矿山供配电系统远程监控及控制的研究与应用
​滕彬 张冰
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​滕彬 张冰,. 矿山供配电系统远程监控及控制的研究与应用[J]. 冶金学报,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157024.
摘要: 矿山企业要加快发展,就要积极引进新的供配电系统。在实际应用中,基于矿山供配电系统的远程监控终端要能够满足多种通信接口的需要,并且要对设备具有良好的兼容性。另外,基于供配电系统对远程监控终端的特殊要求,其系统要支持远程的固件升级、数据保存等。同时具备工作效率高、成本消耗低的特点,才能确保远程监控终端发挥出最大的作用。
关键词: 矿山;供配电系统;远程监控;控制研究
DOI:10.12721/ccn.2025.157024
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引言:随着产能释放,矿企呈上升式发展,我国每年矿山井下安全事故频发,主要原因都是监管不到位,监控有盲区,造成人员伤亡,重大经济损失。供配电系统监控系统技术,这不但是能源开采行业持续关注的问题,同时也是我国现今国民经济问题和科技领域所要解决的一个重要问题,安全监控是为了保证实现安全目标而服务的,为了避免矿山井下安全事故的发生。

1矿山供配电系统结构分析

现阶段,我国大部分矿山项目应用不同电压的用电设备,并对应配备级别各异的供电系统。也因此会出现矿山内部存有多种不同类型供电与配电设施的情况,矿山供配电系统情况愈加复杂。具体表现为以下两方面。一方面,分区供电。由于对电能的需求量有所不同,为保证用电安全并节约电能,采取分区因需供电的形式。分变电所设置在矿山生产与生活区中,而主变电所和采区变电所位于矿井下,也因此表现出矿山供电系统的复杂性;另一方面,分区供电的方式为供配电线路架设增加了难度,需要保证线路架设的可靠性与安全性,保证供配电系统始终正常运行,电力线路设计更为复杂。

2远程监控终端的重要性

远程监控终端被广泛地应用在各行业中,尤其是近年来,远程监控终端被大量地用于矿山工程设备生产中。在矿山作业中,大多生产环境较为复杂,为了保证矿山供配电系统的稳定性,保障矿山生产的安全性,采用远程监控终端对其进行监控是十分必要的。通过远程监控终端传输的数据参数,管理人员可以清楚分析出矿山供配电系统的状态,便于及时对电气设备的运行模式进行调整。其次,远程监控终端技术是矿山供配电系统生产发展的必然趋势,这主是要因为矿山供配电系统在远程监控终端技术支持下,能够快速将设备的运行数据传送到监控中心,实现了对生产过程供电的实时监控的功能,避免因电气设备故障无法得到及时处理而造成的损失。

3远程监控终端的技术原理

远程监控终端技术是在传统的监控技术基础之上,结合计算机网络数据输入输出、视频无线传输技术而创新出的一种更高效的远程监控技术。目前该技术被广泛地应用于各行业中。远程监控技术主要的工作原理是结合互联网技术、视频传输技术对设备进行实时监控,从而完成对矿山电气设备的跟踪、监督、控制、诊断、分析、处理、存储、维修功能。远程监控技术是由远程监测和控制两个方面组成的,例如目前我国常用的BS远程监控终端系统,就可以实现数据信息在同一个平台内的转换和处理功能。因此,在对矿山供配电设备的应用中,能够同时完成对电气设备数据的传输、处理、诊断、维修功能,大大降低了人工维修工作量,同时也避免了因工作人员技术原因造成的各种问题,大幅度提高了生产的工作效率。

4安全监控系统的主要构成

矿山安全监控系统组成结构主要分为安全生产监控系统由地面中心站、网络系统、传输系统、智能分站、各种安全生产参数传感器、断电仪、报警器等子系统组成,通过电缆或光缆将不同类型不同功能的分站联接在一起组成一个功能齐全的矿山安全生产监控系统。传感器通过信号电缆将信号传输给分站,分站通过信号传输线将信号传输给中心站,中心站将各种命令通过信号传输线传输给分站,分站通过信号传输线将信号传输给报警器、断电器和各种执行设备。

