智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用

摘要：智能變電站具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在煤礦領(lǐng)域得到了日漸廣泛的應(yīng)用。智能變電站能有效滿足煤礦供電和配電的各項(xiàng)需求，能有效改善煤礦供配電的實(shí)際質(zhì)量，能促進(jìn)煤礦供配電效率實(shí)現(xiàn)大幅度提高。對(duì)此，有必要加強(qiáng)智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)述了智能變電站的含義，淺析了煤礦供配電需求，探究了智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為相關(guān)研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：智能變電站;煤礦;應(yīng)用

前言：當(dāng)前，煤礦產(chǎn)業(yè)取得了巨大的發(fā)展成就。同時(shí)，煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)供配電的要求日益提高。對(duì)此，有必要加強(qiáng)智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用，有效滿足煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)供配電的各項(xiàng)需求，并有效增強(qiáng)煤礦產(chǎn)業(yè)的綜合效益。要明確煤礦產(chǎn)業(yè)的供配電各項(xiàng)需求，并立足于煤礦產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況，對(duì)智能變電站進(jìn)行靈活應(yīng)用，充分發(fā)揮智能變電站的優(yōu)勢(shì)，取得良好的應(yīng)用效果。

一、智能變電站概述

智能變電站是一種先進(jìn)的新型變電站，對(duì)數(shù)字信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了充分應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的有效集成和高度共享，利用諸多先進(jìn)性和穩(wěn)定性較強(qiáng)的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)信息的自動(dòng)收集，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的智能控制和有效保護(hù)，并能實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)算測(cè)量和有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[1]。智能變電站能將自動(dòng)采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)作為依據(jù)實(shí)施科學(xué)的自我分析，能實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。在電網(wǎng)中，智能變電站承擔(dān)著轉(zhuǎn)換門戶的重要職能，具備過渡鏈接的關(guān)鍵作用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效轉(zhuǎn)換和控制，并能鏈接輸配電涉及的各項(xiàng)環(huán)節(jié)。智能變電站在煤礦中的應(yīng)用，能為礦井提供安全有效的電網(wǎng)系統(tǒng)。智能變電站主要包括如下結(jié)構(gòu)組成：（1）站控層。該層涵蓋監(jiān)視、站域控制、信息通訊以及時(shí)間校對(duì)等諸多系統(tǒng)。（2）間隔層。該層的主要職能是對(duì)智能變電站實(shí)施保護(hù)測(cè)控，包括繼電裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的監(jiān)控計(jì)算、測(cè)量控制以及集中處理。（3）過程層。該層涉及各類一次設(shè)備，諸如變壓器、隔離開關(guān)、斷路器以及互感器等，還包括各類一次設(shè)備相應(yīng)的智能終端以及合并單元[2]。

二、煤礦供配電需求

煤礦供配電主要包括需求：（1）供電可靠性。煤礦生產(chǎn)要求連續(xù)供電。煤礦生產(chǎn)涉及的各類用電設(shè)備的良好運(yùn)行有賴于連續(xù)的電能供應(yīng)，供電中斷會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備運(yùn)行停止，嚴(yán)重破壞煤礦生產(chǎn)的正常秩序和生產(chǎn)效益，甚至?xí)l(fā)安全事故，對(duì)煤礦工作人員人身安全造成嚴(yán)重威脅。（2）供電安全性。煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)供電安全具有較高要求，只有安全供電才能有效避免煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)生火災(zāi)、觸電以及爆炸等各類安全事故，才能有效增強(qiáng)變電所運(yùn)行的安全性，才能有效保障煤礦實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。（3）供電電壓及供電頻率穩(wěn)定。煤礦供電使用的交流電具有不同頻率，需遵循相關(guān)規(guī)定對(duì)供電電壓以及供電頻率進(jìn)行合理設(shè)定，增強(qiáng)電壓及頻率的穩(wěn)定性，有效保障煤礦生產(chǎn)涉及的各類用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常良好運(yùn)轉(zhuǎn)。（4）供電經(jīng)濟(jì)性。煤礦生產(chǎn)對(duì)供電經(jīng)濟(jì)性也具有較高要求。在煤礦中對(duì)智能變電站進(jìn)行應(yīng)用，要對(duì)智能變電站耗費(fèi)的建設(shè)成本進(jìn)行有效降低，并減少基本配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)耗費(fèi)的投資，大幅度提升相關(guān)設(shè)備的實(shí)際使用效率，在確保煤礦生產(chǎn)效益的前提下，有效降低各類資源的實(shí)際耗用量。另外，要注重加強(qiáng)對(duì)智能變電站的有效維護(hù)，有效避免不必要的電能損耗。

