智能變電站在煤礦領域的應用

摘要：智能變電站具有顯著的應用優勢，在煤礦領域得到了日漸廣泛的應用。智能變電站能有效滿足煤礦供電和配電的各項需求，能有效改善煤礦供配電的實際質量，能促進煤礦供配電效率實現大幅度提高。對此，有必要加強智能變電站在煤礦領域的應用。本文簡述了智能變電站的含義，淺析了煤礦供配電需求，探究了智能變電站在煤礦領域的應用，以期為相關研究提供借鑒。

關鍵詞：智能變電站;煤礦;應用

前言：當前，煤礦產業取得了巨大的發展成就。同時，煤礦產業對供配電的要求日益提高。對此，有必要加強智能變電站在煤礦領域的應用，有效滿足煤礦產業對供配電的各項需求，并有效增強煤礦產業的綜合效益。要明確煤礦產業的供配電各項需求，并立足于煤礦產業實際情況，對智能變電站進行靈活應用，充分發揮智能變電站的優勢，取得良好的應用效果。

一、智能變電站概述

智能變電站是一種先進的新型變電站，對數字信息技術以及網絡技術進行了充分應用，能實現對相關信息的有效集成和高度共享，利用諸多先進性和穩定性較強的智能設備，實現對電網信息的自動收集，并實現對電網的智能控制和有效保護，并能實現精確的計算測量和有效的實時監測[1]。智能變電站能將自動采集的電網數據作為依據實施科學的自我分析，能實時對電網進行智能調節。在電網中，智能變電站承擔著轉換門戶的重要職能，具備過渡鏈接的關鍵作用，能實現對電能的有效轉換和控制，并能鏈接輸配電涉及的各項環節。智能變電站在煤礦中的應用，能為礦井提供安全有效的電網系統。智能變電站主要包括如下結構組成：（1）站控層。該層涵蓋監視、站域控制、信息通訊以及時間校對等諸多系統。（2）間隔層。該層的主要職能是對智能變電站實施保護測控，包括繼電裝置，能實現對電能的監控計算、測量控制以及集中處理。（3）過程層。該層涉及各類一次設備，諸如變壓器、隔離開關、斷路器以及互感器等，還包括各類一次設備相應的智能終端以及合并單元[2]。

二、煤礦供配電需求

煤礦供配電主要包括需求：（1）供電可靠性。煤礦生產要求連續供電。煤礦生產涉及的各類用電設備的良好運行有賴于連續的電能供應，供電中斷會導致用電設備運行停止，嚴重破壞煤礦生產的正常秩序和生產效益，甚至會引發安全事故，對煤礦工作人員人身安全造成嚴重威脅。（2）供電安全性。煤礦產業對供電安全具有較高要求，只有安全供電才能有效避免煤礦產業發生火災、觸電以及爆炸等各類安全事故，才能有效增強變電所運行的安全性，才能有效保障煤礦實現安全生產。（3）供電電壓及供電頻率穩定。煤礦供電使用的交流電具有不同頻率，需遵循相關規定對供電電壓以及供電頻率進行合理設定，增強電壓及頻率的穩定性，有效保障煤礦生產涉及的各類用電設備實現正常良好運轉。（4）供電經濟性。煤礦生產對供電經濟性也具有較高要求。在煤礦中對智能變電站進行應用，要對智能變電站耗費的建設成本進行有效降低，并減少基本配電網絡建設耗費的投資，大幅度提升相關設備的實際使用效率，在確保煤礦生產效益的前提下，有效降低各類資源的實際耗用量。另外，要注重加強對智能變電站的有效維護，有效避免不必要的電能損耗。

