煤矿供电系统的智能化建设研究

煤矿供电系统的智能化建设研究

何元成

国电建投内蒙古能源有限公司 内蒙古鄂尔多斯市017209

摘要：目前，在中国煤炭资源日益丰富的环境下，供电系统完备，煤炭资源无人化已逐步实现。然而，中国煤炭行业供电标准存在明显滞后，这在一定程度上影响了监测系统的功能和可靠性。在这种情况下，煤炭企业有必要对国家电网公司的现有建设标准进行全面借鉴，并对智能化技术的合理运用等方面进行改进，实现供电系统的智能化。

关键词：煤矿供电系统；智能化；建设策略

引言

煤矿是中国重要的能源产业，供电系统是煤矿正常生产的关键。随着信息技术的发展和电力工业的改革，电网智能化技术逐渐在供电系统中得到应用。电网智能化技术通过传感器、数据采集系统和智能控制系统等手段实现，实现对供电系统的实时监测、智能管理和远程控制，提高供电系统的稳定性、安全性和效率。

1煤矿供电系统运行现状

1.1煤矿行业供电标准严重滞后

煤炭行业供电标准的滞后导致了一系列问题。首先，供电设备能力不足，不能满足现代煤炭生产的用电需求;其次，供电设备的稳定性差，容易出现电力波动、停电等问题，对煤矿生产造成影响；最后，供电设备的可靠性不高，由于频繁出现故障和维修，导致生产中断和损失。这些问题的根源在于供电标准无法及时跟上煤矿生产技术的发展和变化。除了供电设备问题，供电标准的滞后也影响了煤矿行业对新能源接入和能效要求的应对能力。随着环境保护要求提高，煤矿行业需要逐步引入新能源，并提高能源利用效率。然而，由于供电标准滞后，无法有效应对新能源接入的挑战，限制了煤矿行业的可持续发展。

1.2煤矿供电监控系统自动化水平低

原煤炭部撤销后，煤炭行业在实施供电设备功能方面没有及时采用国家和电力行业颁布的供电设备标准，未能跟上电力行业的发展和技术进步的步伐，导致煤矿供电监控系统的自动化水平不足，无法满足现代煤矿需求。另外，供电设备领域的准入门槛相对较低，缺乏统一的行业标准和认证机制，导致厂家的产品质量和技术水平参差不齐。一些小型或不规范的厂家可能会缺乏必要的质量控制和技术能力，生产的供电设备难以满足安全和可靠要求。在供电设备领域，高压保护装置和低压保护装置通常由不同厂家生产。每个厂家根据技术和生产能力，单独制订产品标准，缺乏统一的规范，导致不同厂家生产的保护装置在技术参数、接口定义等方面存在差异，缺乏互换性[1]。

2煤矿供电系统的智能化建设策略

2.1高低压保护装置的标准化

为了更好地满足煤矿安全管理的需要，需要实现保护装置与监控中心计算机终端之间的实时数据交换，这就给变电站的自动化带来了挑战。通过对现有设备的技术改造和创新设计，将原有的保护组态信息与新开发的通信系统相连接，使各相关工作人员能够及时掌握各电气设备间的工作状况。同时，还需要建立完善的通讯网络来保证信号传输质量，并确保各厂家的设备间实现互联互通，从而有效地解决了不同厂家保护装置产品的不一致性，使得保护装置可完全更换。因此，研究高压保护装置在线监测系统对保障煤矿安全具有重要意义。首先，对高压保护装置，科学、有效地进行单相接地故障选线十分重要。目前，我国煤矿安全生产过程中普遍使用漏电保护作为主要手段之一。传统漏电选线方法使得选线准确性得不到保障，所以，针对煤矿供电系统中性点问题，通常用不接地或消弧线圈。由于这种接地系统存在较大缺陷，使得电气设备运行中出现了大量的安全隐患。鉴于当前的情况，为了确保接地故障选线的准确性，必须对其进行有效的改进，以提升其准确性。为此，提出一种基于谐波检测原理和有源滤波器的矿用低压电网单相接地选线装置设计方法。在选线过程中，采用防越级定位功能，可以有效降低由于接地问题而对自动化变频器的消弧线圈造成的影响，从而实现从被动式选线到主动式选线的转变。其次，以低压安全保护器为核心，可以使其选漏更加准确。在实施选择性漏电选漏中，必须针对各个压力级别选用适当的探测手段，并根据具体的设备状况选择正确有效的解决办法。通过实验发现，低压渗漏故障的越级重合漏和误跳脱现象十分普遍，对生产安全构成了极大的威胁。因此，采取一种更加精确的选择性漏电技术，如低压漏电，将能够更好地解决问题，提高选择性漏电的精度[2]。

