煤礦電氣設備的智能保護研究

浦皓琪

（太原市明仕達煤炭設計有限公司，山西 太原 030001）

一、智能保護器械工作原理

一般情況下，保護單元會把所檢測到的所有電信號進行精確的區分，然后分別將其送入到電流變送器以及電壓變送器中，經過轉化電壓最終穩定在0伏到1伏之內。然后再將經轉換過后的電壓輸送至測量放大器中，經過放大器的放大作用最終達到5伏左右的電壓值。再將其代表的電壓信號傳送至CPU，然后經過CPU的特殊轉換器的轉換作用最終把電壓信號轉化為數字信號，至此CPU開始進行精確的計算以及處理。最后經過CPU的最終判斷之后，由CPU對繼電器發出特定的命令，來對電路進行一定程度的調節。這就是智能保護的器械工作的基本原理，它能夠簡單有效的完成了對煤礦定期設備的保護工作，智能的控制可以盡早發現問題、及時的解決問題，與此同時還大大節省了物力與財力，是保護煤礦電氣設備的有效武器。

二、智能保護的硬件內容

各大煤礦對于煤礦電氣設備的智能保護工作已經全面展開，各式各樣的智能保護措施相互協作，努力保障著煤礦電力設備的正常運轉，以保障工作人員以及工作環境的安全。下面我們從煤礦電器設備安全的智能保護系統的硬件系統方面來對煤礦電氣設備智能保護來進行一定程度的研究。

（一）繼電保護系統

我們都知道高壓開關柜幾乎是每一個煤礦的中央泵房以及變電房都在使用的，與此相適應，繼電保護系統也逐漸投入使用以保護和控制高壓開關柜。這個裝置工作原理很簡單，主要是通過電磁感應的有關現象以及作用等來獲取電路的整體工作情況以及工作狀態等，與此同時繼電保護系統會自動的對電路中存在的一些異常情況進行一些監護工作。繼電保護系統整個運行過程操作簡單，運行快速，是一種智能保護裝置，已在煤礦電氣設備的保護工作中廣泛使用。繼電保護系統一經使用，煤礦中電器設備的性能得到穩定的同時也推動了智能保護技術的進一步發展。

（二）防爆配電系統

煤礦內的環境復雜，情況比較惡劣，因此對在煤礦中使用的各種電器設備的性能也提出了新的要求。防爆配電系統在煤礦中有著十分廣泛的應用，是煤礦電氣設備安全運行的重要保障。同樣的，防爆配電系統也是一種智能保護器械。它主要運用了彈簧的有關特性來對電路進行智能的安全監控以及保護。除此之外，近年來一種通過判斷電壓高低而產生大小不同的震動來控制電路通斷的保護方法也逐漸應用到這方面上來。在新舊兩種策略兩種方法的相互配合之下，對于電器設備的監控力度大大加強，電氣設備的安全也得到了十分有效的保障。

（三）漏電保護系統

由于煤礦環境的特殊性，電氣設備的漏電情況時有發生，是潛在的一個巨大隱患。相敏脈沖的使用可以有效的對漏電情況進行監控。相敏脈沖可以感知電路中的電流大小，進而有選擇性的來對電路中的電流進行控制，有效的防止電路出現電流急劇增大的現象。漏電保護系統也是一種智能保護器械，對于煤礦電氣設備的安全使用來說是必不可少的一部分。

（四）邏輯判斷系統

煤礦中電氣設備的安全運行需要電路電路系統自主的對電路的情況作出分析與結論。為了實現電路控制的智能化，邏輯判斷系統在電路中廣泛使用。電路中的信號傳入邏輯判斷系統，邏輯判斷系統總結之前的判斷結果并且自己作出判斷，綜合分析后做出決斷。這樣一來，整個電氣設備系統的通斷都在掌握之中，有效的減少了安全事故的發生。

三、智能保護的軟件內容

（一）軟件設計模塊化

對電氣設備保護的軟件系統進行設計是我們首先要進行的工作，能夠對軟件進行智能化的抗干擾控制是我們的最終目的。為了滿足這一要求，我們提出了軟件設計模塊化的概念。這一概念的使用使得程序相互耦合的程度下降。再加上在絕大多數的功能模板里我們定義了與此相對應的不同的控制寄存器。這樣一來只有在滿足兩個均為設定狀態時才可以進行合閘，這樣誤動發生的幾率就被大大減小了。

（二）數字濾波

所謂的數字濾波就是一種求平均值的方法，能夠更為精確的對電路進行控制以及監控。一般采集數據的量為六個，將這六個數據中的最大值以及最小值去掉后對剩下的四組數據求平均值。這是軟件設計中抗干擾設計的重要內容，對于電氣設備的保障作用是不容忽視的。

（三）軟件陷阱

煤礦電氣設備智能保護的軟件也會發生故障，而故障一旦發生就有可能對電氣設備產生一些不利的影響。軟件在運行中最常出現的現象就是軟件跑飛，而且跑飛后的軟件會隨機不定的落在存儲器里的任何一個角落里，這樣就產生了軟件空缺，影響了整個保護系統的正常運行。而軟件陷阱的設置就有效的解決了這一問題。軟件陷阱存在的意義就是填補跑飛軟件所留下的空白填補起來，來保障保護程序的正常運行，避免電氣設備因此而發生故障。

（四）監視程序

煤礦電氣設備的智能保護程序并不是萬無一失的，雖然我們有了很多有效的補救措施，但是防患于未然仍舊是我們最佳提倡的保護措施。因此我們要在設計智能軟件保護程序時加入適當的監控程序。我們形象的將監控程序稱為“看門狗”，它的存在對于煤礦電氣設備的智能保護工作來說是一個有力的保障。保護程序出錯是十分常見的，由于程序出現問題中央處理器可能會因此進入一個死循環之中。監控程序就可以有效的防止這種現象的發生，可以保障處理器的正常運行，并且發揮其重要的功能。

結語

煤礦工作環境惡劣，電氣設備在煤礦中使用時面臨著十分巨大的挑戰，因此做好電氣設備的智能保護工作是十分有必要的。對煤礦電氣設備進行智能保護的方法有很多，我們可以從硬件以及軟件這兩個主要方面入手。通過硬件的加強以及軟件的合理設計，加強對電路的控制以及監控就可以達到保護煤礦中電氣設備的最終目的。對煤礦電氣設備的智能保護工作保障者用電設備的安全，也保障者人們的生命安全。

[1]邱衛東，曹海洋，張玉成，李寶峰.基于紅外成像技術的電氣設備熱故障在線檢測與診斷[J].煤礦機械，2012（11）：284-286.