葉祥志

（湖南科鑫電力設(shè)計有限公司，湖南 長沙 410007）

為了確保礦山企業(yè)的正常運行，電力能源的重要性不言而喻，礦山企業(yè)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行與否，與其正常的運轉(zhuǎn)有著直接的關(guān)系。

在我國，大部分礦產(chǎn)資源分布在地下，導(dǎo)致開采環(huán)境相對復(fù)雜，極易發(fā)生各種事故，對礦山施工過程中的電力工程要求更高，一旦未能合理的進行電力工程的設(shè)計和施工，將帶來嚴重的后果[1]。因此，研究分析礦山工程施工中電力工程新技術(shù)的運用具有重要的現(xiàn)實意義[2]。

1 礦山工程施工中電力工程的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)、智能化技術(shù)以及遠程通信技術(shù)等得到了不斷的優(yōu)化和完善，這些高度自動化和智能化的機械設(shè)備在礦山中的應(yīng)用也日漸廣泛，極大的提高了礦產(chǎn)資源的開采效率[3]。

由于這些設(shè)備的運行需要安全穩(wěn)定的供電環(huán)境，因此對礦山的電力工程施工也提出了更高的要求?，F(xiàn)階段，在礦山工程施工中電力工程還存在以下問題。

（1）電力工程的主變壓器設(shè)備相對老化，存在容量不足等問題，遠遠無法滿足當(dāng)前礦山機械設(shè)備的負荷容量要求，很多礦山的主變壓器設(shè)備長期處于過載運行狀態(tài)，不僅給供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了不利的影響，而且很容易導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸等安全事故的發(fā)生。

（2）供電質(zhì)量較低：由于我國大部分的礦山都是地下開采，相對操作空間有限，對電力系統(tǒng)的要求也較高，隨著大量變頻整流機械設(shè)備在礦山工程中的應(yīng)用，給供電系統(tǒng)造成了嚴重的諧波污染，導(dǎo)致供電系統(tǒng)的輸出電壓出現(xiàn)問題，供電質(zhì)量不斷下降，嚴重影響礦區(qū)機械設(shè)備的正常運行。

（3）自動化程度較低：很多礦山在運行過程中，受到技術(shù)、資金等條件的硬性，沒有設(shè)置安全實施監(jiān)測系統(tǒng)，導(dǎo)致在進行電力供應(yīng)過程中，相關(guān)管理人員不了解供電系統(tǒng)的實時工作狀態(tài)，一定程度上導(dǎo)致了安全隱患的增加。

2 工程概述

某礦工程，為了確保各礦區(qū)電力供應(yīng)性的安全穩(wěn)定運行，工程項目部針對常見的電力運行問題進行認真分析，并聽取了相關(guān)專家的指導(dǎo)，在電力工程施工過程中，通過對輸配電線路、電力調(diào)度、實時監(jiān)測系統(tǒng)以及遠程控制等多個方面的新技術(shù)改造，取得了較好的應(yīng)用效果，有效的確保了礦區(qū)電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定。

3 礦山工程施工中電力工程新技術(shù)的具體運用

3.1 提高供電可靠性的技術(shù)運用

對于礦區(qū)供電系統(tǒng)在運行過程中，普遍存在的過流保護以及高壓漏電保護問題，本工程提出了相對應(yīng)的解決方法：

（1）增大短路電流：為了確保系統(tǒng)可以清楚的分辨出短路電流，通過人為的增大短路電流，可以確保當(dāng)電力系統(tǒng)存在短路故障時，相關(guān)保護裝置可以第一時間發(fā)現(xiàn)短路問題，進行有效啟動。

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，短路電流的大小與電源的容量以及系統(tǒng)的阻抗有著直接的關(guān)系，因此，只需要在電力工程施工過程中，選用具有較大容量的變壓器以及較大截面積的供電電纜即可達到提高短路電流的目的。

（2）在保護裝置中增加相敏保護：當(dāng)電力系統(tǒng)處于短路狀態(tài)時，系統(tǒng)當(dāng)中的阻抗的大小主要是受到線路電阻阻抗的影響，相比較設(shè)備起動而言，其系統(tǒng)功率因數(shù)更大。因此，可以通過相敏角的大小差異，來實現(xiàn)系統(tǒng)對短路故障的有效判斷。

（3）安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用：作為本工程礦區(qū)電網(wǎng)的重要組成部分，電纜的絕緣性能十分重要，關(guān)乎著整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

因此，通過設(shè)立安全監(jiān)測系統(tǒng)，對電纜的絕緣性能進行實時監(jiān)測，當(dāng)其絕緣性能低于某一標準值時，系統(tǒng)可以直接發(fā)出報警信息，提醒相關(guān)工作人員及時的對故障隱患進行排查，從而避免嚴重安全事故的發(fā)生。

3.2 智能巡檢綜合管理系統(tǒng)

本工程的電力工程建設(shè)過程中，6kV及以上高壓線路大約為46條，總輸配電線路長度約為163.4km，需要建設(shè)超過1180基桿塔。為了確保對輸配電線路的有效管理，本工程引入了GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)，推動了輸配電線路的標準化、科學(xué)化管理。

