[摘 要]煤矿供电系统的自动化技术对于提高煤矿供电系统的安全稳定.提高煤矿电网管理的整体水平有着十分重要的意义。本文主要从煤矿供电系统的特点、要求等，分析了煤矿供电系统自动化的优点，并提出了供电系统自动化控制设计对策。
　　[关键词]煤矿；供电系统；自动化控制技术
　　中图分类号：TD611.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0386-01
　　煤炭生产过程中，很多大型设备的工作容量都以吨为单位，所以如果正常运行起来，就必须要有充足的电量和电压做支持。而且，中途只要有一种出现超负荷跳闸或者断电现象，都会给煤矿带来很大的经济损失，并且有可能危及工作人员的生命安全。
　　1 煤矿供电系统的特点
　　煤矿的用电电源来自电力系统的区域变电站或发电厂，电网将电能送到煤矿以后经变压器降压后配给煤矿各个用户，这就是煤矿供电系统。煤矿的受电电压一般为6-10KV，具体电压视煤矿的井型及所在地区的电力系统的电压而定，一般为35-110KV的双电源受电。经总降压站后，以高压向车间、井下变电所和高压设备进行配电，这组成的是高压供电系统。向低压设备进行配电，组成的是低压配电系统。根据矿井及井田范国、煤层埋藏深度、煤井年产量、井下涌水量、开采方式以及开采的机械化程度和电气化程度的不同。煤矿又分为深井和浅井供电系统。煤矿供电系统又分为井上和井下两大部分。
　　2 自动化供电系统的优势
　　近年来，随时科学技术的不断发展，计算机技术的不断革新，微机控制技术广泛应用于各个生产领域，电力系统自动化技术的进一步发展为煤矿的安全生产做出了巨大的贡献。对于煤矿生产来讲.煤矿供电系统是保证煤矿安全生产的重要前提。电能质量的好与坏，供电系统安全性和可靠性的高与低，供电设备的管理水平，供电系统的自动化程度直接影响着煤矿生产的方方面面。关系着煤矿生产的效率和安全。因此，利用现代计算机技术.微机控制原理，网络技术进一步提高煤矿供电系统的自动化十分必要，前景巨大。
　　煤矿事故的发生多是由井下电缆漏电、单相接地、设备老化等故障产生的电弧引爆瓦斯而引起的，造成了人民生產安全和煤矿企业的巨大损失。所以，有必要快速改进煤矿生产监控设备.通过先进的自动化设备和系统快速的将煤矿生产的运行情况.事故的状态参数描述出来，并进行快速的反应，采取相应的解决措施，防止事故的发生和进一步的扩大，从而达到消灭事故隐患的目的。
　　目前，煤矿供电自动化系统已大量应用于煤矿变电站的运行、控制和维护。该系统能够将大量的现场采集的数据和信息快速、准确、实时地上传至监控中心，也能将监控中心下达的控制命令准确无误地发送到控制单元，及时采取相应的措施避免事故的发生.保证人民的生命财产安全。
　　3 系统整体结构设计
　　3.1 变电站综合自动化系统功能
　　系统应用程序菜单为树状结构，操作人员利用菜单可以容易到达各个控制画面，所有系统之原始数据均为实时采集，系统应用程序可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。基本功能配置有：
　　1）系统配置状况。显示自动化系统设备运行状况。2）变电站一次接线图。一次接线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新。3）数据采集、处理。采集有关信息，如开关量、测量量外部输入讯号等数据，传至监控系统作实时处理，更新数据库及显示画面，为系统实现其他功能提供必需的运行信息。4）运行监视。系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式及时提供安全监控所必需的全部信息。5）报警功能。可以在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警，如：开关星突变（如跳闸动作）；断路器位置错位；模拟量超过整定值；变压器保护动作（如瓦斯、温度）。6）事件记录。系统中所有动作事件，均可自动打印及存入系统硬盘。7）操作闭锁。系统对所有操作对象均可设定闭锁功能，以防止操作人员误操作。8）模拟量采集及报表产生。按变电站实际输入的信号制作报表如有功电量报表、馈线电流报表。
　　3.2 系统结构
