煤矿供电系统技术优化及效果研究

2020-01-05唐白珍

科学技术创新 2020年12期

唐白珍

（贵州省六盘水市六枝特区工业和信息化局，贵州六盘水553402）

随着全球能源体系的不断发展，节能研究将占据更加突出的地位。但是，目前大多数煤炭公司的电力供应系统大量使用大功率设备，并且存在诸如无功损耗和谐波干扰之类的问题，这些问题影响了煤矿的电力供应质量。由于供电建设的落后，煤矿的电力输送水平较低，因此应考虑优化煤矿的供电系统。

1 优化供电系统的重要性

根据矿山供电系统功率损耗和谐波现象的特点以及系统监控的优化要求，对矿山生产进行了综合研究。煤矿的供电系统优化研究的目的是根据当前的煤矿开采状况和当前的煤矿供电系统，改善煤矿供电系统设计中的一些问题。改善供电系统，增加煤矿的电源电压，减少发生故障的可能性，并保护一系列煤矿开采活动。优化电力系统计划应基于安全性和可靠性。矿山综合节能系统的可靠性要求体现在监控系统和设备可以在长期运行期间有效承受恶劣环境的影响，同时将维护成本保持在合理范围内。通信安全性在此系统中，多功能电表、计算机、仪表等必须通过网络准确且及时地交换数据。以确保系统各个端口的互连。此外，人机交互也是系统设计的终端，它应该能够在用户界面上准确地显示操作数据、预警信息和错误信息。科学引导配电网建设计划，科学地确定配电网建设项目的时机，合理配置资源，以做到安全、合理、经济、可靠地优化煤矿的供电系统。减少电力损耗，提高供电质量和供应能力，提高供电可靠性对于优化煤矿配电系统方案具有重要意义。

2 优化供电系统的两个方案及其措施

2.1 优化供电系统技术的第一个方案

由于煤矿中的用电线路太长，分支和负荷节点过多，功率因数低，供电半径大，容易增加电网的损耗，而进行无功功率补偿是减少电网损耗的一个重要方法。鉴于系统设计以及煤矿发电的实际需求和成本效益，有必要计算和优化煤矿供电系统的无功功率，并确定到供电系统的功率分配，以选择最佳的功率补偿点。通过结合特定要求和市场无功补偿和谐波抑制设备，需要确定合适的型号和安装方法以实现无功补偿，并提高系统效率和可靠性。总线技术用于收集有关煤矿所有能耗情况的统计信息，并且通过部署电力管理和控制平台，可以更好地管理煤矿的电力，提高煤矿的电力监控水平。煤矿的节能系统主要由隔离层、底层、通信层和应用层组成。系统通过通信层将其他两层连接起来，通过地下监控通信分析各层之间的统计信息，然后将数据传输到应用层。其中，通信层和应用层通过地下监控机器相互通信，然后通过TCP/IP 通信协议与地面形成环网，最终成为煤矿通信。电气监控管理系统的核心是应用层，通过形成与煤矿节能供电系统功能有关的数据来显示设备的运行状态信息和故障报告等。煤矿的位置位于电源系统的末端，并且有许多大功率设备，由于无功功率和谐波的影响，在电源系统中更加突出。在这种情况下，当采矿设备完全运行时，可能很难启动一些大功率设备。因此，有必要借助滤波设备和无功功率补偿来改善电力系统低压侧的供电质量，并且还必须使用该设备去除谐波。同时，必须根据对煤矿供电系统实际情况的分析，确定供电系统的主要参数。集成的节能系统由控制核心、电源电路和控制电路组成。它必须与电源系统并联连接到控制电路，并且可以通过监视主电气设备的工作功率和负载功率因数来隔离设备的电源，以确保系统获得无功功率补偿。根据煤矿电力系统的设计要求，无功补偿系统由三相交流电源电路、控制电路、输出电路、显示接口和通讯电路组成。

2.2 优化供电系统技术的第二个方案

目前，自动化电力系统已在全国能源行业中得到广泛应用，但由于煤矿的特殊工作环境，阻碍了自动化电源系统的开发和运行。随着煤矿中防爆破技术的推广，煤矿中防爆破电气设备的使用也得到了极大的应用，电子通信和计算机网络技术的发展导致了煤矿中自动化电源系统的发展。供电系统的自动化涉及煤矿地下生产和生活中使用的电力自动传输、管理、控制和保护的操作模式，将煤矿地面和地下使用的各种电力设备使用电子通信技术和计算机技术进行升级，可以使电源系统自动化控制和管理。煤矿自动化综合供电系统主要由数据系统、PLC 控制系统和驱动接口组成。数据库包含五个部分：组态式监控数据库、事件库、内存数据库、优先级子库、和历史信息数据库。组态式监控数据库的作用是在供电系统中获取有关系统配置和命令信息、数据特征以及系统运行时间的实时数据，然后使用ADO 软件进行数据采集和处理，最后存储生成的配置数据，以确保对数据库系统的实时监控。为了使各种突发性事件得到及时的反馈、处理及储存，设置了事件库，它可以实现在发生电路故障或警报时及时进行处理的目标。内存数据库主要用于系统数据交换，在建立内存数据库时，必须着重于数据目录和访问接口。为了确保自动化供电系统在煤矿的特殊环境中正常使用，应将重点放在选择硬件上。自动化综合电源系统在煤矿地面进行建设时的主要硬件是集成访问网关和环形网络交互机器。在煤矿中，交互式网络引擎需要满足恶劣的地下环境，要具备例如耐湿性、耐高温性、并且不受大量灰尘的影响的优点，因此防爆型地下环形网络交互机是最佳选择。环形网络交互机器是连接地面和地下电气设备的必备工具，其特点是可传输的电力范围广、易于安装和维护、还可以自动检测发生故障的位置并且发出警报。一个基于现代科学和信息技术、计算机和网络技术的支持下建立的自动化供电系统，不仅对煤矿地面和地下的日常用电进行自动控制、检测与管理，使用电合理，避免浪费能源，还大大提高了整个系统的安全性和可靠性，从而为煤炭生产带来更好的安全效益，并降低生产成本。

3 优化煤矿供电系统技术后的效果

3.1 供电系统优化方案一的应用效果

通过从无功功率补偿和谐波调整分析供电系统，可以知道，通过数据采集、传输和处理来整体对煤矿供电系统进行优化，必须满足无缝传输和统计处理的基本要求。将系统安装在矿井中后，将对其进行一段时间的运行和监视，从而大大提高了电源效率。该系统为提高矿山设备的供电效率和设备的安全稳定运行提供了非常有力的保证。这不仅通过运行获得了预期的结果，而且为矿山生产带来了巨大的经济和社会效益。

3.2 供电系统优化方案二的应用效果

在供电系统的地面控制中心就可以控制和监测地下电力设备的供电操作，这对于远程监测整个供电系统的运行状况、各种电力设备的状态和输出电流非常方便，确保了煤矿供电系统的安全性和可靠性，降低了因电力输出不均匀而导致的功耗。矿山地面供电系统自动化应用程序可以准确且快速地控制整个电力系统中电力传输的分布，并可以根据各种设备的需求精确地输送电力，大大减少了采矿过程中的能源消耗并节省了成本。实时监视功能能够监视电力系统的运行状态和电气设备的工作状态，有效地防止了由于电路故障和意外事件而引起的大规模跳闸和停电，并为煤矿更稳定更安全地进行生产创造了条件。