矿山工程施工中电力工程新技术的运用分析

叶祥志

（湖南科鑫电力设计有限公司，湖南 长沙 410007）

为了确保矿山企业的正常运行，电力能源的重要性不言而喻，矿山企业供电系统的安全稳定运行与否，与其正常的运转有着直接的关系。

在我国，大部分矿产资源分布在地下，导致开采环境相对复杂，极易发生各种事故，对矿山施工过程中的电力工程要求更高，一旦未能合理的进行电力工程的设计和施工，将带来严重的后果[1]。因此，研究分析矿山工程施工中电力工程新技术的运用具有重要的现实意义[2]。

1 矿山工程施工中电力工程的现状

随着科学技术的发展，自动控制技术、智能化技术以及远程通信技术等得到了不断的优化和完善，这些高度自动化和智能化的机械设备在矿山中的应用也日渐广泛，极大的提高了矿产资源的开采效率[3]。

由于这些设备的运行需要安全稳定的供电环境，因此对矿山的电力工程施工也提出了更高的要求。现阶段，在矿山工程施工中电力工程还存在以下问题。

（1）电力工程的主变压器设备相对老化，存在容量不足等问题，远远无法满足当前矿山机械设备的负荷容量要求，很多矿山的主变压器设备长期处于过载运行状态，不仅给供电系统的稳定运行带来了不利的影响，而且很容易导致火灾甚至爆炸等安全事故的发生。

（2）供电质量较低：由于我国大部分的矿山都是地下开采，相对操作空间有限，对电力系统的要求也较高，随着大量变频整流机械设备在矿山工程中的应用，给供电系统造成了严重的谐波污染，导致供电系统的输出电压出现问题，供电质量不断下降，严重影响矿区机械设备的正常运行。

（3）自动化程度较低：很多矿山在运行过程中，受到技术、资金等条件的硬性，没有设置安全实施监测系统，导致在进行电力供应过程中，相关管理人员不了解供电系统的实时工作状态，一定程度上导致了安全隐患的增加。

2 工程概述

某矿工程，为了确保各矿区电力供应性的安全稳定运行，工程项目部针对常见的电力运行问题进行认真分析，并听取了相关专家的指导，在电力工程施工过程中，通过对输配电线路、电力调度、实时监测系统以及远程控制等多个方面的新技术改造，取得了较好的应用效果，有效的确保了矿区电力供应的安全稳定。

3 矿山工程施工中电力工程新技术的具体运用

3.1 提高供电可靠性的技术运用

对于矿区供电系统在运行过程中，普遍存在的过流保护以及高压漏电保护问题，本工程提出了相对应的解决方法：

（1）增大短路电流：为了确保系统可以清楚的分辨出短路电流，通过人为的增大短路电流，可以确保当电力系统存在短路故障时，相关保护装置可以第一时间发现短路问题，进行有效启动。

在电力系统当中，短路电流的大小与电源的容量以及系统的阻抗有着直接的关系，因此，只需要在电力工程施工过程中，选用具有较大容量的变压器以及较大截面积的供电电缆即可达到提高短路电流的目的。

（2）在保护装置中增加相敏保护：当电力系统处于短路状态时，系统当中的阻抗的大小主要是受到线路电阻阻抗的影响，相比较设备起动而言，其系统功率因数更大。因此，可以通过相敏角的大小差异，来实现系统对短路故障的有效判断。

（3）安全监测系统的应用：作为本工程矿区电网的重要组成部分，电缆的绝缘性能十分重要，关乎着整个电网的安全稳定运行。

因此，通过设立安全监测系统，对电缆的绝缘性能进行实时监测，当其绝缘性能低于某一标准值时，系统可以直接发出报警信息，提醒相关工作人员及时的对故障隐患进行排查，从而避免严重安全事故的发生。

3.2 智能巡检综合管理系统

本工程的电力工程建设过程中，6kV及以上高压线路大约为46条，总输配电线路长度约为163.4km，需要建设超过1180基杆塔。为了确保对输配电线路的有效管理，本工程引入了GPS智能巡检综合管理系统，推动了输配电线路的标准化、科学化管理。

