数字化技术在煤矿供电中的应用

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:陈雪涛
[导读] 摘要:矿井电网的安全性和可靠性是煤炭生产的重要保障,而数字化技术是实现矿井坚强电网的基础,本文介绍了数字化变技术的特点和优势,它显著提高了煤矿企业供电系统的科技含量,更好地实现了煤矿供电系统的安全性、可靠性、稳定性。
        (鄂尔多斯华兴能源唐家会矿  内蒙古鄂尔多斯  010399)
        摘要:矿井电网的安全性和可靠性是煤炭生产的重要保障,而数字化技术是实现矿井坚强电网的基础,本文介绍了数字化变技术的特点和优势,它显著提高了煤矿企业供电系统的科技含量,更好地实现了煤矿供电系统的安全性、可靠性、稳定性。文章对于数字化技术在煤矿供电中的应用情况进行了探讨。
        关键词:煤矿供电;数字化技术;供电系统设计;数字化电网
        数字化技术应用于煤矿供电中是数字化技术广泛应用的代表之一,它构成了矿井严密、稳定、安全的供电网络。建立数字化供电系统是煤矿企业根据企业发展的需要,从提升企业总体的竞争力的角度出发而采取的一种管理方式。数字化供电系统是一个不断变化的过程,它会随着数字化技术的提高而不断地提高。
        1矿井电网存在的主要问题
        1.1 越级跳闸
        目前我国煤炭企业电网普遍采用多级辐射状供电模式,其特点为:一方面由于延伸级数较多,上级电网配合时限越来越短,造成各级保护时限无法配合;另一方面由于供电系统容量增大、供电线路短,不同级别的短路电流很接近,造成各级保护的电流定值无法配合。
        1.2漏电保护问题
        我国3~35kV矿井电网一般采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地方式。过去当系统发生单相接地故障时,一般依靠逐条出线拉闸停电来判断故障线路,严重地影响供电的可靠性。
        1.3 母线保护死区
        目前国内中低压电网一般不配置专用的快速母线保护,而是依赖上一级变压器的后备保护切除母线短路故障,因故障切除时间过长,加重了设备的损伤程度,破坏严重时可能造成事故进一步扩大,威胁电力系统的稳定运行。
        1.4 矿井电网自动化水平低,技术管理手段落后
        由于煤矿井下电网的特殊性,井下电网的自动化应用水平较低,保护技术不完善、采用的保护和测控装置的软硬件技术平台落后,各家使用的协议、通信接口不兼容,造成系统联网困难,技术管理手段落后。
        2 数字化技术在煤矿供电的独特优势
        随着数字化技术在供电系统中的大量使用,整个行业的设计水平发生了质的飞跃,通过数字化技术,设计者们能够缩短距离和时间上的差距,更好地进行协同工作,进行技术上的交流,设计师们从产品的设计阶段一直到产品的最终投产运行,都在不断地进行交流,这种交流有利于最大限度地减小可能发生的错误,提高整体的设计质量,并且能够大大地降低人力、物力、财力等,使整个供电系统设计行业的协调工作进一步发展。设计者不断采用数字化的设计手段对设计思路、设计方法进行科技创新,计算机辅助设计系统可以实现很多原始手段实现不了的设计效果,通过计算机网络和互联网,设计人员能够与其他设计组的设计人员进行设计上的技术交流,更加有利于取长补短,可以从客观上对自己的设计理念、设计方法进行评价,这就给了设计人员更加大的设计空间和设计自由度。

数字化技术在供电系统的广泛应用,更能体现集体的智慧结晶,在保持高水平的设计同时,还降低了成本,通过各方面的提高,更加有利于生产与施工作业的高效运行
        3数字化技术在煤矿供电中的应用
        3.1 数字化电网的建设
        数字化变电站是未来变电站发展的必然方向,未来很多传统配置的变电站也面临着向数字化方向改造的需求,煤矿电力系统也应该紧跟技术发展潮流,进行全数字化变电站的试点,为传统设备的变电站向数字化方向进行改造提供工程依据和借鉴的经验,同时也为全数字化变电站的普及提供理论实现的依据和工程建设的经验,研究并制定数字化变电站的各种规范,为数字化变电站的推广和应用作好准备。
