摘要：《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》要求,信息化矿井建设不仅需要建设企业管理信息系统,实现包括:事务管理、经营管理、技术管理和能源管理等内容的矿井办公自动化。更需要配置自动化技术水平较高的全矿生产过程综合自动化控制系统,建立现代化的、覆盖矿井各生产系统的实时调度监控网络,实现煤炭生产采掘运的综合调度和生产过程自动化。由于现代化矿井规模的不断扩大,井下供电网络结构日趋复杂,表现在采区变电所和工作面配电数量多,且区域分布广,负荷工作场所地质条件复杂,服务对象多为大负荷直接启动的采煤、掘进、以及排水等设备。另外井下环境存在着瓦斯、煤尘、水等有害介质,影响供电系统运行的不确定因素也较多。
关键词：矿井井下；供电；自动化；分析
1导言
煤矿井下供电自动设计系统是煤矿产业作业中的重要工作之一，而煤矿产业又是我国经济发展中的重要模块，国民经济的发展关乎着我国人民群众的幸福生活，因此，矿井下的供电系统与我们的生活密切相关，对经济发展又有着十分重大的意义存在。实现煤矿井下供电系统的自动化是大势所趋，民心所向，因此需要我们擦亮眼睛去发现供电系统中存在的问题，并努力学习专业知识去解决问题，为国为民献上自己的一份力。
2自动化传输网络组成
自动化监控网络在成庄矿井上、下的主要工业控制区域构成一个100 M的工业以太网,通过网络将工业控制区域内的设备运行和控制信号上传至地面监控中心,成庄矿的自动化网络同时可将井下各盘区胶带机、水泵房和人员定位等信息传至地面监控中心。传输网络包括井下网络和井上网络两部分,通过网络连接各子控制系统,形成统一网络的控制与监测系统。井下网络主要上在成庄矿井下二、三、四盘区,形成3个光纤自愈环网,光纤在中央变电所汇合,通过井下环网交换机与地面网络连接,将井下变电所、胶带机、水泵房的数据上传到地面调度监控中心。传输介质以光缆为主,传输速率：100 M bit/s,网络设备选用矿用防爆型以太网交换机。而地面网络结构则采用放射型,各变电所及主通风机房等采用独立的光纤与监控中心进行信号传输。
3煤矿井下供电自动设计系统存在的问题
现阶段的煤矿井下供电自动设计系统大部分都是基于Auto CAD软件平台的，针对煤矿井下供电设计的一些特性，我发现了其中存在的一些问题，如下：一是进行不合理的电源供电：我国煤矿在生产过程中，电源线路的不合理布线是安全隐患的主要原因。在整个过程中，对于矿井内的大型机电设备一定要保证安全合理地进行供电动作；若电路中的任一回路不能正常供电时，需时刻备有备份回路以保正常供电需求。二是不能自动化实时监测矿井作业：近些年来，一些中大型煤矿企业完善了矿井安全监测系统，但是仅仅是一小部分，还有一大部分煤矿企业由于受到资金和技术等因素的影响，迟迟未建设自动化水平高的安全监测系统，由此就无法及时将矿井下的供电系统的运行情况及作业完成进度，情况反馈给地面有关部门，也就无法及时消除矿井下的安全隐患，更无法保障矿工们的生命安全。三是不能进行矿井之下的长距离输电：随着煤矿的生产规模不断壮大，机械化程度不断提高，矿井之下的各类巷道也在不断延长，因此对矿井下的供电自动化设计系统提出了更高要求。他们曾提出了利用低压超长距离进行供电的方式，但因此也加大了瓦斯爆炸，煤尘爆炸等危险动作的发生强度。四是超负荷的电容量让供电系统崩溃：往往煤矿的技术人员设计的供电自动化设计系统所能承受的电容量一般，但在实际的矿井作业中，各种大型设备高速运转所产生的电容量要以压倒式的行为碾压矿井下的供电系统。长期以此，矿井下的主变压器低效运转着，导致变压器和电缆持续发热过烫，绝缘皮老化，严重威胁到煤矿的安全建设。五是防爆型的电器设备不规范：虽然目前国家制定了一系列对安全生产设备制造的安全管理条例，明确在煤矿井下工作中，防爆型的电器设备要严查审核，严防防爆型设备中使用已被国家禁用的电气设备元件，但在实际矿井作业中应用的设备元件，往往不符合国家标准，悄无声息中就为煤矿矿井下的工作埋下了安全隐患，带来无限的安全问题。
