煤矿井下变电所自动化建设

赵卫平

摘 要：煤矿的综合自动化可以对生产的所有过程进行全天候和各个方位的实时监测与保护，其可以在一定程度上有效预防和控制灾害的发生，完成集中控制，实现有效利用资源和改进作业环境、保护工作人员安全的目标。煤矿井下变电所实施自动化建设是煤矿综合自动化的核心部分。因此，对煤矿井下的变电所自动化建设进行研究分析有着深远意义。井下变电所作为煤矿的中心部分，关系着煤矿企业的正常发展。当前，国内变电所的自动化技术已经取得一定成果，并逐渐接近世界先进水平。该文主要对煤矿井下的变电所自动化建设进行了分析和研究。

关键词：煤矿井下 变电所 自动化

中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）10（b）-0092-01

1 煤矿井下变电所的主要功能

煤矿井下变电所自动化技术通常是以微机保护与监控及有关数据收集等多种科学装置作为基础，完成煤矿井下变电所有关信息的自动化处理，例如相关数据的实时采集自动化和监控电气装置运行的自动化以及保护监测的自动化等多个方面，因此将自动化作为基础的煤矿井下变电所一定要拥有协调变电所全部环节的控制保护和防护的一体化处理功能[1]。煤矿井下变电所自动化创建一定要包含下述几种基本功能：

（1）监控控制中心可以监视变电所中分闸、合闸状况和变电所在高压运行过程中三相电流及电压等有关参数发生的有关变化。

（2）系统故障可以准时自动保护同时上传。

（3）现场工作人员可以进行监视工作，同时显示出有关操作记录。

（4）依据模拟历史完成数据相关保存工作。

2 煤矿井下变电所自动化建设的关键性

在以往的煤矿井下系统中，电力装置相对老旧、落后，直接影响煤矿的安全生产，难以满足现今煤矿企业进一步发展的要求，并且常常出现重大安全事故，在供电方面也难以确保供电的连续性。另外，通常情况下无法满足调度中心所传输的有关实时数据要求，在很大程度上制约着电力调度管理。以往的煤矿井下变电所装置在可靠性方面也相对较差，一般是进行人工操作，每天的任务量十分繁重，且送电周期比较长。在长时间之内难以提高电力运行管理水平与自动化水平。而煤矿进行的变电所自动化可以有效解决上述问题，其主要由多台计算机与规模相对较大的集成电路构成，取代测量、监视仪表及信号系统等，利用微机保护取代继电保护，有效的解决了继电保护单元难以和外界进行通信的问题。此系统能够采集相对完整的数据与信息，运用计算机所具备的高速计算能力与逻辑判断功能，便于监视与控制煤矿井下变电所有关装置的运行及操作。在许多煤矿逐渐向深部进行开采、产量大幅度提高及供电线路的进一步延伸形势下，井下变电所供电的安全与可靠性成为煤矿生产的关键因素之一。相对健全的井下变电所自动化系统，拥有比较准确的信息检测，相关数据采集和处理等优势，能够确保生产装置可以正常运行[2]。对此，创建煤矿井下的变电所自动化系统实现电气事故的预防，将对停电事故，提高供电的安全性与可靠性有阵深远意义。

3 煤矿井下变电所自动化建设

3.1 变电所自动化系统的构成

系统主要由测控保护设备和智能通讯管理机及后台监控构成。首先是测控保护设备。其主要利用硬件设计，也就是相同的硬件系统上要配置不同的软件实现线路和变压器以及发电机等多种装置的保护控制，从而有利于批量生产与用户的掌握及维护，在很大程度上减低设计工作任务量，减小施工的难度。利用软件中编辑菜单，能够有效查询采集的所有电气量。而保护与测控拥有相对独立的采样回路，不仅确保了测量的精度，还能够确保保护的抗饱和功能。而测控保护设备通常由电源模件CPU模件及操作板模件等构成，利用RS-485形式进行通信。其次是智能通讯的管理机，其利用以工控机作为主体的硬件装置，再配以通讯模板完成系统的所有通讯管理工作。系统的通讯管理主要完成各个和其相连接的测控保护设备信息的收集工作。还要负责煤矿井下温度和瓦斯及一氧化碳等方面的信息采集工作。将这些信息利用RS-485或是TCP/IP的方式传送至后台监控系统。利用通讯管理机中的触摸屏能够完成对智能检测保护设备的遥控操作与定值修改及信号的复归等有关功能。该通讯管理机可以集规约转化和许多智能装置通讯功能于一身，完成调度、直流屏、电度表和微机保护设备等有关设备的数据交换工作。最后是后台监控，其是煤矿井下变电所自动化系统的主要控制与管理中心，一般是要实现变电站系统所有实时数据、装置信息和电量信息等多种信息的共享共。煤矿井下变电所的自动化系统中后台监控软件利用的是开放式结构，硬件具有较强的兼容性，而软件具备良好的移植性，运用的功能十分丰富[3]。此系统拥有相对强大的处理能力，而且响应的时间非常小。通常情况下后台监控能够实现双机备份，并且两台机器要处在工作状态，一台当作主机，另外一台当作特备用主机。如果主机出现故障，这时备用主机能够完成主机的工作，从而确保持续供电。

3.2 变电所自动化系统实现的功能

第一，实时显示功能，能够实时显示所有装置的运行状态，例如开关的分合等，并且能够实时显示模拟量。例如电压和电流及无功等相关实时数据。能够形成曲线和棒图及饼图等相对形象、直观的图形。第二，装置故障和模拟量的越限报警，如果装置出现故障或是模拟量超出限定值时，能够同步显示出现故障的装置名称和发生故障的原因、时间，同时能够完成语音报警等工作。这时服务器会把故障信息输入故障信息库，便于后续查询和统计分析。第三，通信功能，可以和地面计算机、模拟屏等多种智能装置完成通信，还能够把该系统的有关数据传输给相关监控系统及远方调度等。第四，历史数据查询，煤矿井下电力装置监测数据能够在各种时间间隔存储在历史数据库中，能够完成历史的回显和趋势的分析等工作。另外，测量获取的开关量和模拟量等能够利用计算公式计算出数据，进而形成历史报表。

4 结语

综上所述，煤矿井下变电所综合自动化建设能够确保煤矿的安全与可靠运行，在一定程度上减小煤矿企业的人力与成本的投入。因此，加强煤矿井下变电所综合自动化建设可以推动煤矿企业的进一步发展，促进煤矿企业科学、安全体系的创建。

参考文献

[1] 闫贵勤.综合自动化在无人值班室变电站的应用[J].电力系统自动化，1996（11）.

[2] 杨新民.电力系统微机保护控制教材[J].北京：中国电力出版社，2012（26）.

[3] 柳春生.实用供配电技术问答（第二版）[J].北京：机械工业出版社，2010（18）.endprint