所謂了GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)，就是由掌上電腦采集器、服務(wù)器軟件、缺陷管理系統(tǒng)、狀態(tài)檢修系統(tǒng)等組成的綜合性管理系統(tǒng)。在基于移動信息平臺管理的概念下，改變了傳統(tǒng)電力工程的巡檢方式，從而避免了巡檢過程中出現(xiàn)漏檢、錯檢等問題。

在該系統(tǒng)應(yīng)用過程中，無需在電力工程的輸配電線路上安裝任何識別載體，直接可以利用GPS系統(tǒng)實現(xiàn)對輸配電線路的巡檢定位和自動記時，有效的降低了相關(guān)錄入工作的工作量，節(jié)約了系統(tǒng)的總成本。

在實際應(yīng)用過程中，相關(guān)巡檢工作人員利用掌上電腦，可以根據(jù)相關(guān)的缺陷記錄，掌握輸配電線路的缺陷相關(guān)的全過程信息。

同時，借助GPRS和WIFI功能，還可以對上上電腦中的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到后臺服務(wù)器中，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲、查詢以及分析功能，遠程的控制巡檢報告的輸出。

3.3 CAN總線技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用

本工程在進行電力工程施工時，對于電力調(diào)度系統(tǒng)的實施，引入了CAN總線技術(shù)，確保了數(shù)據(jù)的實時準確交換，提高了電力調(diào)度系統(tǒng)運行的合理性和經(jīng)濟型。

作為一種穿行通信網(wǎng)絡(luò)，CAN總線不僅可以實現(xiàn)實時控制，而且支持分布式控制。在本工程當(dāng)中，首先將工控機和測控節(jié)點進行連接，組成一個分站點，然后通過總線上的測控點以及其對應(yīng)的回路，可以實現(xiàn)對遙信量和遙測量的實時采集，再結(jié)合相關(guān)的命令，實現(xiàn)向CAN總線自動發(fā)送數(shù)據(jù)，最后利用已經(jīng)設(shè)定好的驗證碼和驗收屏蔽碼，實現(xiàn)本測控點對數(shù)據(jù)或者命令的篩選接收。

本工程采用的智能測控節(jié)點的軟件主要分為兩個部分：第一部分為初始化程序軟件，可以對單片機自身的終端、定時器串行口和CAN控制器等進行初始化；第二部分為則是采集處理測控供電回路電量參數(shù)。通過本工程CAN總線在電力調(diào)度自動化中的設(shè)計和應(yīng)用，有效的提高了電力調(diào)度的工作效率和抗干擾能力。

3.4 礦井供電網(wǎng)監(jiān)測與管理系統(tǒng)

本工程引入了礦井供電網(wǎng)監(jiān)測與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對供電系統(tǒng)實時運行狀態(tài)以及相關(guān)電氣設(shè)備和參數(shù)工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，并動態(tài)的掌握了礦區(qū)內(nèi)供電設(shè)備和材料的使用情況，提高了工程的電網(wǎng)管理水平，充分發(fā)揮了各種供電設(shè)備的工作效率。本系統(tǒng)主要以下三個部分：

（1）供電管理系統(tǒng)：其主要是由其主要是由計算機網(wǎng)絡(luò)組成，主要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)置在機電科，并在礦區(qū)的各單位安裝計算機的終端設(shè)備，并使用電纜實現(xiàn)兩者之間的信息傳輸。對于中央變電所以及各礦采區(qū)的變電所，監(jiān)控所得到的電網(wǎng)參數(shù)，則借助網(wǎng)卡傳遞給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，然后借助計算機的相關(guān)軟件對供電系統(tǒng)的實時狀態(tài)進行動態(tài)的顯示，并可以進行電力運行符合曲線圖的繪制工作，幫助相關(guān)管理人員更加清洗的掌握供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。此外，該系統(tǒng)除了可以生成各類電力參數(shù)報表之外，還可以按照峰谷計價方式的不同實現(xiàn)電費的計價管理。

（2）井下電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)：主要由計算機管理主站和井下中陽變電所監(jiān)測分站組成，利用RS232通訊口以及光端機，實現(xiàn)了相關(guān)電氣參數(shù)的采集、加工、分析和儲存功能。相關(guān)管理工作者可以實時掌握井下變電設(shè)備的運行狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，有效避免了井下安全事故的發(fā)生。

（3）供電設(shè)備管理系統(tǒng)：就是對礦山所有在用、庫存、在修和待修的各種供電設(shè)備以及材料進行管理的系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，礦山工程的相關(guān)管理人員可以清楚的掌握電力設(shè)備及相關(guān)材料的使用現(xiàn)狀，降低了不必要的浪費，提高了設(shè)備的綜合利用率，保障了礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

綜上所述，國家的發(fā)展與進步離不開礦產(chǎn)資源。而礦山企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)又離不開電力資源的供應(yīng)。如何保障礦山電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

本文通過對現(xiàn)階段礦山電力工程普遍存在的問題進行分析，并結(jié)合實例分析了新技術(shù)在礦山電力工程當(dāng)中的應(yīng)用，通過對輸配電系統(tǒng)、電力調(diào)度、實時監(jiān)測系統(tǒng)等電力工程的技術(shù)改造，有效的提高了礦山供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，消除了用電安全隱患，推動了礦山企業(yè)的可持續(xù)智能化、自動化發(fā)展。