礦山工程施工中電力工程新技術的運用分析

葉祥志

（湖南科鑫電力設計有限公司，湖南 長沙 410007）

為了確保礦山企業的正常運行，電力能源的重要性不言而喻，礦山企業供電系統的安全穩定運行與否，與其正常的運轉有著直接的關系。

在我國，大部分礦產資源分布在地下，導致開采環境相對復雜，極易發生各種事故，對礦山施工過程中的電力工程要求更高，一旦未能合理的進行電力工程的設計和施工，將帶來嚴重的后果[1]。因此，研究分析礦山工程施工中電力工程新技術的運用具有重要的現實意義[2]。

1 礦山工程施工中電力工程的現狀

隨著科學技術的發展，自動控制技術、智能化技術以及遠程通信技術等得到了不斷的優化和完善，這些高度自動化和智能化的機械設備在礦山中的應用也日漸廣泛，極大的提高了礦產資源的開采效率[3]。

由于這些設備的運行需要安全穩定的供電環境，因此對礦山的電力工程施工也提出了更高的要求。現階段，在礦山工程施工中電力工程還存在以下問題。

（1）電力工程的主變壓器設備相對老化，存在容量不足等問題，遠遠無法滿足當前礦山機械設備的負荷容量要求，很多礦山的主變壓器設備長期處于過載運行狀態，不僅給供電系統的穩定運行帶來了不利的影響，而且很容易導致火災甚至爆炸等安全事故的發生。

（2）供電質量較低：由于我國大部分的礦山都是地下開采，相對操作空間有限，對電力系統的要求也較高，隨著大量變頻整流機械設備在礦山工程中的應用，給供電系統造成了嚴重的諧波污染，導致供電系統的輸出電壓出現問題，供電質量不斷下降，嚴重影響礦區機械設備的正常運行。

（3）自動化程度較低：很多礦山在運行過程中，受到技術、資金等條件的硬性，沒有設置安全實施監測系統，導致在進行電力供應過程中，相關管理人員不了解供電系統的實時工作狀態，一定程度上導致了安全隱患的增加。

2 工程概述

某礦工程，為了確保各礦區電力供應性的安全穩定運行，工程項目部針對常見的電力運行問題進行認真分析，并聽取了相關專家的指導，在電力工程施工過程中，通過對輸配電線路、電力調度、實時監測系統以及遠程控制等多個方面的新技術改造，取得了較好的應用效果，有效的確保了礦區電力供應的安全穩定。

3 礦山工程施工中電力工程新技術的具體運用

3.1 提高供電可靠性的技術運用

對于礦區供電系統在運行過程中，普遍存在的過流保護以及高壓漏電保護問題，本工程提出了相對應的解決方法：

（1）增大短路電流：為了確保系統可以清楚的分辨出短路電流，通過人為的增大短路電流，可以確保當電力系統存在短路故障時，相關保護裝置可以第一時間發現短路問題，進行有效啟動。

在電力系統當中，短路電流的大小與電源的容量以及系統的阻抗有著直接的關系，因此，只需要在電力工程施工過程中，選用具有較大容量的變壓器以及較大截面積的供電電纜即可達到提高短路電流的目的。

（2）在保護裝置中增加相敏保護：當電力系統處于短路狀態時，系統當中的阻抗的大小主要是受到線路電阻阻抗的影響，相比較設備起動而言，其系統功率因數更大。因此，可以通過相敏角的大小差異，來實現系統對短路故障的有效判斷。

（3）安全監測系統的應用：作為本工程礦區電網的重要組成部分，電纜的絕緣性能十分重要，關乎著整個電網的安全穩定運行。

因此，通過設立安全監測系統，對電纜的絕緣性能進行實時監測，當其絕緣性能低于某一標準值時，系統可以直接發出報警信息，提醒相關工作人員及時的對故障隱患進行排查，從而避免嚴重安全事故的發生。

3.2 智能巡檢綜合管理系統

本工程的電力工程建設過程中，6kV及以上高壓線路大約為46條，總輸配電線路長度約為163.4km，需要建設超過1180基桿塔。為了確保對輸配電線路的有效管理，本工程引入了GPS智能巡檢綜合管理系統，推動了輸配電線路的標準化、科學化管理。

