自動化運行系統(tǒng)

首先是自動化運行系統(tǒng)的設計。就煤礦地面供電系統(tǒng)的自動化運行分析來看，其可以對整個系統(tǒng)中的用電做自主的調整，所以利用自動化運行系統(tǒng)，供電效果會有明顯的提升。就具體的自動化系統(tǒng)設計來看，包括三部分內容：第一是運行的基本流程設計。此內容的設計需要對系統(tǒng)當中的用電要素做分析，即對用電的具體環(huán)節(jié)做掌握，通過用電環(huán)節(jié)的掌握將系統(tǒng)做必要性的流程切割，這樣，系統(tǒng)在運行的過程中，具體的環(huán)節(jié)調節(jié)會有明確的流程做參考。第二是做流程用電的標準設計。從具體的分析來看，煤礦地面供電系統(tǒng)所提供的是整個開礦工作所需要的電能消耗，但是在不同的環(huán)節(jié)，其能量消耗是不同的，所以確定具體的環(huán)節(jié)標準可以實現(xiàn)用電的流程性調節(jié)。第三是對各個環(huán)節(jié)做完整的銜接，這樣，系統(tǒng)的閉合性突出，而在閉合性系統(tǒng)的運行中，其自動化受外界因素的干擾明顯的減少，所以煤礦地面供電系統(tǒng)的自動運行效率得到顯著的提升。

2.2 自動化控制系統(tǒng)

其次，在煤礦地面供電系統(tǒng)的自動化設計中，第二項重要的內容是進行自動化控制系統(tǒng)的設計。從實踐分析來看，自動化控制系統(tǒng)的主要作用有兩個：第一是對系統(tǒng)運行中具體的供電需求做控制調節(jié)，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的效率化運行；第二是對系統(tǒng)中的突發(fā)性故障做中斷控制，從而減少其影響的范圍。從這兩個目的出發(fā)做具體的設計，其內容也包括兩項：第一是對整個運行系統(tǒng)做具體的流程控制中斷，即在緊密相連的各個流程中設立控制端口，這樣，當其中一個流程發(fā)生問題時可以迅速的進行端口掐斷，以此避免問題的蔓延。第二是對各個流程環(huán)節(jié)的控制做具體的指令設計，從而使其滿足不同的控制要求。簡單來講，自動化系統(tǒng)的控制是通過指令的執(zhí)行來實現(xiàn)的，所以在控制設計中指令的設計是非常具有價值的內容，探究指令設計的標準性，確定其執(zhí)行的效率是自動化控制設計中需要重點注意的內容。

2.3 自動化監(jiān)管系統(tǒng)

自動化監(jiān)管系統(tǒng)是煤礦地面供電系統(tǒng)自動化設計的又一項重要內容。從煤礦地面供電系統(tǒng)的具體分析來看，煤礦的地面供電系統(tǒng)具有較強的復雜性，而且受到具體的地理環(huán)境影響，線路的運行會遇到各種突發(fā)的情況。在這樣的大環(huán)境下，實現(xiàn)對線路的實時性監(jiān)管并對其信息做反饋具有重要的意義。在煤礦地面供電系統(tǒng)的自動化建設中，首先在線路范圍內進行監(jiān)控設備或儀器的安裝，并將其介入到運行系統(tǒng)中，這樣，線路的問題可以第一時間的反應在監(jiān)控儀器設備上。在煤礦地面供電系統(tǒng)當中設置中央信息傳輸和管理平臺，利用無線實現(xiàn)監(jiān)控設備和管理平臺的連接，這樣，在故障信息傳輸?shù)焦芾砥脚_后，管理平臺下發(fā)指令并由控制系統(tǒng)做具體的執(zhí)行，整個系統(tǒng)的監(jiān)控目標得以實現(xiàn)。簡言之，自動化監(jiān)管系統(tǒng)的應用使得煤礦地面供電系統(tǒng)在實際利用中的有效性得到了顯著的加強，這種加強提升了系統(tǒng)的具體運行效率。

3 煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的效果評價

煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的具體利用會產生比較顯著的結果，此種結果和原來的系統(tǒng)利用具體存在怎樣的差別需要對比評價來分析，所以確定對比分析的具體指標并作出評價，可以更好的判斷煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的實際效果。

3.1 生產效率評價

首先，從生產效率方面對煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)做評價。具體的評價指標包括生產的投入量、產出量和浪費率三個。就投入量的具體分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的投入相比于過去的煤礦地面供電系統(tǒng)，其投入較多的是技術因素，在人員的利用方面，此系統(tǒng)和過去相比明顯的減少。就產出量的具體分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的利用有效的提升了煤礦的具體產出量，綜合對比具體審查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)構建后，其月產數(shù)量較過去提升了11%至23%。就浪費率的具體分析來看，在煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)得到利用之后，電能的具體利用有效率達到了96.3%，相比于過去不足80%的利用率，能量的損耗明顯的減少。綜合對比三方面的要素發(fā)現(xiàn)，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的構建和利用相比傳統(tǒng)，其效率提升十分的明顯，所以說煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)利用在整體生產中具有高效性。

3.2 運行質量評價

其次，從系統(tǒng)運行的質量對煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)做評價。此方面的評價主要圍繞運行故障率、設備的可利用性以及系統(tǒng)運行的安全性來分析。就運行的故障率分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了供電自動化的選擇，其在具體的利用中連接性好，持續(xù)性強，故障率普遍性的低于1%，這和傳統(tǒng)高于5%的故障率形成了鮮明的對比。因此說煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)在具體的運行中優(yōu)勢明顯。從設備的可利用性分析來看，因為煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的故障率發(fā)生比較低，所以設備在具體的利用中因故停工的現(xiàn)象明顯的減少，這種情況使得設備利用的有效性明顯的提升。從月統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)應用下的設備，其因故停工的時間不超過10小時，而傳統(tǒng)系統(tǒng)運行造成的因故月停工時間在80小時以上，由此可見煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性。從系統(tǒng)運行的安全性分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的故障率低，所以安全性較好。綜合來講，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的利用有效的提升了地面供電系統(tǒng)的質量。

3.3 經(jīng)濟效益評價

最后，從系統(tǒng)的經(jīng)濟效益出發(fā)對煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)做評價。從上文的具體分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)在具體應用中的效率性比較的突出，質量化表現(xiàn)也比較強。而就效率性的具體分析來看，其雖然提高了技術投入，但是人員利用卻有了明顯的下降，而且最終的生產量也有了顯著的提升，所以整個系統(tǒng)的經(jīng)濟效益獲得了提升。從質量的角度分析來看，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了質量化運行，設備故障率明顯的降低，這無疑減少了在設備維修方面的投入，由此實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的提升。簡言之，無論是從效率角度分析還是從質量角度分析，煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)在經(jīng)濟效益方面的表現(xiàn)都十分的亮眼，所以說煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)對于煤礦經(jīng)濟效益的提高來講有著重要的意義。

4 結束語

煤礦地面供電系統(tǒng)對于煤礦的具體運行和生產具有顯著的影響，做好供電系統(tǒng)的優(yōu)化和完善不僅能夠提高煤礦生產的具體效率和質量，而且也符合我國現(xiàn)代會工業(yè)發(fā)展的基本潮流，所以積極的利用新技術提升系統(tǒng)性能十分的重要。煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)有效的利用了現(xiàn)階段較為先進的自動化技術實現(xiàn)了整個系統(tǒng)運行、控制和監(jiān)管的效率提升，增強了系統(tǒng)運行的安全性，對于整個煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)的實踐性意義提升起到了重要的幫助。

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