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煤矿供电系统自动化控制关键技术研究

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成果主要完成人

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项目概况

1、立项背景:

东荣一矿为现代化数字矿井,构建煤矿变电所无人值守条件完备,结合东荣一矿井下供电系统实际情况,早期选用了北京国力矿安科技有限公司的井下变电所防越故障诊断系统,该系统经过近7年使用过程中比较可靠,后为了构建无人值守变电所,达到现代化矿井减员提效目的,故此在原有系统上进行煤矿供电系统自动化控制关键技术研究项目

内涵和主要做(方)法

首先根据矿供电系统运行现状,分析现有技术及针对技术现状采取的相应措施,结合矿的研究条件和自身的研究优势,确定了煤矿供电系统自动化控制关键技术研究这一课题。其次,查阅大量相关文献、音频及视频资料,了解煤矿供电系统自动化控制关键技术的研究现状,奠定了项目研究的理论基础。再次,选取现有的煤矿供电系统自动化控制关键技术,进行比较研究,总结他们的经验、优点及缺点,为本项目研究提供参考及有益于本项目的启示。然后运用各种研究方法对煤矿供电系统自动化控制关键技术进行研究。最后通过分析、研究、试验,针对煤矿供电系统自动化控制关键技术,得出本项目研究成果及结论

原理或机理

调研矿井供电结构、分析煤矿变电所自动化水平及变电所运行状态,根据分析结果进行无人值守安全保障及智能监控技术、监控软件架构、供电监控系统通信标准的设计

无人值守安全保障及智能监控技术包括:基于Linux操作系统的安全保障及智能监控系统设计,联席操作、防误操作、电子挂牌、事故记录及回放等功能设计

监控软件架构设计包括:SCADA实时数据采集与分析软件架构设计、供电监控专用图形化组态监测软件架构设计、防误机制软件架构设计、定值管理与高级应用分析软件架构设计

供电监控通信标准包括:基于TCP/IP的供电监控通信标准设计

创新亮点和值得学习借鉴之

该技术设计之初,按着创新思维的理念和构想,力求设备的安全性、可靠性和适用性,主要有以下技术创新亮点

1)煤矿供电系统自动化控制安全保障及智能监控技

基于Linux操作系统的煤矿供电系统自动化控制技术,实现联席操作、电子挂牌,负荷大数据分析,定值优化,一键复电,事故回放等,保障供电系统安全运行

2)研究基于TCP/IP的供电监控通信标准,实现远程停送电、远程修改保护装置定值,实现对供电系统的远程监控

3)网络优先传输技

研究供电监控数据在光纤环网优先传输技术,传输延时≤1ms

4)先进的互联网+技

手机移动监控,数据监控、报警记录、视频监控全覆盖,实现供电系统云监控

实施应用前后效果(益)情况对

经济效益和社会效益分

(1)经济效益分析如下

经济效益:5个变电所在岗变电工20人,使用供电智能化无人值守系统进行控制,节省了岗位人员工资和安全效益,按照岗位工每月3500元计算,每年节省人工费用84万元

(2)社会效益分析如下

社会经济效益:井下变电所全部实现无人值守,远程操作系统功能全面,系统画面直观,远程操作便捷,将井下部分工作量统一集中至井上操作,原有漏电试验、更改定值、保护投退等工作,需维修人员现场操作,如今井上1名执机员操作即可,大幅度的减少了井下现场人员工作量

该系统保护功能全面,防越级功能能够避免大面积停电事故,减少设备损坏现象,故障报警功能能够减少误操作情况,各项保护投用功能能够大幅度降低人身伤亡情况,更加全面的保障矿井供电安全

去年矿井全年共防止越级跳闸3次,接地故障精确选线2次,累计避免了大面积停电现象5次,按一次影响时间8小时计算,(越级跳闸及接地故障,有可能造成设备及电缆损坏,导致停产时间加长)按60%影响采煤计算(掘进、开拓、通风等其他影响忽略不计),按现20层综采面数据计算,平均采高约2m、截割深度约0.8m,推进速度上行4m/min,下行6m/min,平均按5m/min计算,吨煤比重1.35,现吨煤价格约230元,本系统从2014年开始防止越级跳闸、接地故障精确选线功能已经投入使用,至今使用7年,按照上述数据进行计算如下

3×480×2×0.8×5×1.35×230×7=2503.87万

社会经济效益,故障影响费用年结余保守估计在357.69万元以上,至今结余2503.87万

6、可推广应用范

技术研究完成后可直接服务于煤矿安全生产,而且相关技术的研究和应用能够保障煤矿供电系统安全运行,市场需求庞大