分析煤矿井下机械供电设备可靠性优化设计王利杰

分析煤矿井下机械供电设备可靠性优化设计王利杰

王利杰

（山西中煤平朔北岭煤业有限公司山西朔州036800）

摘要：我国目前主要的发电形式就是火力发电，煤作为燃料，为我国的经济发展做出了卓越的贡献，是我国重要的燃料资源。因此，煤矿开采工作的重要性也就凸显了出来。由于煤矿井下的特殊环境，供电设备是必不可少的，供电设备的可靠性对下井人员的生命安全以及煤的开采工作都有巨大的影响。基于此，本文将结合实际情况，提出一种基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设计并对此展开分析，以期有所帮助。

关键词：煤矿井下；机械供电设备；可靠性优化

引言：煤矿井与其他施工环境不同，煤矿井处于地下，并且对供电设备的依赖性很大，但由于施工环境过于复杂而且范围较大的缘故，在进行煤矿井的供电设备布置时大多数企业往往只用一条电源线，所用供电设备之间的连接方式为串联，串联电路最大的特点就是当电路的某一处出现了故障，整条线路都会出现问题，而煤矿井下的供电设备数量又比较庞大，所以跳闸事故也就会经常发生这对煤矿井下的工作人员生命安全来说是一个极大的威胁，须重视。

1基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备设计原理

上文曾提到过煤矿井下的供电设备的电源线只有一条，而且所有供电设施的连接方式为串联，当一处供电设备出现故障就会波及一整片区域，甚至会发生越级跳闸的事故，这对于在煤矿井下工作的施工人员的生命安全来说是一种威胁。就目前来看，我国对越级跳闸的防护工作做的并不是很好，我国对越级跳闸的防护措施具体如下：在串联电路上设置多处防护开关，当电路的某一处发生了短路，这是就直接断开出现故障处的保护开关，这样就不会对其他地方的造成影响。除了及时断开出现故障的区域的保护开关之外，还有就是为了防止越级跳闸现象的发生，还会将这个区域进线处的保护设施进行封闭。这种方法虽然可以有效地防止越级跳闸现象的发生，但由于煤矿井下供电设备数量太多，需要增加的保护设备数量也很多，耗费成本较高，不划算。

基于上述防越级跳闸措施的缺点，本文提出基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备的设计用以解决越级跳闸问题，优化煤矿井下供电设备的可靠性。在发生煤矿井下供电设备的故障问题时，基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置除了会开启保护开关之外，还会发出信号关闭供电设备进线处的保护装置。这样的话，煤矿井下供电设备的保护装置可以选择开启，也可以选择不开启，如果选择开启煤矿井下供电设备的保护装置，那么基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置就会发出指令解除闭锁。这样就可以整定在同一条电源线上通过串联进行供电的供电设备进线保护装置与馈线保护装置上的动作电流。

2基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备的硬件设计

基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备的硬件结构是由通信管理模块、主控模块、开入模块、开出模块、模拟量采入模块以及人机接口模块等六大模块组成，通信管理模块与主控模块通过串口等进行连接，剩余四个模块与主控模块相连接，由主控模块进行控制并将消息等上传到主控模块中进行处理，经过处理的消息会传递通信管理模块，然后通知监控人员。这些模块并不是固定的，设计人员可以根据煤矿井下的实际情况来进行控制模块的增加或者减少，进行控制板块的升级或者更换，使主控模块更加契合井下的工作环境与要求（如图1）。

图1模块工作原理图

在上文所提及的基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备的几大模块中，控制模块无疑是最为重要的，控制模块不仅仅肩负着控制机器设备进行相应的作业之外，还需要处理信息收集系统所收集上传的各种图片、文字、视频等各种信息，是整个防越级跳闸保护设备的“大脑”，是保证防越级跳闸保护设备正常运行的关键因素，为了使主控模块能够更加更加准确的、更加快速的收集以及处理信息，通常情况下主控系统会配有多个中央处理器，分别负责不同模块的信息处理以及控制。由于煤矿井下特殊的环境状况，所以本文建议采用矿用隔爆型保护装置，这种保护装置比起其他的保护装置来说更加契合煤矿井下的工作环境以及工作需要，可以制支撑不同机械设备之间的交互操作。不仅如此，煤矿井下的环境比较复杂，所使用的机械设备时常面临着需要改造升级，矿用隔爆型保护装置的升级改造也属于比较容易方便的。同时，使用矿用隔爆型保护装置可以降低越级跳闸等危险现象的发生，相比之下，矿用隔爆型保护装置的可靠性与安全性会更好。以上就是本文推荐使用矿用隔爆型保护装置的理由。

3基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设备的软件设计

使用基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置最主要的目的就是为了防止由于井下供电设备短路所造成的跳闸甚至是越级跳闸现象的发生。所以在基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置的所有装备软件中，当井下供电设备发生短路时的中断控制程序是最为重要的，只要能够保证中断控制程序的正常运行就能够在极大程度上避免因设备短路故障而造成的越级跳闸事件。中断控制程序的运作步骤如下：首先需要进行煤矿井下供电设备运行状态信息的采集工作，然后进行装置的自检工作，并判断装置运行是否正常，如果装置运行不正常就会进行标志的清理工作，然后系统就会自动退出。如果装置运行正常，那就驱动闭锁继电器，经过傅式滤波、网络通信以及基于面向通用对象的变电站事件通讯机制通讯的信息传递后，开始判断井下设备是否有故障，如果没有故障，那系统也会自动退出，如果发现井下供电设备出现故障，那么中断控制系统就会进行故障处理工作，并下达指令控制机械设备修复井下供电设备的故障，并做出故障的分析调查报告，完成这一系列工作后再退出。在设置程序时，需要注意的是必须要把中断控制程序的命令执行放在第一位，必须要保证任何其他程序的命令执行都放在中断控制程序的命令执行之后，先执行完中断控制系统的命令之后再去执行其他的。这样才能保证信息传递的及时性和准确性。

最后，基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置对提高煤矿井下机械供电设备的可靠性具有极大的帮助，因为基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护装置可以在井下供电设备发生故障的时候及时的切断故障区域与其他区域的联系，这样就可以保护其他区域不受故障区域的影响，同时还可以将故障区域及时的切除，极大的提高了煤矿井下作业的安全程度。而且比起其他的保护装置来说操作起来更加简单。对提升我国煤矿井下作业的水平有很大的帮助。

4结语

到目前为止，煤依旧是我国重要的燃料能源，煤矿的产出对我国经济发展的影响不容忽视。但煤矿井下的开采工作属于危险系数较高的工作，一个不注意就会对施工人员的生命安全造成威胁。所以提高煤矿井下工作的安全系数是非常重要的，其中就包括了提高煤矿井下机械供电设备的可靠性。综上所述，本文提出了基于面向通用对象的变电站事件通讯机制的防越级跳闸保护设计用于优化井下设备的可靠性，希望有所帮助。

参考文献：

[1]陈松.矿山机械设备自动化供电系统可靠性思考[J].机械管理开发，2018，33（08）：233-234+282.

[2]杜建平.煤矿井下机械供电设备可靠性优化设计[J].机械管理开发，2018，33（07）：210-211

[3]于燕滨.矿山机械设备自动化供电系统的可靠性探析[J].煤炭技术，2014，33（02）：233-235.