井下供电防越级跳闸监控系统研究与应用

2021-01-16

探索科学(学术版) 2020年2期

四川川煤石洞沟煤业有限责任公司四川广元 628000

0 引言

井下作业的动力源头就是井下供电系统,通过加入新型的现代技术,构建井下供电防越级跳闸监控系统对于井下作业具有极强的现实意义。因此,为提高矿井供电系统运行的安全性和有效性,应对井下供电防越级跳闸监控系统进行研究,进而提高矿井综合效益。

1 研究井下供电防越级跳闸监控系统

1．1 系统结构井下供电防越级跳闸监控系统是由越级保护装置以及辅助信号源等共同组成,具有极佳的防越级跳闸监控性能。在井下供电防越级跳闸监控系统中,通过组件之间的协同合作,为井下作业提供稳定的电力。其中越级保护装置的主要作用就是保护供电系统的稳定性,还能够实现远程监控的功能以及防越级跳闸的功能。而辅助信号源主要是实现井下供电单相接地故障选线信号注入功能[1]。井下供电防越级跳闸监控系统所采用的核心解决方案是“三位一体”。其中“三位”主要指的是在防止供电系统出现越级跳闸情况是从三个维度进行防止,提高了可靠性,解决了该行业内的重点问题。“一体”指的是该系统是将常规保护与防越级跳闸保护整合在一起、光纤环网和该系统中的防越级跳闸网络整合到一起以及将供电监控与防越级跳闸监控整合到一起。“三位一体”的解决方案有效减少的人力资源的投入,还能够越级跳闸进行全面的预防。具体的井下供电防越级跳闸监控系统结构如图1所示:

图1 井下供电防越级跳闸监控系统结构

1．2 系统特点第一,该系统的可靠性较高且成本低,日常维护较为简单。由于井下条件因素,独立光缆在井下极易受到外部因素的影响,进而出现破损情况。但该系统中的光纤环网相较于独立光缆,不仅成本较低,维护的工作量少,还能够有效提高防越级跳闸的可靠性。第二,井下供电防越级跳闸监控系统是以零时限网络保护技术为基础的短路防越级跳闸系统。该系统通过以该保护技术为基础,通过智能通信以及其他组网,能够对短路位置自动识别,识别后零时限会将出现故障的线路进行切除,进而极大地避免由线路短路引起的越级跳闸。第三,是以新型信号源选线技术为基础的漏电防越级跳闸系统。井下的供电系统的接地方式往往采用的是经消弧线圈的方式,按照以往传统的找线方法,很难准确选出出现故障的线路。但应用了新型信号源选线技术的井下供电防越级跳闸监控系统,能够极大地提升选线的准确率,甚至可以达到100%。第四,该系统能够通过智能识别有效防止由电压波动造成越级跳闸。该系统所采用的电压识别技术是将电压波动的保护模块与智能识别模块整合到一起,若母线失压或是电压出现波动,该技术能够对其进行识别,还能够瞬间进行开关动作,进而避免出现越级跳闸现象。第五,该系统能够在线监测开关动作是否出现异常。开关动作异常也是引发越级跳闸的原因之一,但由于难以发现其异常情况,导致在传统的供电系统下常出现由开关动作异常造成的越级跳闸现象。而该系统所采用的是在线监测技术,能够迅速的检测到开关动作异常并瞬时报警,为相关人员提供及时的警示信号,促进了井下供电系统的平稳运作。

2 分析井下供电防越级跳闸监控系统的应用

现阶段井下供电防越级跳闸监控系统,主要应用于井下工作面倾角较大、煤层较薄且断层较多的煤矿开采环境下[2]。在这种环境下,限制了运输效率,还无法切实保障煤矿开采的安全性。供电系统若是发生故障,就无法有效解决。但井下供电防越级跳闸监控系统凭借自身的先进性,通过自动识别算法,能够极大地保障井下供电系统的稳定性,还能够起到有效的监控作用。随着技术的发展,我国的煤炭开采已逐渐转向智能化开采,该系统的应用恰好满足当前时代的要求,这对于我国煤矿开采行业具有极大的意义。第一,提高井下供电系统运作的稳定性。在应用井下供电防越级跳闸监控系统后,及时记录、分析信息数据,再直观地反映给相关人员。使供电系统的运营、维护人员能够随时掌握供电质量以及供电效果。而且,该系统是将监控系统与防越级跳闸系统相结合的系统,通过两者的结合运用,能够切实有效的对井下供电系统进行远程遥控,这对于大倾角薄煤层采煤作业具有极强的现实意义。

第二,井下供电防越级跳闸监控系统还能在减少人力资源投入的情况下,提高对井下供电系统的管理力度。由于井下作业的条件较为恶劣,对供电系统稳定性的要求较高,能够及时恢复供电对于井下作业极为重要。因此,以往通常投入大量的人力成本对变电所进行值守,还要对供电系统进行巡检,人员投入较大,但效率不高、效果不好。但井下供电防越级跳闸监控系统能够对供电系统进行远程操控,实现了远程遥测、遥控以及远程调节的功能,还具有故障排查以及远程巡检功能,一方面极大地减少了人员的投入,另一方面还提高了对井下供电系统的管理水平。