煤矿供电设备电气保护技术的探讨

王丽娟

（汾西矿业集团供电分公司，山西 介休032000）

信息化、自动化以及机械化在我国煤炭生产方面的不断提高，使供电安全在煤矿安全生产方面的要求更高，本文对于这方面的安全性以及可靠性进行了分析，而且提出了相对应的策略。

1 煤矿供电系统现状和存在的问题

1.1 网架结构不合理，供电可靠性低

单侧电源辐射是目前供电系统运用最普遍的，煤矿供电系统一旦发生故障，极易引起大面积停电。造成这一问题的原因在于供电系统的保护配合难、可靠性低。

1.2 继电保护技术和原理相对落后

煤矿供电系统的不足有两方面：一是整定配合难；二是继电保护差。其产生的原因是由于目前供电系统的保护装置采用的是单端电气量的电流保护，另外因为电线路段以及供电级数多，还有有关部门在电流和时限方面的限制。

1.3 信息监测不全，煤矿供电系统全局可靠性分析比较困难

由于供电系统存在一定的不足，目前，还不能够在供电系统方面进行全面分析和制定解决方案。

1.4 供电系统状态评估和故障综合分析能力不强

在供电系统运行状态和故障分析方面，存在分析能力不强的不足，目前所采用的装置无法达到相对应的要求，这些装置相互之间在实用化和智能化方面协调不够，所以供电的质量和安全得不到保障。

2 电网新技术的发展

在我国，输电网智能化建设工作正在开展，它的规范工程和标准都已经建立，电网智能化是指根据需要支持的高级功能的电网管理控制技术，采用环保低碳设备，运用控制技术和通信技术以及计算机技术进行分析决策，信息采集。

变电站已经开始越来越智能化，在供电系统中，信息监测不全的问题可以通过一系列的智能化一次设备来解决，这些设备有智能变压器和GIS以及断路器，它可以使变电站通信平台网络化，信息共享标准化和信息数字化，另外智能分析方法和辅助设备的问题也得到解决，实现变电站状态的监测和检修以及智能报警、资产评估的功能。在状态评估和故障综合分析能力方面，智能变电站的其它技术可以有效地解决。

在我国，由于配网结构和硬件设施的一步步改进，带动配电网故障技术开始走向成熟。GIS和SCADA系统的相结合，使供电的可靠性得到了有效地提高。

3 具体解决方案

3.1 采用高可靠供电网架结构，对故障定位隔离，实施负荷转供

对于煤矿供电系统网架结构方面的考虑，需要拥有超前和长远的观念，而它的网架结构在煤矿系统的供电可靠性方面影响也较大。

SCADA设备不仅有着故障定位隔离的作用，还可以对开关进行控制，得到信息，监测故障电流。使GIS和SCADA系统相结合，进行故障定位，故障隔离和恢复，在故障方面，提供更加准确的信息。通过SCADA提供的信息，寻找出好的方案，满足电压质量，容量约束和拓扑约束的前提条件之下，提出不同的相对应的策略。

3.2 结合智能监测终端，实现双端量的差动保护

3.2.1 传统电流保护缺陷的分析

图1所反映的是一种阶段式电流保护，它也叫做电流速断保护，所采用的原理就是反应于短路电流幅值而瞬时动作的电流保护，目前，在煤矿供电系统中，这种保护被普遍运用。电流保护方面的优点和缺点也很明显，简单可靠、保护动作迅速是它的优点，运行方式的影响大，电流整定值和整定时间复杂是它的缺点。在煤矿供电系统之中，三段式电流存在很多的问题，为了确保供电系统能够准确，所以这一方面还需要改进。

图1 阶段式电流保护

3.2.2 差动保护在煤矿供电系统的应用分析

在煤矿供电系统之中，纵联式保护是用来判断故障在本线路范围内外的，为保护线路是否切除做决策。在理论方面，这种保护拥有选择性。在图2中，如果在保护1和保护2上安装有功率的方向元件，保护1将会对保护2进行判断，假若保护1和保护2功率都为正，那么保护1动作，依此原理，在其它的继电器也做判断，当然这是在k1点发生断路前提条件之下的。

图2 纵联式保护

① 建立全景数据信息监测和数据平台的分析

数据记录、数据展现和数据回收是煤矿供电系统的三个组成部分，它对SADA系统的PDR上的功能得到改进提高以及创新的作用。数据记录模块可以供数据回收和展现模块使用，运用安全装置的渠道是将数据文件发送全景数据文件FTP服务器上，而这种数据记录模块是根据SCADA生成的数据文件。数据回收具有断面保存，数据检索和故障辨识方面的作用，它采用的原理是通过全景数据将运行数据加载到内存里面。通过一系列图表和列表等进行数据展现和对比以及分析就是数据展现。

采用全景数据分析，在SCADA系统方面，能对其系统之中的数据进行一系列的处理，而且对于EMS和DTS等方面，能够提供不同时间，时间较长的数据，对于这些数据，全景数据技术可以通过一些表格和曲线形式将数据还原和分析。

② 铺筑设备与智能控制方法结合，实现最优的自动调节和控制的方法

为了在煤矿供电系统的安全生产方面得到提高，职能视频监控得到应用，在机房的不同设备方面，这种职能视频监控都能起到全站的，全天的监视，从而进一步地提高煤矿供电系统的安全。线监测层和应用系统层以及数据采集平台组成了综合监控平台，数据通过数据监测装置平台。将数据上传，数据采集平台再将所有的数据转化成一定的格式，从而建立全景数据平台，应用系统层从全景数据平台中，对这些数据作分析和统计以及应用。

4 煤矿供电系统进行智能化建设的几个难点

4.1 确实适用于煤矿，尤其是井下的智能化供电设备少

在电网智能化建设方面，它的设备要求是比较高的，目前，由于它特殊的生产环境造就了在电器设备方面的要求也高，这种煤矿井下的设备，目前还很缺少。国家有关部门应该在设备这一方面做调研，制定相关的标准，鉴定新设备和颁发证照，有关企业应该在这一方面多做研发。

4.2 在全国煤炭行业统一规划，统一标准，统一建设电网智能化难度大

在全国煤炭行业的电网智能化建设方面，很难实行统一的规章制度，原因在于全国的煤炭行业，无论是在效益和规模，以及技术装备水平，还是在技术保障和资金方面都是参差不齐的。

对于这种现象，相关部门应该采取一系列的措施，来进行改善，给予以后的技术装备打下良好的基础。

4.3 煤矿进行智能化供电系统建设的技术力量薄弱

在我国，电网智能技术才刚刚兴起，而它仅仅只在电力行业进行了研究和应用，所以，在煤炭行业方面，还存在着大量的不足，技术力量也跟不上。这个问题，首先可以进行技术交流和培训，其次可以加强这个行业与相关单位企业的合作，从而在这方面总结经验。

5 结语

在煤矿供电系统中，使用电网智能技术，不仅可以提高它的可靠性，还可以提高它的安全性，而对于煤矿供电系统存在的问题，也能够及时进行解决。对于国家的主管部门和设备制造厂以及煤炭行业，都有着重要的意义。

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