        数字化电站涉及多学科、多种产品,是一个庞大复杂的体系,需要多个专业的协同工作,智能化开关、数字式互感器、建模工具、系统配置工具、IED配置工具、报文仿真分析工具、数字式继电保护测试设备等需要应用,从传统上打破了电力系统固有的专业划分。数字化变电站是一个不断发展的过程,其应用应从生产实际需要出发,考虑技术和管理上的现实可能,积极探索,稳妥推进。
        3.2 GIS应用于煤矿供电系统综合自动化
        GIS技术在煤矿供电系统综合自动化应用过程中,不但可以清晰地表述出井下的具体环境,同时可以全面化地映射出不同环境的属性特征以及相互之间的关系。特别是经过GIS统一化地理坐标系统应用之后,能够在确保精准化定位煤矿供电系统的实体对象和空间关系基础上,针对不同空间获取必要的属性数据,保证结合相关空间参数完成对整个供电系统的科学性调试任务,真正做到安全供电。
        与此同时,GIS技术对于数据和空间信息管理同样具有优势,能够保证为日后煤矿维修事务提供丰富且有效的指导依据。所以,在煤矿供电系统内部创建以GIS技术为基础的动态、综合、自动化的供电系统,有助于实现煤矿更为理想和整体化的管理目标。因为井下电网应用环境存在一定的特殊性,因此矿井下部沿用的保护装置,经常会遗留保护配置不达标、功能不完善、软硬件平台性能过低、不同类型故障滋生率过高等隐患。为了确保日后更加高水平地完成井下电网的综合自动化系统设计任务,需要在其中沿用性能理想化的智能终端设备和通信分站前提下,配合集成化继电保护、测量控制、网络通信、视频监管、电量演算等多元化的功能设计,构建起健全样式的井下电网综合自动化操作系统。
        3.3提高供电系统运行质量
        伴随着在供电系统中大量使用数字化技术,供电行业的设计水平都有了显著的提升。数字化技术的应用,可以使得设计师们将时间和距离的差距进行缩短,有助于工作更好地协同进行,技术上的交流也更加方便。
        从产品的设计到最终的产品投入生产运行,设计师们不断地持续进行交流,这样有利于对整体的设计质量进行提高,发生错误的可能性也被最大限度的控制。与此同时,对于人力、物力和财力都进行了节约,进一步发展供电系统设计行业的工作协调性。通过数字化技术的运用,设计者们可以将设计方法和思路进行持续的科技创新,传统方法实现不了的设计效果则可以通过数字化计算机辅助设计系统进行实现,通过互联网和计算机网络甚至智能手机,所有的设计人员都可以进行实时的技术交流,在设计上博采众长,还可以使得自己的设计方法和理念得到较为客观的评价,设计的自由程度和设计空间对于设计人员来说更加增强。煤矿供电系统中数字化技术的有效应用,在降低成本的同时,还可以增强设计水平,体现集体协作,达到各方面的全面提升,对于生产和施工的高效率运转,有着积极地促进作用。
        4结语
        数字化技术是未来科技发展的大趋势之一,数字化技术与煤矿供电的结合是科技发展的必然趋势。 近年来,国内企业面临的,根据煤矿安全生产的煤炭行业挑战的特点,各科研院校、大型煤炭企业解决数字矿山研究和发展项目,已在煤矿电力监控系统、智能零极限保护系统、矿井光纤差动保护系统的矿井,矿井视频监控系统,漏电保护技术等多项创新技术已经得到了广泛的研究。
        参考文献
        [1]张亚峰,杨振东.小议煤矿供电中数字化技术的应用[J].科技视界,2014(09):22-23.
        [2]陈冬冬,李金安.新技术对煤矿供电产生的重要影响[J].内蒙古煤炭经济,2013(06):14-15.
        [3]丁稳峰.数字化技术在煤矿供电中的应用[J].科技视界,2012,1(11).
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