　　煤矿供电自动化系统主要由4个部分组成：地面集控中心、工业以太网、自动化监控分站和现场智能测控单元，其它分站的下级网络结构与副井驱动机房分站的结构相同，都是基于RS4815信号的并联网络。地面集控中心设置在生产指挥控制中心，通过系统主站对煤矿所有高压馈电设备进行集中控制和监视。其主要由2台工控机、UPS电源和相应的监控软件组成。
　　工业以太网是系统主站与监控分站进行信息传递的通道。采用环形网络冗余技术，提高了网络通信的可靠，良为了满足煤矿防爆和远距离传输的要求，网络的传输介质采用光纤。整个网络由光纤、光电转换器和以太网网关组成。
　　自动化监控分站由嵌入式计算机、通信协议转换器和一些外围设备组成，它主要是循环地与现场监控单元进行数据交换，将获取的监控信息进行综合处理，通过工业以太网传递给系统主站。同时接收主站的控制命令，再发送给相应的现场监控单元进行遥控和遥调操作。现场测控单元是对供电设备和线路进行直接监控和保护的智能设备。它实时地监涣峻备的工况并将采集的数据传送给自动化分站。当它接收至憷拄命令后，直接执行控制操作。
　　4 监控分站的设计
　　4.1 分站的硬件设计
　　分站由嵌入式计算机系统、通信协议转换器、光电转换器和一些外围设备组成，它主要是循环地采集现场监控单元的数据，将其转换成OPC服务器所需要的数据格式，再通过OPC数据传输机制和工业以太网传递给主站。同时接收主站的控制命令，再指挥相应的现场监控单元进行遥控和遥调操作。
　　4.2 分站的软件设计
　　分站的操作系统采用嵌入式Windows XP、监控软件利用VC++6工具结合Active X通信控件和OPC动态连接库WTOPCSvr来开发。 　　分站监控程序一方面通过COM口与多个现场测控单元循环地交换数据，另一方面将采集的数据通过以太网口传递给系统主站。其中，分站与现场测控单元的通信程序采用ActiveX串行通信控件设计，具体程序设计方法可以参考有关串行通信的文献。分站与主站的数据通信采用先进的OPC技术。OPC技术将不同供应厂商的设备和应用程序之间的接口标准化，使其相互间数据交换更加简单，这样方便主站将不同设备的数据进行集成。在使用OPC软件接口进行数据通信时，需要设计OPC Server，本系统的OPC Server是利用OPC动态连接库WTOPCSw和VC++6工具设计的。
　　5 系统主站的软件设计
　　自动化系统主站的操作系统选用WindowsXPSP2，监控软件使用iFix组态软件。先设计一个OPC客户端程序，负责与系统分站的数据传输，并将接收到的数据放入数据库中，然后设计出数据显示界面和操作界面，用图片和动画形式形象地显示整个供电系统的工况。
　　6 应用效果
　　1）井下所有變电所、配电点的高、低压和地面6kV高压系统和供电公司的相关变电站的实时信息传至矿电力调度，能够掌握矿井供电系统内的全部运行信息，并研茜过视屏了解井下各变电所现场情况，为综合判断和处理供电事故提供了技术依据，提高了处理系统事故的效率。2）高压隔爆开关微胡保护器设有定时限电流三段保护，通过合理调整定值，有效地实现井上、下保护配合，避免越级跳闸，缩小停电范围；其保护器的漏电保护，动作准确，并可和井下测控分站配合实现选漏功能，缩短处理事故时间：低电压保护设有适当延时，能够躲过系统电压波动时开关误动作，缩小停电范围。3）实现了高、低压开关保护的授权设置、在线调整、修改、验证保护定值，减少了保护定值调整导致开关停电次数。4）安装了供电系统专用lP电话，有效防止了系统性供电事故时的通信阻塞现象，提高处理事故效率。5）系统具有快速恢复送电功能，可对局扇风机等重要用电负荷快速恢复送电。通过电网自动化改造，成庄矿有效提高了自动化和管理现代化水平，实现了矿井供电系统运行信息的全面监控，为矿井安全生产提供了保障。
　　7 结语
　　随着社会的发展，煤矿企业要对生产作业的安全性和经济性提起足够高的重视。其中自动化渐渐变成了煤矿开采中的重要环节.煤矿工作朝着自动化的方向进行。将来的监控、保护装置还将和一次设备更好地融合，同时煤矿供电综合自动化系统也将得到更进—步的发展。对于实现矿井生产过程自动化、决策信息化、经济管理现代化等具有重要的意义。
　　作者简介
　　马宗斌（1987.8-），陕西韩城人，大学本科学历，毕业于西安工业大学电气及其自动化专业，现任韩城矿业公司下峪口煤矿机电动力部技术员，主管井下供电、矿井自动控制系统。