摘要：雖然自動(dòng)化給煤礦井下供電系統(tǒng)帶來了不少便利，但是由于煤礦本身井下的特殊環(huán)境影響，再加上員工技術(shù)水平有限、資金不足等因素，自動(dòng)化在煤礦的實(shí)際運(yùn)用中還是非常有限的。文章對(duì)自動(dòng)化在煤礦中遇到的各方面阻礙加以分析和解決，使自動(dòng)化更廣泛地運(yùn)用于煤礦井下供電系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下供電系統(tǒng)；自動(dòng)化改造；越級(jí)跳閘；供電可靠性 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD76 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0289-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.146

本文主要對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)的實(shí)際情況加以分析，針對(duì)其現(xiàn)有的應(yīng)用情況和實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題加以研究，并對(duì)其優(yōu)化和改造情況，著重闡述怎樣使自動(dòng)化更廣泛地為煤礦井下供電系統(tǒng)服務(wù)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有狀況和問題的分析，歸納解決，總結(jié)下一步如何做，才能使自動(dòng)化在煤礦井下得到合理應(yīng)用。

1 過去煤礦井下供電系統(tǒng)存在的問題

煤礦供電系統(tǒng)是一個(gè)非常巨大的系統(tǒng)，并且煤礦采掘工作也是持續(xù)性的，礦井面積不斷多方向延伸，供電系統(tǒng)也要隨之而擴(kuò)大，系統(tǒng)中各枝節(jié)越來越多而復(fù)雜，供電系統(tǒng)暴露的問題也越來越多。

1.1 大規(guī)模掉電導(dǎo)致的問題

掉電在電力系統(tǒng)中屬于常見問題，但是如果出現(xiàn)大規(guī)模掉電，那問題就嚴(yán)重了，不僅耽誤工程進(jìn)度，還可能導(dǎo)致設(shè)備被淹或者瓦斯積存。但是傳統(tǒng)的煤礦供電系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)大面積掉電，工作人員往往措手不及，由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，供電系統(tǒng)分支又比較多，且相離都比較遠(yuǎn)，即便有應(yīng)急預(yù)案，等待專業(yè)電工去各配電室一臺(tái)一臺(tái)送電，才能使采掘工作繼續(xù)運(yùn)作，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。在停電期間，風(fēng)車、水泵等設(shè)備都處于停止工作狀態(tài)，采掘工作面很容易出現(xiàn)設(shè)備被淹、瓦斯積存等重大事故。

1.2 越級(jí)跳閘

以往的煤礦供電系統(tǒng)上下級(jí)的配電室的保護(hù)器相互之間不夠匹配，保護(hù)器設(shè)置不夠完善，反應(yīng)遲鈍，一旦出現(xiàn)問題，上下級(jí)配電室的保護(hù)器會(huì)由于短路導(dǎo)致電流一塊達(dá)到速斷整定值，是上下級(jí)保護(hù)器在還沒有辨別到底是哪里出現(xiàn)了短路故障的時(shí)候，就全線動(dòng)作，造成更大規(guī)模范圍的停電現(xiàn)象，出現(xiàn)更大的事故后果。

1.3 開關(guān)不能區(qū)分故障原因

電壓波動(dòng)和母線失壓，是兩種區(qū)別很大的線路故障，像因?yàn)槟撤N故障或者雷電而發(fā)生的電壓波動(dòng)，導(dǎo)致失壓脫扣，這種情況開關(guān)本身區(qū)分不了是母線失壓還是電壓波動(dòng)，從而該停電的地方停了，不該停電的地方也停了，加大了停電范圍，事故的影響范圍也更大了。

1.4 漏電保護(hù)力度不足

過去的保護(hù)器的漏電保護(hù)采取的方案比較少而且單一，對(duì)于定制調(diào)整也很粗劣，一旦出現(xiàn)漏電，漏電保護(hù)就沒辦法對(duì)其進(jìn)行精密的整定，這樣一來高壓漏電保護(hù)起不到任何作用，就像不存在一樣，沒有實(shí)際意義。

