煤矿井下供电自动化改造过程中暴露的问题及对策
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【摘要】很多人说，煤矿不适合搞自动化。但是随着科技进步，自动化在煤矿井下供电系统中也逐步得到了应用。它通过先进的技术，实现了对井下高压开关柜、高压防爆开关、低压馈电开关、低压进线柜和直流快速开关的遥测、遥控、遥调、遥脉、遥信等,形成了远程操作复位、分合闸、故障录波、重大事故预报警、瓦斯超限禁止开关送电等的大型自动化控制监控网络系统，大大缩短了停电影响时间、减少由于供电事故而引起的重大瓦斯事故。但是，由于煤矿井下环境恶劣、员工技术水平跟不上、后期投入不足等原因，造成供电自动化在煤矿的应用受到了阻碍，如何能使自动化在煤矿井下供电系统中发挥其应有的作用，是我们亟待解决的问题。
【关健词】煤矿 自动化 供电 对策
中图分类号： U223文献标识码： A
一、前言
本文首先介绍了煤矿井下供电系统的现状和存在问题，然后针对供电自动化改造实际情况，对如何使自动化在煤矿井下供电系统中发挥其应有的作用进行了阐述、分析，通过对实际情况的分析，总结出煤矿面对自动化的发展下一步应该采取的措施，从而保证供电自动化在煤矿井下发挥其应有的作用。
二、供电自动化改造前煤矿井下供电系统的情况
煤矿供电系统比较庞大，而且随着采掘工作面的横、纵向的延伸，供电系统的分支越来越多。因此，供电系统的问题便逐渐的显现出来。
1、大面积掉电后送电时间长，容易导致瓦斯积存或设备被淹。
大面积掉电通常都是突发性事故，所以往往让煤矿供电人员措手不及，虽然煤矿供电部分都有专门的应急预案，但是煤矿井下供电系统分支多，距离远，变电站和中央配电室送电后还得安排专业电工去每个分支的每个配电室对高压开关进行逐台送电。然后采掘工作面的风车、水泵低压才能正常供电。这样一来，少则1个多小时，多则2-3小时才能将停电部位全部送好。在此期间，采掘工作面包括风车、水泵在内的所有设备将无法正常使用，所以很容易造成工作面瓦斯积存、设备被淹等重大事故的发生。
2、保护定值不能连续可调，上下级保护无法配合，造成越级跳闸情况的发生。
由于开关保护器的灵敏度及保护器本身设置问题，过去上下级配电室保护器无法可靠的配合，如果发生短路故障，短路电流同时达到上下级保护器速断整定值，那么保护器将无法识别短路故障点，从而上下级保护全部动作，导致停电面积扩大，造成更大的事故影响。
3、不能区分电压波动和母线失压。
开关本身无法区分电压波动和母线失压，往往由于雷电或其他回路故障引起的电压波动造成失压脱扣，引起大面积停电，造成不该停电的部位也停电了，容易造成事故扩大化。
4、由于漏电保护方案单一，定值调整粗糙。
过去的保护器对于漏电保护方面无法进行精细的整定，造成高压漏电保护形同虚设。
三、井下供电自动化建设目标
1、建立煤矿防越级跳闸及电力监控系统，实现井下配电室、配电点监测监控的同时，利用基因图谱识别模式光纤差动原理彻底解决由短路引起的越级跳闸问题。主要是对上下级配电室间联络线路两端的级联开关的综合保护器进行改造，使其具备联络线纵差功能。对级联开关采用纵差保护作为主保护，过流保护作为后备保护，以彻底避免越级跳闸的发生。
2、提高高压防爆开关保护动作的可靠性和准确性，解决电压波动造成的井下大面积停电问题，提高供电可靠性。
3、实现高压配电室综合选漏。
4、对井下各回路进行电度计量，实现电度量的峰平谷电量统计，为精细管理和考核打下基础。
5、在井下综合保护可靠性得到充分保证的基础上，建立矿井电网远程监测监控系统，在地面调度中心能对井下所有配电室高低压系统进行远程监视、控制和电网运行分析，实现配电室的无人值守。同时大大缩短了事故停电后恢复送电的时间。