所謂了GPS智能巡檢綜合管理系統，就是由掌上電腦采集器、服務器軟件、缺陷管理系統、狀態檢修系統等組成的綜合性管理系統。在基于移動信息平臺管理的概念下，改變了傳統電力工程的巡檢方式，從而避免了巡檢過程中出現漏檢、錯檢等問題。

在該系統應用過程中，無需在電力工程的輸配電線路上安裝任何識別載體，直接可以利用GPS系統實現對輸配電線路的巡檢定位和自動記時，有效的降低了相關錄入工作的工作量，節約了系統的總成本。

在實際應用過程中，相關巡檢工作人員利用掌上電腦，可以根據相關的缺陷記錄，掌握輸配電線路的缺陷相關的全過程信息。

同時，借助GPRS和WIFI功能，還可以對上上電腦中的相關數據輸入到后臺服務器中，實現相關數據的存儲、查詢以及分析功能，遠程的控制巡檢報告的輸出。

3.3 CAN總線技術在電力調度自動化系統應用

本工程在進行電力工程施工時，對于電力調度系統的實施，引入了CAN總線技術，確保了數據的實時準確交換，提高了電力調度系統運行的合理性和經濟型。

作為一種穿行通信網絡，CAN總線不僅可以實現實時控制，而且支持分布式控制。在本工程當中，首先將工控機和測控節點進行連接，組成一個分站點，然后通過總線上的測控點以及其對應的回路，可以實現對遙信量和遙測量的實時采集，再結合相關的命令，實現向CAN總線自動發送數據，最后利用已經設定好的驗證碼和驗收屏蔽碼，實現本測控點對數據或者命令的篩選接收。

本工程采用的智能測控節點的軟件主要分為兩個部分：第一部分為初始化程序軟件，可以對單片機自身的終端、定時器串行口和CAN控制器等進行初始化；第二部分為則是采集處理測控供電回路電量參數。通過本工程CAN總線在電力調度自動化中的設計和應用，有效的提高了電力調度的工作效率和抗干擾能力。

3.4 礦井供電網監測與管理系統

本工程引入了礦井供電網監測與管理系統，實現了對供電系統實時運行狀態以及相關電氣設備和參數工作狀態的實時監測，并動態的掌握了礦區內供電設備和材料的使用情況，提高了工程的電網管理水平，充分發揮了各種供電設備的工作效率。本系統主要以下三個部分：

（1）供電管理系統：其主要是由其主要是由計算機網絡組成，主要的網絡服務器設置在機電科，并在礦區的各單位安裝計算機的終端設備，并使用電纜實現兩者之間的信息傳輸。對于中央變電所以及各礦采區的變電所，監控所得到的電網參數，則借助網卡傳遞給網絡服務器，然后借助計算機的相關軟件對供電系統的實時狀態進行動態的顯示，并可以進行電力運行符合曲線圖的繪制工作，幫助相關管理人員更加清洗的掌握供電系統的運行狀態。此外，該系統除了可以生成各類電力參數報表之外，還可以按照峰谷計價方式的不同實現電費的計價管理。

（2）井下電網監測系統：主要由計算機管理主站和井下中陽變電所監測分站組成，利用RS232通訊口以及光端機，實現了相關電氣參數的采集、加工、分析和儲存功能。相關管理工作者可以實時掌握井下變電設備的運行狀態和相關參數數據，有效避免了井下安全事故的發生。

（3）供電設備管理系統：就是對礦山所有在用、庫存、在修和待修的各種供電設備以及材料進行管理的系統。通過該系統，礦山工程的相關管理人員可以清楚的掌握電力設備及相關材料的使用現狀，降低了不必要的浪費，提高了設備的綜合利用率，保障了礦山企業的經濟效益。

4 結語

綜上所述，國家的發展與進步離不開礦產資源。而礦山企業的正常運轉又離不開電力資源的供應。如何保障礦山電力系統的安全穩定運行至關重要。

本文通過對現階段礦山電力工程普遍存在的問題進行分析，并結合實例分析了新技術在礦山電力工程當中的應用，通過對輸配電系統、電力調度、實時監測系統等電力工程的技術改造，有效的提高了礦山供電系統的穩定性和安全性，消除了用電安全隱患，推動了礦山企業的可持續智能化、自動化發展。