所谓了GPS智能巡检综合管理系统，就是由掌上电脑采集器、服务器软件、缺陷管理系统、状态检修系统等组成的综合性管理系统。在基于移动信息平台管理的概念下，改变了传统电力工程的巡检方式，从而避免了巡检过程中出现漏检、错检等问题。

在该系统应用过程中，无需在电力工程的输配电线路上安装任何识别载体，直接可以利用GPS系统实现对输配电线路的巡检定位和自动记时，有效的降低了相关录入工作的工作量，节约了系统的总成本。

在实际应用过程中，相关巡检工作人员利用掌上电脑，可以根据相关的缺陷记录，掌握输配电线路的缺陷相关的全过程信息。

同时，借助GPRS和WIFI功能，还可以对上上电脑中的相关数据输入到后台服务器中，实现相关数据的存储、查询以及分析功能，远程的控制巡检报告的输出。

3.3 CAN总线技术在电力调度自动化系统应用

本工程在进行电力工程施工时，对于电力调度系统的实施，引入了CAN总线技术，确保了数据的实时准确交换，提高了电力调度系统运行的合理性和经济型。

作为一种穿行通信网络，CAN总线不仅可以实现实时控制，而且支持分布式控制。在本工程当中，首先将工控机和测控节点进行连接，组成一个分站点，然后通过总线上的测控点以及其对应的回路，可以实现对遥信量和遥测量的实时采集，再结合相关的命令，实现向CAN总线自动发送数据，最后利用已经设定好的验证码和验收屏蔽码，实现本测控点对数据或者命令的筛选接收。

本工程采用的智能测控节点的软件主要分为两个部分：第一部分为初始化程序软件，可以对单片机自身的终端、定时器串行口和CAN控制器等进行初始化；第二部分为则是采集处理测控供电回路电量参数。通过本工程CAN总线在电力调度自动化中的设计和应用，有效的提高了电力调度的工作效率和抗干扰能力。

3.4 矿井供电网监测与管理系统

本工程引入了矿井供电网监测与管理系统，实现了对供电系统实时运行状态以及相关电气设备和参数工作状态的实时监测，并动态的掌握了矿区内供电设备和材料的使用情况，提高了工程的电网管理水平，充分发挥了各种供电设备的工作效率。本系统主要以下三个部分：

（1）供电管理系统：其主要是由其主要是由计算机网络组成，主要的网络服务器设置在机电科，并在矿区的各单位安装计算机的终端设备，并使用电缆实现两者之间的信息传输。对于中央变电所以及各矿采区的变电所，监控所得到的电网参数，则借助网卡传递给网络服务器，然后借助计算机的相关软件对供电系统的实时状态进行动态的显示，并可以进行电力运行符合曲线图的绘制工作，帮助相关管理人员更加清洗的掌握供电系统的运行状态。此外，该系统除了可以生成各类电力参数报表之外，还可以按照峰谷计价方式的不同实现电费的计价管理。

（2）井下电网监测系统：主要由计算机管理主站和井下中阳变电所监测分站组成，利用RS232通讯口以及光端机，实现了相关电气参数的采集、加工、分析和储存功能。相关管理工作者可以实时掌握井下变电设备的运行状态和相关参数数据，有效避免了井下安全事故的发生。

（3）供电设备管理系统：就是对矿山所有在用、库存、在修和待修的各种供电设备以及材料进行管理的系统。通过该系统，矿山工程的相关管理人员可以清楚的掌握电力设备及相关材料的使用现状，降低了不必要的浪费，提高了设备的综合利用率，保障了矿山企业的经济效益。

4 结语

综上所述，国家的发展与进步离不开矿产资源。而矿山企业的正常运转又离不开电力资源的供应。如何保障矿山电力系统的安全稳定运行至关重要。

本文通过对现阶段矿山电力工程普遍存在的问题进行分析，并结合实例分析了新技术在矿山电力工程当中的应用，通过对输配电系统、电力调度、实时监测系统等电力工程的技术改造，有效的提高了矿山供电系统的稳定性和安全性，消除了用电安全隐患，推动了矿山企业的可持续智能化、自动化发展。