三、智能變電站在煤礦領域的應用

1、強化對智能變電站三層結構的設計應用

加強智能變電站在煤礦領域中的應用，要強化對智能變電站三層結構的設計應用。要遵循相關規范的具體固定，對智能變電站相應的站控層采用雙重化冗余配置，并對系統服務器、遠動工作臺、監控工作臺、音響報警裝置、網絡設備、智能規約轉換裝置、防誤閉鎖裝置以及全站對時設備等進行采用[3]。站控層實施各項監控運行，實現對過程層的有效操控，并對相關設備進行有效的刀閘控制，對刀閘變為進行監視，對本跨間隔實施合理的順序控制，實施有效的投退操作保護。通過雙重網絡，并結合拓撲結構相應的獨立雙星，促進網絡切換以及GOOSE、MMS報文傳輸的實際效率實現大幅度提升。智能變電站要借助相關結構，有效監控各類設備的相關參數，實現對各類設備狀況的實時了解，并基于合理的信息整合，實現對設備故障的及時準確預報，并對故障原因進行科學診斷，另外，對事件進行順序記錄，并打印制表。站控層要實施規范的遠動工作。通過智能規約轉換裝置，對各類非標準設備，諸如消防設備、動補設備、直流設備、消弧線圈以及五防設備等相應的監測信息進行轉換，使之滿足DL/T860標準相應的信息模型的相關功能。包括GOOSE和MMS在內的間隔網絡層借助網絡設備實現與本間隔和其他間隔設備、站控層設備的良好通信。遵循相關技術規范的具體要求，間隔層相應的主變保護以及110kV斷路器保護均對直采直跳方式進行采用，為測控裝置實現良好的一體化提供有效保障，并借助主變非電量相應的保護設備對一體化進行有效保護，每側開關均能實現有效的智能跳閘，且每臺主變保護均具有良好的雙重配置[4]。35kV和10kV開關柜保護通常設計為常規跳閘，并對保護測控合并單元智能終端一體化裝置進行采用，站控層發生故障，不會對間隔層相應的保護動作產生不良影響。究其原因，各裝置并非借助電進行直接聯系，而是通過光電耦合技術，并結合繼電器實施有效鏈接。過程層則主要包括互感器、網絡設備、智能開關、智能終端以及合并單元等設備。過程層相應的GOOSE網絡要嚴格遵循電壓等級進行組網，并適合對雙網星型結構進行采用，促進間隔層與智能終端二者間、間隔層設備間以及閉鎖功能等實現良好的信息交換。主變要對雙重化保護進行采用，合并單元以及互感器也要對雙重化配置進行采用。間隔層通過合并單元能實現對信息的有效采集。

2、加強對智能操控技術的應用

智能操控技術對計算機技術進行了充分應用，通過編制科學的操作程序，能實現對變電站各項供配電活動的有效控制，其遠程控制中心以及各類后臺機器，能對變電站運作進行有效的自動化控制，且控制過程極為簡便，僅需按鍵操作即能高效完成各項操作。通過對智能操控技術的應用，能有效實現對操作冗余的簡化，且能有效規避各類人為操作發生失誤，能實現有效的遠方操控，能借助計算機實現對變電站運行的有效控制。

結語

綜上所述，智能變電站結構組成主要包括站控層、間隔層以及過程層。要充分考慮煤礦供配電的供電可靠性、供電安全性、供電電壓及供電頻率穩定以及供電經濟性等要求。通過強化對智能變電站三層結構的設計應用、加強對智能操控技術的應用等措施有效加強智能變電站在煤礦領域的應用。

參考文獻

[1]高曉明. 智能化變電站在斜溝煤礦變電站中的應用[J]. 機械研究與應用， 2017， 30（3）：193-195.

[2]段晉偉. 煤礦35 kV智能化變電站工程應用[J]. 應用能源技術， 2018， No.244（04）：44-46.

[3]吳雷雷. 考慮檢修策略的智能變電站保護系統可用性分析[J]. 山東工業技術， 2017（23）：209-209.

[4]劉發林. 煤礦智能供電系統操控技術研究[J]. 智能城市， 2018， v.4（10）：111-112.

作者簡介：吳飛（1984.10-），性別：男;籍貫：福建省連城縣;民族：漢族;學歷：碩士研究生;職稱：工程師;單位：中煤科工集團武漢設計研究院有限公司

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