礦井高壓電網智能化改造標準的引用

范 征 王彥文

(中國礦業大學機電與信息工程學院(北京)，北京 100083)

礦井高壓電網智能化改造標準的引用

范 征 王彥文

(中國礦業大學機電與信息工程學院(北京)，北京 100083)

通過分析煤礦供電面臨的問題與需求，依據國家智能電網標準體系、煤礦安全標準及用電特殊需求，提出了煤礦智能電網建設的核心技術及標準，對煤礦企業生產供電建設和現代化改造有較大的參考與實際應用價值。

礦井；高壓電網；智能化需求；技術；標準

0 引言

礦井高壓電網的安全、可靠運行是煤礦安全生產的重要保障，建設智能化礦井電網可以減少井下生產、維護工作人員的數量，大大提高煤礦生產效率和安全水平。

1 智能電網技術標準研究進展

我國高度重視智能電網的標準化制定工作，2010年，國家智能電網標準化總體工作推進組制定了《智能電網技術標準體系研究及制定規劃》；2012年后，國家電網公司出臺了一系列完善智能電網發展的政策法規，圍繞新能源發電、智能輸變電、電動汽車充電設施等不斷建立智能電網項目，取得了良好效果。

2 礦井高壓電網結構與智能化需求

礦井供電系統通常采用三級供電方式，基本結構是從地面變電站6 kV母線上引出2條高壓輸電線，通過井筒入井送入井下中央變電所[1]。目前，煤礦井下高壓電網問題諸多：安全體系不完善，最為嚴重的礦井事故——瓦斯及粉塵爆炸，發生原因與井下機電設備檢修維護人員的客觀工作困難和誤操作有密切關系；供電電能質量水平較低，繼電保護整定配合、井下電壓壓降、系統諧波等問題突顯，難以滿足大功率采煤機組、運輸設備以及大量新型電力電子器件的要求；實時監控系統和自動調度系統缺失，保護系統和補償裝置未形成網絡，自動化程度不夠。

智能電網技術能夠很好地解決煤礦井下高壓電網目前面臨的問題：通過建設礦井電網智能平臺，可以形成完善的用戶智能服務過程，實現礦井電網數據管理、信息維護監管、電網空間信息以及生產調度集成等功能；大大減少井下人工現場操作、維護時間；通過建設礦井智能電網，可以提高礦井電網電能質量和供電可靠性；通過網絡化遠程監控及操作，可以提高設備管理、利用效率。

3 核心技術及標準的引用

3.1 煤礦智能變電站建設及標準

煤礦智能變電站技術標準主要涉及變電站設計、建設、調試和運維等方面。煤礦智能變電站在位置、電壓等級、系統接線方式、主變容量和布置方式等的選擇上可以參考常規變電站國家建設標準，在智能化改造、智能變電站設備和智能變電站自動化系統設計方面可以參考智能電網相關技術標準。本智能變電站系列標準以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享化為基本要求，提出自動信息采集、測控、保護、計量等智能變電站基本功能，并可在滿足煤礦生產需要的基礎上支持電網實時自動控制、智能調節、智能調度，協同上級電網供電分析決策。

具體如表1所示。

表1 智能變電站核心引用標準

3.2 礦井高壓智能電網配電系統及標準

常規的礦井高壓電網配電設備除滿足電壓、容量等基本要求外，還必須符合《煤礦安全規程》的相關條例。礦井高壓智能電網配電系統以配電自動化系統為核心，綜合利用智能配電設備及多種通信方式，實現礦井高壓電網的自動化運行、監控與科學管理。

標準規定了配電自動化系統的體系結構，配電主站、子站及配電遠方終端的功能、主要技術指標和要求，實現了配電調度一體化的目標，滿足了自組織和無人化自動管理的需求。分布式電源和儲能系統的接入，改變了傳統發電、用電必須動態平衡的生產方式，實現了電能的合理高效利用，可以提高礦井高壓電網的安全、可靠及經濟運行水平[2]。

具體如表2所示。

3.3 礦井高壓智能電網信息及安全規范

信息技術和電力技術互相滲透，共同支撐起礦井高壓智能電網。利用先進的信息技術、通信技術構建實時智能的信息通信系統，支持多領域業務互入，并將為礦井高壓智能電網提供“即插即用”的功能拓展。

表2 礦井高壓智能電網配電系統核心引用標準

礦井高壓智能電網信息系列標準規定了智能電網調度技術支持系統的電網實時數據通信協議、統一模型、系統管理等服務框架標準。在基礎平臺建設橫向上實現各類應用系統一體化互操作運行，縱向上實現上下級系統和數據庫間模型、數據、畫面等的系統共享。網絡及信息安全系列標準涉及煤礦及電力企業信息資產、載體、設備的安全保護[3]。信息安全的目標是對信息化、自動化、互操作等信息技術應用過程中產生的潛在信息安全風險進行有力防護。

具體如表3所示。

表3 礦井高壓智能電網信息及安全引用標準

4 結語

礦井高壓電網智能化改造引用的標準涵蓋了煤礦智能變電站、智能配電系統和系統網絡及信息安全3個方面。它的提出為煤礦企業電網智能化改造升級指明了建設方向，標準中變電站無人自動化系統、遠程配電系統監控及智能調度技術的采用，提高了礦井高壓供電可靠性，降低了電網故障率，縮短了故障恢復時間，減少了井下電氣工作人員，提高了煤礦企業能效及收益。

[1]王彥文，高彥.煤礦供電技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2012

[2]劉振亞.智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，2010

[3]王雷.智能電網調度技術支持系統的研究與應用[D].北京：華北電力大學，2012

2014-06-18

范征(1989—)，男，山東聊城人，碩士研究生，研究方向：煤礦電力系統自動化。

王彥文(1962—)，男，河北灤南人，教授，博士生導師，研究方向：電力系統微機監控、礦山電氣安全。