浅析电气自动化技术在矿山的有效应用

陈光亚 王娟

摘 要：如今，社会经济发展快速，人们对矿山资源的需求日益增大，矿山开采力度也随之加大。在矿山的开采过程中，工程的安全性不容忽视，同时还要提高工作效率，因此，对矿山生产技术要求越来越高，更多先进的开采技术得到了广泛的应用，尤其是电气自动化技术的应用效果显著，因此，加强电气自动化技术在矿山中的应用探究，具有重要的价值和意义。

关键词：电气自动化技术；工程控制；综合自动化；继电保护；在线状态检测

1 前言

目前，社会已经进入信息化时代，信息技术的飞速发展给电气自动化提供了技术支持。电气自动化技术就是指在运行过程中，不用人员对机器设备进行操作，机器设备会按照事先输入好的程序、指令自行开展工作。此项技术在建筑业、矿业等危险性较高、劳动强度较大的领域被有效利用，在矿山工作中引入该技术，开采机械设备实现了全天不间断工作，不仅把工作人员从繁重的劳动中解放出来，减少了因工作环境恶劣而带来的危险因素，提升了工作人员生产安全性，并且极大地提高了劳动生产率。

2 简议电力系统调度自动化的应用

电力系统调度自动化技术是目前发展最快的技术之一，其功能的强大性能够确保电力系统在运行过程中的准确性、可靠性和经济性。电力系统的数据采集和监控功能是调度自动化的基础，电力系统自动化设备和元器件是不可或缺的重要环节。

2.1 电力系统分析与控制

对在线监测技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技术、选择小电流接地方法、探讨电力系统振荡原理及抑制方法、研究发电机跟踪同期技术和调速控制、电力负荷预测方法、电网调度自动化仿真、电网故障诊断理论与技术等。使得非线性理论和环网理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新模型、新理论、新算法等理论的实现。

通过整合内部各个小的控制系统，利用光纤连接实现数据传输和资源共享，将各单位各地点的电气自动控制系统联系在一起形成一个大环网。以矿调度为中心实时掌握了解全矿电力系统情况和电能情况，并加以分析与控制，通过软件平台的搭建实现电力系统调度自动化，以此为依据实现更为合理的电力调度。

2.2 远程监控技术

智能化远程控制、集中控制以及现场总线系统控制方式是电气自动化系统配置的应用主体。智能化远程控制利用硬接线电缆将采集终端和现场的信号进行连接，并利用光纤、485线、GPRS等将主机和采集终端进行连接。这种方式极大的节省了电缆材料，简化了安装环节，降低了操作成本，有效减少了控制面积，将整体系统的可靠性和智能型提升了一个较高的层次。实现了自检、数据处理及自校正等功能。

集中控制主要是通过利用现场的电气馈线设置设备的接口，然后采用线路电缆合理连接集散控制系统的通道，实施对全场的监控。其具有良好的维护运行效果，快速的对应速度，合理的针对监控站实施的防护水平，相对合理的系统造价成本等特点。

该技术的运用主要体现在狮岭站值班高压柜监控系统和水电车间低压室监控系统。同时水电车间视频监控系统和净化站、800吨、坑尾水監控系统也是很好的运用了该技术，从而对各个外围班组日常工作生活情况进行可靠掌握，调度室值班人员足部出户便可掌握各点现场情况。

3 浅议变电站综合自动化与智能保护

变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术，实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计，对变电站全部设备的运行实现实时监控。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。这种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性，降低运行维护的成本，实现输配电过程的高质量，保证经济效益。

3.1 变电站自动化运行技术

该理论针对电力系统保护的新原理进行了研究，将国内外最新的网络通信、人工智能、自适应理论、综合自动控制理论以及微机新技术等应用于新型的继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，从而大大提高了电力系统的安全水平。

变电站综合自动化与智能保护技术完全体现在狮岭站值班监控系统中，该系统将狮岭站负载高压柜、变压器柜、PT柜、电容柜以及正在调试安装的保安电源完美的整合在一起。设备之间主要是通过通讯网络信号设备相互连接，其独立性和灵活性相对较强，一个设备出现故障不会波及全部设备，提升整个电气工程的安全性和可靠性，形成了一个稳定可靠的自动控制系统。实现了RS485通讯采集高压柜的微机综保上的数据量，自行开发生成的监控系统软件实现了数据读取、远程监视、远程控制、事件故障记录、电度计量、报表生成等一系列功能。大大提高了该站运行的安全性和稳定性，实现真正意义上的计算机控制。

3.2 继电保护技术

在矿山近年的电气技术改造革新过程中，微机型综合继电保护器已完全替代了老式机械式、电子式继电器，满足现场更高要求的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。现全矿高压柜综保使用较为普遍的是ABB432、521型和施耐德20、40、80型微机综保。综保以CPU处理为核心，人机操作界面设置和操作，完善的逻辑输入输出单元，以及Modbus通讯规约支持RS485网线接口和ACE937光纤接口，方便准确的融入上位机控制系统。

3.3 无功补偿技术

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

我矿用电负荷主要为井下生产负荷、选厂生产负荷和民用负荷三部分组成。由于生产条件客观因素和其他因素影响，矿区电能质量无功功耗一直居高不下，自采用无功补偿技术后矿电能质量达到国家规定标准。无功补偿技术的应用典型在我矿狮岭站无功补偿系统。我矿狮岭站由凡口站两路进线分带一、二段母排负载，一、二段母排下端分别连接一组容量为1000KVAR的电容补偿柜，日常两段电容柜皆处于切投使用状态，对我矿节能减排、无功补偿做出了突出贡献。

4 浅议配电网自动化技术

长期以来，配电网只能够采取手工操作的控制方法，随着技术的进步，逐渐能够运用独立的孤岛自动化技术，但是对电能的分配方面还是存在不足之处，因此，配电网自动化技术对于电能的分配和监控十分重要。配电网自动化主要包括馈线自动化和自动制图、设备管理、信息分析和配电网分析自动化，它依靠大量的智能终端、丰富的后台软件和数据库资料支持，通过信息技术的带动，实现配电网自动化，确保了对电能的充分利用。

对电力系统一次设备如汽轮机、发电机、断路器、变压器以及开关等设备进行连续长期的在线监测，不仅可以监视设备的运行状态，而且还可以分析各参数的变化趋势，判断是否存在故障的先兆，从而延长设备的维修保养周期，提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。

5 结速语

电力系统是一个较为复杂的系统，当前在电力系统中自动化技术使得电力无论是在控制、操作，还是处理过程中变得较为简便易行。相信随着科技发展和我们的努力，我矿会拥有自动化性能更高、更稳定、更可靠的电力系统。

参考文献：

[1] JGJ 16-2008.民用建筑电气设计规范[S].

[2] 《电力系统继电保护》谷水清主编.

[3] 《电气工程》伊克宁编著.