2 優(yōu)化改造煤礦井下供電自動(dòng)化的目的

（1）越級(jí)跳閘產(chǎn)生的后果極其嚴(yán)重，所以要徹底避免這種情況的發(fā)生，利用供電自動(dòng)化技術(shù)建立電力監(jiān)控系統(tǒng)，防止越級(jí)跳閘的發(fā)生。有了電力監(jiān)控系統(tǒng)，井下的配電室和配電點(diǎn)都可以同時(shí)得到監(jiān)控，而且還能利用高科技基因圖譜識(shí)別模式光纖差動(dòng)原理，對(duì)因?yàn)槎搪饭收隙鴮?dǎo)致的越級(jí)跳閘現(xiàn)象能夠有效的控制并從根本上解決。我們主要采取的手段就是改進(jìn)優(yōu)化上下級(jí)配電室之間相互連接彼此的聯(lián)機(jī)開關(guān)的綜合保護(hù)器，對(duì)保護(hù)器在技術(shù)層面加進(jìn)改造后，可以讓保護(hù)器擁有聯(lián)絡(luò)線縱差的功能。這樣一來從根本上解決越級(jí)跳閘問題的方式就是堅(jiān)決保護(hù)級(jí)聯(lián)開關(guān)，并且保護(hù)的方式以縱差保護(hù)為主、過流保護(hù)為輔；（2）提高供電可靠性，高壓防爆開關(guān)要更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定，從根本上解決由于電壓的不穩(wěn)定來回波動(dòng)而造成大范圍的停電現(xiàn)象問題，從而避免發(fā)生人力與財(cái)力的浪費(fèi)；（3）高壓配電室歸納選漏；（4）電度計(jì)量，以利于以后的管理和考核；（5）建立遠(yuǎn)程監(jiān)督監(jiān)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障，地面調(diào)度中心就能遠(yuǎn)程操作，不需要人工一一送電。同時(shí)也要保證井下線路系統(tǒng)要全方位保護(hù)到位，提高可靠性，這樣就有效地節(jié)省了人力浪費(fèi)和時(shí)間資源；（6）電網(wǎng)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)與礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)數(shù)據(jù)共有。

3 井下供電自動(dòng)化現(xiàn)有的問題

第一，以往的井下供電系統(tǒng)，如果出現(xiàn)低電壓，也只是讓代風(fēng)車電壓器跳閘，停電面積也小，比較好處理。但是供電自動(dòng)化改造之后，廠家的保護(hù)器技術(shù)不過關(guān)，不止代風(fēng)車電壓器跳閘，進(jìn)線、饋出線、換線都跳閘，停電面積加大了不少，處理起來也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

第二，供電自動(dòng)化改造后，由于廠家技術(shù)能力有限，保護(hù)器整定設(shè)置不完善，如果出現(xiàn)系統(tǒng)接地，不僅造成代移變的高壓開關(guān)漏電保護(hù)動(dòng)作跳閘，還會(huì)造成部分進(jìn)線、環(huán)線也跳閘，停電面積加大，事故原因調(diào)查和處理都更難。

第三，自動(dòng)化雖然比較節(jié)省人力物力，但是畢竟跟人的智能比起來還是有差距，由于供電自動(dòng)化保護(hù)器設(shè)計(jì)存在弊端，在使用過程中曾很多次都發(fā)現(xiàn)，開關(guān)一直不停的進(jìn)行合閘，若是沒有工人對(duì)其處理，合閘動(dòng)作就會(huì)一直持續(xù)，直至開關(guān)損壞，甚至發(fā)生火情，對(duì)井下環(huán)境構(gòu)成一定的危險(xiǎn)。

第四，一旦供電保護(hù)器發(fā)生死機(jī)，那么這個(gè)保護(hù)開關(guān)就形同虛設(shè)，遠(yuǎn)程也無法進(jìn)行操作處理，就會(huì)埋下事故隱患。

第五，井下還有反送電的高壓開關(guān)，這個(gè)沒有操作電源，一旦發(fā)生大范圍的停電，不能對(duì)其遠(yuǎn)程操作，需要人工送電，處理時(shí)間增加，勢(shì)必增加了停電帶來的影響。