5供配电系统中继电保护的作用

当矿山供配电系统出现运行故障时,继电保护可以快速清除和隔离故障,从而确保矿山供配电系统的安全,它在矿山供配电系统的实际运行中起着重要作用。矿山供配电系统中的保护装置可以采用成套保护装置,并放置在配电变电站中的柜子中。一般而言,供配电系统应设置多套保护,保证供配电系统的安全。微机保护技术逐渐成熟,在矿山供配电系统中应采用微机保护作为供配电系统中的主要保护装置,微机保护装置的抗干扰性能强,电磁兼容性能达到或超过国家规定的最高标准。

6矿山供配电系统远程监控及控制应用

6.1重视提升供配电系统的功率

供配电系统中的功率因数的增加,利于在系统运行期间控制电能的损耗。在保证变压器以及电动机等设备规范性操控的基础上,积极引入静/动态电容器,与其同步运行,可在运行过程中进行无功补偿,直至内部电流传输功率损耗逐渐降低为止,符合绿色节能理念。此外,通过高压集中补偿、低压分散补偿并合理安置电容器组的方式,可在短时间内提升供配电系统中的内部功率因数,进而改善整体系统运行的实效性。在低压分配补偿环节中,应注意对配电室内部电容器进行分组配置,以此最大化发挥分散补偿功效,更好达到降低能耗的效果。

6.2CAN总线技术推广应用

CAN总线技术与传统串行通信总线对比优势明显,CAN总线对差错控制力非常的强,它可以实现长距离传送高速率的信息,可以更加高效的完成安全监控。这个技术主要包含了高速光电隔离驱动发射器、DSP内嵌控制器等,系统本身的构造相对比较简单并且可靠性非常好,可以高效的完成井下作业的安全性监控。CAN总线优势具体表现在工作方式的多样性,可以有效的通过网络节点来传送数据信息,更高效提高数据利用率效率。监控系统可以依据信息发送的实际情况来划分不同的等级,如果发生总线冲突的情况时,它可以进行系统结构的优化,减少外部的干扰,从而提高系统安全性,减短总线系统数据所花费的时间。只要发生了信息传送的错误,系统默认将会重新发送信息,在节点存在自身的错误时CAN还可以自动退出总线操作。CAN总线技术主要是用2种传输介质:双绞线、同轴电缆,传输率可达1Mbit/s。

6.3立足于整体合理化设计

配电线路考虑到矿山供配电系统的绿色节能要求,需要集合矿山场地实际生产状况,以保证电路结构设计的科学性与合理性。可通过适当缩减线路的长度,控制电路输送期间的损耗,保证协调性;可通过适当减少电阻率的方式,深入贯彻节能指标,选择更合适的导线;可通过设计直线型的电路,优化供电效率,减少电能损耗。可根据季节性等实际情况,设计调整合适的路线形式,辅助矿山企业实现绿色节能的目标。与此同时,还需要金矿企业加强对现场的监督管理力度,构建可靠合理的电力监控系统,增强节能工作的管控力度,多方面、细致性把握地面以及井下的用电耗能动态,便于及时优化电能供应方式,做到针对性节约电能。

结束语

综上所述,随着科学技术的发展,远程监控系统的使用率也越来越高。远程监控终端设备作为远程监控系统的重要组成部分,主要负责对数据参数的采集及数据交换、诊断。近几年,远程监控系统以其成熟化的数据管理模式被广泛地应用到了矿山当中,对提高工业生产能力有着十分重要的意义。

参考文献

[1]刘志华.基于矿山和工程机械设备的远程监控终端[J].机械工程与自动化,2019(4):81-83.

[2]李新旺.金矿井下供电节能线路设计与设备选型研究[J].内蒙古煤炭经济,2019,(16):55,57.

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