三、智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用

1、強(qiáng)化對(duì)智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

加強(qiáng)智能變電站在煤礦領(lǐng)域中的應(yīng)用，要強(qiáng)化對(duì)智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。要遵循相關(guān)規(guī)范的具體固定，對(duì)智能變電站相應(yīng)的站控層采用雙重化冗余配置，并對(duì)系統(tǒng)服務(wù)器、遠(yuǎn)動(dòng)工作臺(tái)、監(jiān)控工作臺(tái)、音響報(bào)警裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置、防誤閉鎖裝置以及全站對(duì)時(shí)設(shè)備等進(jìn)行采用[3]。站控層實(shí)施各項(xiàng)監(jiān)控運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)過程層的有效操控，并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效的刀閘控制，對(duì)刀閘變?yōu)檫M(jìn)行監(jiān)視，對(duì)本跨間隔實(shí)施合理的順序控制，實(shí)施有效的投退操作保護(hù)。通過雙重網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相應(yīng)的獨(dú)立雙星，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)切換以及GOOSE、MMS報(bào)文傳輸?shù)膶?shí)際效率實(shí)現(xiàn)大幅度提升。智能變電站要借助相關(guān)結(jié)構(gòu)，有效監(jiān)控各類設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備狀況的實(shí)時(shí)了解，并基于合理的信息整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，并對(duì)故障原因進(jìn)行科學(xué)診斷，另外，對(duì)事件進(jìn)行順序記錄，并打印制表。站控層要實(shí)施規(guī)范的遠(yuǎn)動(dòng)工作。通過智能規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，對(duì)各類非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，諸如消防設(shè)備、動(dòng)補(bǔ)設(shè)備、直流設(shè)備、消弧線圈以及五防設(shè)備等相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之滿足DL/T860標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的信息模型的相關(guān)功能。包括GOOSE和MMS在內(nèi)的間隔網(wǎng)絡(luò)層借助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與本間隔和其他間隔設(shè)備、站控層設(shè)備的良好通信。遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范的具體要求，間隔層相應(yīng)的主變保護(hù)以及110kV斷路器保護(hù)均對(duì)直采直跳方式進(jìn)行采用，為測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)良好的一體化提供有效保障，并借助主變非電量相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備對(duì)一體化進(jìn)行有效保護(hù)，每側(cè)開關(guān)均能實(shí)現(xiàn)有效的智能跳閘，且每臺(tái)主變保護(hù)均具有良好的雙重配置[4]。35kV和10kV開關(guān)柜保護(hù)通常設(shè)計(jì)為常規(guī)跳閘，并對(duì)保護(hù)測(cè)控合并單元智能終端一體化裝置進(jìn)行采用，站控層發(fā)生故障，不會(huì)對(duì)間隔層相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生不良影響。究其原因，各裝置并非借助電進(jìn)行直接聯(lián)系，而是通過光電耦合技術(shù)，并結(jié)合繼電器實(shí)施有效鏈接。過程層則主要包括互感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能開關(guān)、智能終端以及合并單元等設(shè)備。過程層相應(yīng)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)要嚴(yán)格遵循電壓等級(jí)進(jìn)行組網(wǎng)，并適合對(duì)雙網(wǎng)星型結(jié)構(gòu)進(jìn)行采用，促進(jìn)間隔層與智能終端二者間、間隔層設(shè)備間以及閉鎖功能等實(shí)現(xiàn)良好的信息交換。主變要對(duì)雙重化保護(hù)進(jìn)行采用，合并單元以及互感器也要對(duì)雙重化配置進(jìn)行采用。間隔層通過合并單元能實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有效采集。

2、加強(qiáng)對(duì)智能操控技術(shù)的應(yīng)用

智能操控技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了充分應(yīng)用，通過編制科學(xué)的操作程序，能實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站各項(xiàng)供配電活動(dòng)的有效控制，其遠(yuǎn)程控制中心以及各類后臺(tái)機(jī)器，能對(duì)變電站運(yùn)作進(jìn)行有效的自動(dòng)化控制，且控制過程極為簡(jiǎn)便，僅需按鍵操作即能高效完成各項(xiàng)操作。通過對(duì)智能操控技術(shù)的應(yīng)用，能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)操作冗余的簡(jiǎn)化，且能有效規(guī)避各類人為操作發(fā)生失誤，能實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)方操控，能借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行的有效控制。

結(jié)語

綜上所述，智能變電站結(jié)構(gòu)組成主要包括站控層、間隔層以及過程層。要充分考慮煤礦供配電的供電可靠性、供電安全性、供電電壓及供電頻率穩(wěn)定以及供電經(jīng)濟(jì)性等要求。通過強(qiáng)化對(duì)智能變電站三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用、加強(qiáng)對(duì)智能操控技術(shù)的應(yīng)用等措施有效加強(qiáng)智能變電站在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]高曉明. 智能化變電站在斜溝煤礦變電站中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用， 2017， 30（3）：193-195.

[2]段晉偉. 煤礦35 kV智能化變電站工程應(yīng)用[J]. 應(yīng)用能源技術(shù)， 2018， No.244（04）：44-46.

[3]吳雷雷. 考慮檢修策略的智能變電站保護(hù)系統(tǒng)可用性分析[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2017（23）：209-209.

[4]劉發(fā)林. 煤礦智能供電系統(tǒng)操控技術(shù)研究[J]. 智能城市， 2018， v.4（10）：111-112.

作者簡(jiǎn)介：吳飛（1984.10-），性別：男;籍貫：福建省連城縣;民族：漢族;學(xué)歷：碩士研究生;職稱：工程師;單位：中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司

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