智能变电站在煤矿领域的应用
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摘要：智能变电站具有显著的应用优势，在煤矿领域得到了日渐广泛的应用。智能变电站能有效满足煤矿供电和配电的各项需求，能有效改善煤矿供配电的实际质量，能促进煤矿供配电效率实现大幅度提高。对此，有必要加强智能变电站在煤矿领域的应用。本文简述了智能变电站的含义，浅析了煤矿供配电需求，探究了智能变电站在煤矿领域的应用，以期为相关研究提供借鉴。
关键词：智能变电站;煤矿;应用
前言：当前，煤矿产业取得了巨大的发展成就。同时，煤矿产业对供配电的要求日益提高。对此，有必要加强智能变电站在煤矿领域的应用，有效满足煤矿产业对供配电的各项需求，并有效增强煤矿产业的综合效益。要明确煤矿产业的供配电各项需求，并立足于煤矿产业实际情况，对智能变电站进行灵活应用，充分发挥智能变电站的优势，取得良好的应用效果。
一、智能变电站概述
智能变电站是一种先进的新型变电站，对数字信息技术以及网絡技术进行了充分应用，能实现对相关信息的有效集成和高度共享，利用诸多先进性和稳定性较强的智能设备，实现对电网信息的自动收集，并实现对电网的智能控制和有效保护，并能实现精确的计算测量和有效的实时监测[1]。智能变电站能将自动采集的电网数据作为依据实施科学的自我分析，能实时对电网进行智能调节。在电网中，智能变电站承担着转换门户的重要职能，具备过渡链接的关键作用，能实现对电能的有效转换和控制，并能链接输配电涉及的各项环节。智能变电站在煤矿中的应用，能为矿井提供安全有效的电网系统。智能变电站主要包括如下结构组成：（1）站控层。该层涵盖监视、站域控制、信息通讯以及时间校对等诸多系统。（2）间隔层。该层的主要职能是对智能变电站实施保护测控，包括继电装置，能实现对电能的监控计算、测量控制以及集中处理。（3）过程层。该层涉及各类一次设备，诸如变压器、隔离开关、断路器以及互感器等，还包括各类一次设备相应的智能终端以及合并单元[2]。
二、煤矿供配电需求
煤矿供配电主要包括需求：（1）供电可靠性。煤矿生产要求连续供电。煤矿生产涉及的各类用电设备的良好运行有赖于连续的电能供应，供电中断会导致用电设备运行停止，严重破坏煤矿生产的正常秩序和生产效益，甚至会引发安全事故，对煤矿工作人员人身安全造成严重威胁。（2）供电安全性。煤矿产业对供电安全具有较高要求，只有安全供电才能有效避免煤矿产业发生火灾、触电以及爆炸等各类安全事故，才能有效增强变电所运行的安全性，才能有效保障煤矿实现安全生产。（3）供电电压及供电频率稳定。煤矿供电使用的交流电具有不同频率，需遵循相关规定对供电电压以及供电频率进行合理设定，增强电压及频率的稳定性，有效保障煤矿生产涉及的各类用电设备实现正常良好运转。（4）供电经济性。煤矿生产对供电经济性也具有较高要求。在煤矿中对智能变电站进行应用，要对智能变电站耗费的建设成本进行有效降低，并减少基本配电网络建设耗费的投资，大幅度提升相关设备的实际使用效率，在确保煤矿生产效益的前提下，有效降低各类资源的实际耗用量。另外，要注重加强对智能变电站的有效维护，有效避免不必要的电能损耗。
三、智能变电站在煤矿领域的应用
1、强化对智能变电站三层结构的设计应用
加强智能变电站在煤矿领域中的应用，要强化对智能变电站三层结构的设计应用。要遵循相关规范的具体固定，对智能变电站相应的站控层采用双重化冗余配置，并对系统服务器、远动工作台、监控工作台、音响报警装置、网络设备、智能规约转换装置、防误闭锁装置以及全站对时设备等进行采用[3]。站控层实施各项监控运行，实现对过程层的有效操控，并对相关设备进行有效的刀闸控制，对刀闸变为进行监视，对本跨间隔实施合理的顺序控制，实施有效的投退操作保护。通过双重网络，并结合拓扑结构相应的独立双星，促进网络切换以及GOOSE、MMS报文传输的实际效率实现大幅度提升。智能变电站要借助相关结构，有效监控各类设备的相关参数，实现对各类设备状况的实时了解，并基于合理的信息整合，实现对设备故障的及时准确预报，并对故障原因进行科学诊断，另外，对事件进行顺序记录，并打印制表。站控层要实施规范的远动工作。通过智能规约转换装置，对各类非标准设备，诸如消防设备、动补设备、直流设备、消弧线圈以及五防设备等相应的监测信息进行转换，使之满足DL/T860标准相应的信息模型的相关功能。包括GOOSE和MMS在内的间隔网络层借助网络设备实现与本间隔和其他间隔设备、站控层设备的良好通信。遵循相关技术规范的具体要求，间隔层相应的主变保护以及110kV断路器保护均对直采直跳方式进行采用，为测控装置实现良好的一体化提供有效保障，并借助主变非电量相应的保护设备对一体化进行有效保护，每侧开关均能实现有效的智能跳闸，且每台主变保护均具有良好的双重配置[4]。35kV和10kV开关柜保护通常设计为常规跳闸，并对保护测控合并单元智能终端一体化装置进行采用，站控层发生故障，不会对间隔层相应的保护动作产生不良影响。究其原因，各装置并非借助电进行直接联系，而是通过光电耦合技术，并结合继电器实施有效链接。过程层则主要包括互感器、网络设备、智能开关、智能终端以及合并单元等设备。过程层相应的GOOSE网络要严格遵循电压等级进行组网，并适合对双网星型结构进行采用，促进间隔层与智能终端二者间、间隔层设备间以及闭锁功能等实现良好的信息交换。主变要对双重化保护进行采用，合并单元以及互感器也要对双重化配置进行采用。间隔层通过合并单元能实现对信息的有效采集。
2、加强对智能操控技术的应用
智能操控技术对计算机技术进行了充分应用，通过编制科学的操作程序，能实现对变电站各项供配电活动的有效控制，其远程控制中心以及各类后台机器，能对变电站运作进行有效的自动化控制，且控制过程极为简便，仅需按键操作即能高效完成各项操作。通过对智能操控技术的应用，能有效实现对操作冗余的简化，且能有效规避各类人为操作发生失误，能实现有效的远方操控，能借助计算机实现对变电站运行的有效控制。
结语
综上所述，智能变电站结构组成主要包括站控层、间隔层以及过程层。要充分考虑煤矿供配电的供电可靠性、供电安全性、供电电压及供电频率稳定以及供电经济性等要求。通过强化对智能变电站三层结构的设计应用、加强对智能操控技术的应用等措施有效加强智能变电站在煤矿领域的应用。
参考文献
[1]高晓明. 智能化变电站在斜沟煤矿变电站中的应用[J]. 机械研究与应用， 2017， 30（3）：193-195.
[2]段晋伟. 煤矿35 kV智能化变电站工程应用[J]. 应用能源技术， 2018， No.244（04）：44-46.
[3]吴雷雷. 考虑检修策略的智能变电站保护系统可用性分析[J]. 山东工业技术， 2017（23）：209-209.
[4]刘发林. 煤矿智能供电系统操控技术研究[J]. 智能城市， 2018， v.4（10）：111-112.
作者简介：吴飞（1984.10-），性别：男;籍贯：福建省连城县;民族：汉族;学历：硕士研究生;职称：工程师;单位：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司
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