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4煤矿井下供电自动设计系统的问题解决措施
4.1对矿井下的供电自动化系统进行优化
一是在矿井下设置完善的安全的接地网，确保整体电流量的接地保护；二是安装漏电保护设备，以防煤矿工人触电而发生意外事故；三是设置两台升压隔离设备，其中一台用来矿井下的直接运行操作，另一台作为备用等待；四是时刻铭记矿井下是用交流控制回路，其供电按36V进行，而电气设备是按127V进行的；五是煤矿井下易发生爆炸等事故，因此，要确保井下自动化供电系统需要采用阻燃电缆来进行配置。
4.2对煤矿供电系统的结构进行优化
在实际的煤矿供电自动化设计系统中，务必要时刻保证每支电流回路单独运行，不会发生超负荷的情况，并且需要矿井设计人员根据矿井的实际情况对其进行及时调整，以减少多余的电流回环往绕，这样就可以大大减少电量的浪费，给电路减轻负担，给煤矿降低成本输出。
4.3对继电保护系统进行完善
所谓继电保护，就是当有用电设备发生故障时，及时将它隔离出来，通过一系列保护配置对直接接地系统进行保护，为煤矿井下的供电自动化系统提供安全可靠的运行环境，既延长了供电设备的使用寿命，也为煤矿的安全建设提供了长治久安的保障。
4.4对实时监测系统的检测范围进行扩展
需要将实时监测系统安置在煤矿井下，并且需要扩展它的监测范围，因为我们需要它从地底下监测回来的数据，然后进行分析，及时更换矿井下的设备。
5实现供电自动化
通过传输网络将地面主站、井下分站和保护器等组成系统后,地面主站可以实现以下功能，具有按地面调度中心的命令控制高保开关的合闸、分闸功能，执行后将生成遥控操作事件记录;具有开关状态监视功能和电流电压等的实时显示功能，可实现定值远方修改,并可产生定值修改事件记录，从主站可下载分站的录波文件进行事故分析,可根据保护设置启动录波,生成录波文件，可实现定值远方查询、录波查询分析、事件记录查询、历史数据查询、历史曲线查询，具有保护的事件记录实时显示功能,并带保护动作类型、动作值和动作时间，具有时钟同步功能。实现与变电所分站和综合保护器的时钟同步功能。主站与分站,分站与综合保护定时校时,确保系统时钟一致，便于供电事故分析，具有保护器通讯状态监视,当保护器通讯中断时,能产生保护通讯中断的事件记录,并可在地面监控中心显示；具有操作安全权限设置,不同的操作人员设置不同的操作权限,可保证系统安全。
6结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，总而言之，实现井下供电综合自动化后,对出现的各种供电事故跳闸信息和保护信息,我们不再是盲目试送,根据保护动作所报的故障数据(故障参数)和故障时间先后,可以较准确地判断故障范围,缩短故障处理时间;另一方面也指导了我们高压保护整定计算,避免保护误动作。使用近一年来明显提高了成庄矿供电系统保护的可靠性,减少保护误动作,出现系统接地后,能够准确将故障高开跳闸,缩小事故影响范围,缩短了事故影响时间,为井下变电所实现无人值守创造了条件。
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论文作者:鲁伟雄
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：矿井论文; 井下论文; 煤矿论文; 供电系统论文; 网络论文; 系统论文; 地面论文; 《电力设备》2018年第19期论文;