6、可通过OPC方式把电网监控的各种信息传给矿井综合自动化平台软件内，实现数据共享。
1、供电系统低电压以前只会导致代风车变压器跳闸，影响面积较小，恢复送电较快。而现在由于供电自动化改造后厂家保护器的本身程序的问题导致进线、环线、馈出线都存在跳闸现象，扩大了掉电范围，影响面积广，恢复送电较慢。
2、系统接地以前只会导致代移变的高压开关漏电保护动作跳闸，影响面积较小，恢复送电较快。而如今由于供电自动化改造后厂家保护器的本身整定设置的问题，导致部分进线、环线也跳闸，扩大了掉电范围，给判断事故点和恢复送电都带来了不便。
3、井下供电自动化保护器存在缺陷，多次发现开关在第一次合闸不成功的情况下会一直频繁合闸，如果现场没有电工，会导致开关一直合闸直至损坏甚至着火，这种情况也给远程操作开关带来很大的隐患。
4、井下供电自动化保护器存在死机现象，死机后意味着开关保护失去作用，容易出现安全事故。而且保护死机后无法进行远程操作。
5、大面积掉电后，井下涉及反送电的高压开关，由于没有操作电源，必须有电工到现场送电，从而影响恢复送电速度。
6、供电自动化监测分站电源取自配电室照明综保，照明综保掉电与否无法进行监测，掉电后直到分站电池用尽才能知道掉电了，同时，通讯也就中断了，这也给供电自动化运行带来隐患。
7、煤矿井下低压馈电开关种类繁多，而且大部分低压防爆总开关没有通讯接口或通讯接口无法连接，导致低压总馈电无法融入供电自动化系统中。
8、自动化投入不足，系统不够完善。主要体现在：
1）煤矿由于资金投入的问题，往往不能一次性将井下所有配电室进行自动化改造。一部分配电室没有实现自动化，所以如果一旦上级配电室掉电，那么其下级配电室即使实现自动化也无法进行远程操作分合闸。
2）一部分配电室由于服务年限比较差，内部高压开关老化，机构经常出现故障，不适合自动化使用而不能得到及时更换。
3）煤矿井上下环网可靠程度不高。停电后网络通讯中断，井下供电自动化后台无法与地面调度中心进行通讯，无法第一时间远程操作恢复送电。
9、人员素质达不到自动化发展的要求。无论是管理人员还是现场操作人员，对于自动化的掌握还停留在初级阶段甚至一点都不了解。这给今后供电事故处理，日常检修维护带来很大的问题。
五、如何使自动化在煤矿井下供电系统中发挥其应有的作用
1、对于井下供电自动化改造过程中暴露出的问题必须逐一解决。尤其是保护器死机和开关频繁合闸问题，必须第一时间解决，否则容易导致较大的供电事故甚至人身伤害事故。
2、完善“两化”项目，自动化的建立更需要细心耐心的维护。要清楚自动化系统哪些是易损易坏件，对于这些部位要重点关注。另外对于易损易坏件要及时补充备品备件，保证发生问题后能够及时维修或更换。另外，除了对现有自动化进行完善以外应尽快对没有实现自动化控制的配电室进行自动化改造。对老旧的设备进行更换，符合自动化发展趋势。同时，完善网络备用电源，保证在大面积掉电后备用电池正常工作，保证井下通讯、网络、定位的畅通。
3、加强自动化知识的培训，关注自动化人员的培养，将强自动化系统的巡视、检查、检修。
4、建立健全自动化系统管理制度，用制度约束人的不安全行为，及时发现设备的不安全状态。同时，必须针对自动化实际制定严格的操作规程和检修标准。
六、结束语
自动化给煤矿供电系统以及传统的煤矿供电管理理念带来了革命性的变化，自动化的建立，是建设科学发展标志型矿井的必经之路。但是，自动化是一把双刃剑，只有细心的管理、专业的维护、发展的眼光才能使供电自动化在煤矿越走越远。
参考文献
[1]顾永辉.煤矿电工手册.煤炭工业出版社，1997