第六，供電自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)分站電源與供電系統(tǒng)不同，掉電了卻還可以運(yùn)行，電池用完才知道掉電，而此時(shí)通訊也會(huì)斷掉，極大地影響了供電自動(dòng)化的正常順利運(yùn)行。

第七，在供電自動(dòng)化系統(tǒng)中，低壓饋電由于種類太多，并且大多數(shù)低壓饋電的低壓防爆總開關(guān)由于缺失通訊接口，沒有可以正常使用的通訊接口，那么就不能及時(shí)連入監(jiān)控系統(tǒng)，從而不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

第八，煤礦對(duì)于自動(dòng)化資金投入較少，并且投入使用后不及時(shí)檢查更換，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)問題。（1）由于人們對(duì)于新技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足，對(duì)自動(dòng)化不夠看中，所以對(duì)自動(dòng)化的資金投資就比較少，這樣一來不僅影響正常自動(dòng)化帶給人們的便利，不能使自動(dòng)化全面實(shí)現(xiàn)其價(jià)值，導(dǎo)致資源的再次浪費(fèi)。由于資金不足使自動(dòng)化設(shè)備不夠完善，這樣就導(dǎo)致像有些配電室完成了自動(dòng)化而有些配電室沒有完成自動(dòng)化，如果下級(jí)配電室沒有完成自動(dòng)化，那么上級(jí)配電室就無法對(duì)其遠(yuǎn)程操控，如果上級(jí)配電室沒有完成自動(dòng)化，就導(dǎo)致它的下級(jí)都無法自動(dòng)化操作，這樣一來還是需要人工操作分合閘，對(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的配電室造成一些浪費(fèi)；（2）煤礦的投入資金由于配比不合理以及一些電路管理部門的管理不當(dāng)，對(duì)配電室的各項(xiàng)設(shè)備不能及時(shí)檢查維護(hù)及更新，導(dǎo)致配電室各項(xiàng)設(shè)備及配件年久失修而老化，不僅極大的影響了配電室的正常運(yùn)作，還導(dǎo)致配電室設(shè)備較差而不能滿足自動(dòng)化的要求；（3）煤礦井上和井下之間的網(wǎng)絡(luò)連接不夠緊密，一旦出現(xiàn)斷電情況，井上的地面調(diào)度中心就與井下的供電自動(dòng)化后臺(tái)失去了聯(lián)系，導(dǎo)致通訊中斷，從而使自動(dòng)化失去可操作性，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程操作送電，還得人工進(jìn)行恢復(fù)送電。

第九，日常維修人員技術(shù)能力和素質(zhì)都比較差。原有的煤礦井下供電系統(tǒng)的管理和工作人員，大部分都是老員工，思維和知識(shí)都比較傳統(tǒng)，對(duì)于自動(dòng)化高科技的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用都有非常大的欠缺，甚至供電自動(dòng)化改造后也不會(huì)使用和維護(hù)，對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的突發(fā)性事故沒有足夠的應(yīng)變能力，也沒有能力對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。

4 怎樣解決煤礦井下自動(dòng)化存在的問題并更好地利用自動(dòng)化

（1）保護(hù)器是常出現(xiàn)問題的關(guān)節(jié)，對(duì)保護(hù)器的技術(shù)加以改進(jìn)，解決頻繁合閘等問題，降低供電事故發(fā)生率；（2）自動(dòng)化作用強(qiáng)大，加大資金與人力力度來維護(hù)系統(tǒng)，“兩化”項(xiàng)目也要加強(qiáng)完善；（3）對(duì)自動(dòng)化工作人員加強(qiáng)培訓(xùn)；（4）自動(dòng)化系統(tǒng)中管理制度要加強(qiáng)，規(guī)范操作，及時(shí)檢修。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化為煤礦產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展帶來巨大的便利與進(jìn)步，對(duì)于傳統(tǒng)煤礦供電系統(tǒng)也帶來跨越性的發(fā)展，一定要正視現(xiàn)在應(yīng)用中存在的問題，研究解決才能讓自動(dòng)化為其發(fā)展帶來更大的便利。

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作者簡(jiǎn)介：付勇（1983-），男，河北唐山人，神華神東煤炭集團(tuán)公司柳塔煤礦助理工程師，研究方向：煤礦井下供電、供排水。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）