井下供電防越級跳閘監控系統研究與應用

四川川煤石洞溝煤業有限責任公司 四川 廣元 628000

0 引言

井下作業的動力源頭就是井下供電系統,通過加入新型的現代技術,構建井下供電防越級跳閘監控系統對于井下作業具有極強的現實意義。因此,為提高礦井供電系統運行的安全性和有效性,應對井下供電防越級跳閘監控系統進行研究,進而提高礦井綜合效益。

1 研究井下供電防越級跳閘監控系統

1．1 系統結構 井下供電防越級跳閘監控系統是由越級保護裝置以及輔助信號源等共同組成,具有極佳的防越級跳閘監控性能。在井下供電防越級跳閘監控系統中,通過組件之間的協同合作,為井下作業提供穩定的電力。其中越級保護裝置的主要作用就是保護供電系統的穩定性,還能夠實現遠程監控的功能以及防越級跳閘的功能。而輔助信號源主要是實現井下供電單相接地故障選線信號注入功能[1]。井下供電防越級跳閘監控系統所采用的核心解決方案是“三位一體”。其中“三位”主要指的是在防止供電系統出現越級跳閘情況是從三個維度進行防止,提高了可靠性,解決了該行業內的重點問題。“一體”指的是該系統是將常規保護與防越級跳閘保護整合在一起、光纖環網和該系統中的防越級跳閘網絡整合到一起以及將供電監控與防越級跳閘監控整合到一起。“三位一體”的解決方案有效減少的人力資源的投入,還能夠越級跳閘進行全面的預防。具體的井下供電防越級跳閘監控系統結構如圖1所示:

圖1 井下供電防越級跳閘監控系統結構

1．2 系統特點 第一,該系統的可靠性較高且成本低,日常維護較為簡單。由于井下條件因素,獨立光纜在井下極易受到外部因素的影響,進而出現破損情況。但該系統中的光纖環網相較于獨立光纜,不僅成本較低,維護的工作量少,還能夠有效提高防越級跳閘的可靠性。第二,井下供電防越級跳閘監控系統是以零時限網絡保護技術為基礎的短路防越級跳閘系統。該系統通過以該保護技術為基礎,通過智能通信以及其他組網,能夠對短路位置自動識別,識別后零時限會將出現故障的線路進行切除,進而極大地避免由線路短路引起的越級跳閘。第三,是以新型信號源選線技術為基礎的漏電防越級跳閘系統。井下的供電系統的接地方式往往采用的是經消弧線圈的方式,按照以往傳統的找線方法,很難準確選出出現故障的線路。但應用了新型信號源選線技術的井下供電防越級跳閘監控系統,能夠極大地提升選線的準確率,甚至可以達到100%。第四,該系統能夠通過智能識別有效防止由電壓波動造成越級跳閘。該系統所采用的電壓識別技術是將電壓波動的保護模塊與智能識別模塊整合到一起,若母線失壓或是電壓出現波動,該技術能夠對其進行識別,還能夠瞬間進行開關動作,進而避免出現越級跳閘現象。第五,該系統能夠在線監測開關動作是否出現異常。開關動作異常也是引發越級跳閘的原因之一,但由于難以發現其異常情況,導致在傳統的供電系統下常出現由開關動作異常造成的越級跳閘現象。而該系統所采用的是在線監測技術,能夠迅速的檢測到開關動作異常并瞬時報警,為相關人員提供及時的警示信號,促進了井下供電系統的平穩運作。

2 分析井下供電防越級跳閘監控系統的應用

現階段井下供電防越級跳閘監控系統,主要應用于井下工作面傾角較大、煤層較薄且斷層較多的煤礦開采環境下[2]。在這種環境下,限制了運輸效率,還無法切實保障煤礦開采的安全性。供電系統若是發生故障,就無法有效解決。但井下供電防越級跳閘監控系統憑借自身的先進性,通過自動識別算法,能夠極大地保障井下供電系統的穩定性,還能夠起到有效的監控作用。隨著技術的發展,我國的煤炭開采已逐漸轉向智能化開采,該系統的應用恰好滿足當前時代的要求,這對于我國煤礦開采行業具有極大的意義。第一,提高井下供電系統運作的穩定性。在應用井下供電防越級跳閘監控系統后,及時記錄、分析信息數據,再直觀地反映給相關人員。使供電系統的運營、維護人員能夠隨時掌握供電質量以及供電效果。而且,該系統是將監控系統與防越級跳閘系統相結合的系統,通過兩者的結合運用,能夠切實有效的對井下供電系統進行遠程遙控,這對于大傾角薄煤層采煤作業具有極強的現實意義。

第二,井下供電防越級跳閘監控系統還能在減少人力資源投入的情況下,提高對井下供電系統的管理力度。由于井下作業的條件較為惡劣,對供電系統穩定性的要求較高,能夠及時恢復供電對于井下作業極為重要。因此,以往通常投入大量的人力成本對變電所進行值守,還要對供電系統進行巡檢,人員投入較大,但效率不高、效果不好。但井下供電防越級跳閘監控系統能夠對供電系統進行遠程操控,實現了遠程遙測、遙控以及遠程調節的功能,還具有故障排查以及遠程巡檢功能,一方面極大地減少了人員的投入,另一方面還提高了對井下供電系統的管理水平。

3 結論

綜上所述,井下供電防越級跳閘監控系統對于維護井下供電系統穩定運作具有極強的現實意義。因此,對該系統進行研究、應用,對于提高供電系統科學管理水平以及減少資源浪費、促進我國煤礦開采業健康發展有著極為重要的意義。