2.2电气设备状态在线监测

电力设备状态在线监测是实现智能供电系统的关键技术之一。在关键设备上安装传感器和监测装置，可以实时监测电气设备的运行状态和健康状况。该技术方案可提供以下几个方面的监控功能：一是温度监测。利用温度传感器监测电气设备的温度变化，及时发现过热现象，防止设备过载或损坏。在温度数据分析基础上判断设备运行状态，提前预警可能出现的故障；二是振动监测。安装振动传感器监测设备的振动频率、振幅等，检测设备的机械运行状态。异常的振动信号可能表明设备存在故障或不平衡情况，要及时采取措施维修或更换，可以有效避免设备故障导致的停电和生产事故；三是电流监测。安装电流传感器监测电气设备电流，实时监测设备的负荷情况。当电流超出设备额定负荷时，系统可以发出警报并自动调整负荷，保证设备正常运行；四是油位监测。对于使用润滑油的电气设备，可安装油位传感器监测油位。油位出现异常变化时可能意味着设备存在泄漏或损坏，实时监测油位数据能及时发现并处理潜在故障；五是电力质量监测。安装电力质量监测设备可以实时监测电气设备接收的电力质量参数，如电压波动、谐波等。及时发现电力质量异常并采取措施保护设备，协助供电系统管理和优化负载。通过以上电气设备状态在线监测技术方案，实现对煤矿供电系统关键设备的实时监测和预警，提高供电系统的可靠性和安全性。监测数据可以通过通信网络传输到中央控制室，开展集中管理和分析，为运维人员提供决策支持和故障排除依据，最大限度减少停电时间和生产损失。

2.3自动化控制

自动化控制分为以下几个方面：第一，自动化控制实现了对煤矿工程供电系统的实时监测。通过安装传感器和监测设备，实时监测供电系统的电流、电压、功率等参数，还监测供电系统的温度、湿度等环境参数。这样，及时发现供电系统中异常情况，并采取相应的措施进行处理，从而避免事故的发生。第二，自动化控制实现了对煤矿工程供电系统的自动调节。通过设置合理的控制方式和参数，实现对供电系统的负荷、电流、电压等参数的自动调节。这样保持供电系统的稳定运行，提高供电系统的效率和可靠性。第三，自动化控制实现了对煤矿工程供电系统的远程控制。通过网络通信技术，实现了对供电系统的远程监测和控制，方便地对供电系统进行管理和维护，提高管理效率和降低人力成本。第四，自动化控制实现了对煤矿工程供电系统的故障诊断和预测。通过对供电系统的数据进行分析和处理，及时发现供电系统存在的故障和隐患，并预测故障的发生概率和影响程度。提前采取措施进行维修和保养，避免故障对供电系统的影响[3]。

结束语

目前，中国的煤炭企业正在积极探索智能电力设备的可行性，以实现更高的效率和更好的经济效益。为此，应结合当前电力行业的最新技术和标准，制定出更加科学合理的电力设备智能化运行规程。除此以外，还需要与目前的煤矿供电系统自动化水平相结合，加强对其的监测，以保证可以及时地发现存在安全隐患的电气设备，并对其进行及时的处理。与此同时，为了提升煤矿供电系统的运营智能化水平，必须将科技攻关落实到位，制定一套可行的智能化建设方案，以实现更高效、更安全的供电服务。

参考文献：

[1]穆艳祥.煤矿供电系统的智能化建设研究[J].内蒙古煤炭经济,2022,(06):108-110.

[2]王兴友.煤矿供电系统智能化建设探析[J].中国煤炭工业,2021,(07):74-75.

[3]张斌.电网智能技术在煤矿供电系统中的应用[J].石化技术,2020,27(07):144-145.