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近幾年來，兗州礦業（團體）公司及其下屬廠礦、鉆研院所針對礦井地面和井下供電線路運行實踐中發明的問題進行了認真的剖析和歸納，總結運行經驗教訓，從巡檢管理、電纜故障、諧波治理、電網監控、降損節能、接地維護以及綜合維護等多個方面進行綜合治理，提出解決辦法和計劃并進行了實行，有效地保障了礦井地面和井下供電線路的安全、優質運行，取得了良好的后果。

1 基于GPS體系的供電線路巡檢管理體系

兗州礦業（團體）有限義務公司開發的GPS供電線路巡檢管理體系使得線路巡檢忽略了原始繁瑣的工作模式，為進步工作效力和質量打掃了空間及距離上的障礙，實現了真正意義上的智能巡檢。

GPS供電線路巡檢管理體系是將GPS地位坐標作為裝備標識，應用掌上電腦技能實現對供電裝備的定位和應用移動GPRS網絡來實現實時數據傳送相干信息，完成對巡檢工作情形的監測。在巡檢工作開端之前，首先應用帶有GPS模塊的掌上電腦采集線路桿塔的GPS地位信息，通過主站軟件將其保留到數據庫中，然后將含有桿塔GPS地位以及桿塔巡檢內容的數據信息下傳到掌上電腦中。在線路巡檢的歷程中，掌上電腦可以顯示出電子地圖并且進行導航。巡檢人員手持掌上電腦達到指定線路桿塔的時候，集成了GPS模塊的掌上電腦就會主動辨認當前的桿塔GPS地位信息，提醒相應的巡檢內容，并且將巡檢的成果存儲在掌上電腦中。

一條巡檢賭咒包含如下信息：人員坐標地位、巡檢工作人員、巡檢人員達到桿塔光陰、巡檢桿塔名稱、桿塔狀況和參數、巡檢完該反省點光陰。在巡檢的歷程中如果發明了缺點，體系可以給出該缺點的準確處置措施，以提示巡檢人員注意。巡檢人員并且可以通過手寫錄入或者進行缺點內容選擇等方法將此缺點的內容進行保留。同時，體系主動激活GPRS無線網絡，將數據賭咒發往通佩服務器，通佩服務器經過Interner網絡與體系服務器、客戶端進行數據傳送，由后臺巡檢服務程序處置以落伍入體系數據庫。在GIS體系配合下可以將實時傳回來的地位坐標信息在地圖上顯示出來，兩點之間主動進行連線形成運行軌跡，操縱中心可以隨時監測巡檢工作的情形、車輛的地位和運行的軌跡等。遇到特別的情形，管理人員可以通過無線網路進行不間斷調度指揮。移動終端與后臺體系數據庫之間維持著數據實時通訊，確保巡檢的到位率。

2 6～35kV電網各相接地電容電流的測定

煤礦井下電纜的單相接地故障對比多。當電容電流對比大的時候，容易形成間歇性弧光接地或者弧光穩固接地，集中表示為電纜接線盒連鎖放炮以及電壓互感器燒損等。當井下電纜長度產生重大變革的時候必需對電網電容電流進行測定，以便采用限制辦法進行治理，打消迫害和對礦井安全的要挾。為此，兗州礦業（團體）公司東灘煤礦鉆研出了只須要一塊電流表及電壓表就可以測量出礦井電網a、b、c三相各相接地電容電流大小的簡易方式，不僅安全便利而且測量精度高。

在中性點不接地電網中，由于三相不對稱性，各相接地電容電流是不相等的，要準確地測定電網電容電流就必需具體測定各相接地電容電流。事實上，當在某一相對地間附加一個電容以后，附加電容中流過的電流同該相直接接地時的電容電流之間存在著比例關系，一旦判斷出這種關系即可以由附加電容中的電流推知該相的接地電容電流。

測量步驟如下：①測量電網自然不平衡啟齒電壓U0。在電網正常運行的時候去掉電壓互感器二次啟齒三角上的負載（如消諧器或者電阻等），接上電壓表。這個時候的電壓表讀數即為U0，賭咒這個數值。啟齒三角到電壓表的引線不要拆除。②選定一個備用開關柜或者帶有下隔分開關的停送電柜，將選定的電容器或者電容器組同電流表串聯以后可靠接地。必需將電容器放在絕緣墊上，外殼可靠接地；電流表兩端用一根導線搭接，既接觸良好又可以便利地挑開；籌備好電容器放電的接地線。③測量體系電壓。斷開二次啟齒角上的電壓表，自PT柜辨別測得ab、bc、ca之間的線電壓，取其平均值作為體系電壓。④接通二次啟齒角上的電壓表，察看電壓表讀數，如有變革則改為現時讀數，重記U0。⑤將附加電容器接入A相，用絕緣桿挑開電流表兩端搭線，賭咒電流表及啟齒電壓表的讀數。⑥退出電容器并放電，反省各接線準確可靠后接入B相，賭咒電流表及啟齒電壓表的讀數。⑦接入C相，操作同上。⑧自PT柜快速測ab、bc、ca間電壓，并賭咒。⑨恢復現場原狀，測試完畢（盤算方式略）。

3 煤礦電氣接地維護鉆研

兗州礦業（團體）公司濟寧三號煤礦通過開展對供電體系接地制式的鉆研，進步了工程人員對供電體系接地的認識。

電氣接地本身是一個大概念，按其作用分為電氣功效性接地和電氣維護性接地兩大類。電氣功效性接地是保證體系能夠成立、裝備能夠正常運行所必需的，例如變壓器中性點接地、電子裝備專用工作接地等。電氣維護性接地是保證體系和裝備運行安全及保證相干人員與財產安全，如防雷接地、用電裝備正常不帶電金屬部分接地、架空線N線反復接地等。在維護性接地概念中，用電裝備可以分為接零和接地兩種維護性接地情勢。有些現場施工人員對于接地（接零）和幫助等電位聯結的概念容易混雜，其實兩者并不是一個概念。

維護接地（接零）的范疇是：①變壓器、電動機及電器；②電力裝備的傳動裝置；③室內、室外配電裝置的金屬構架、鋼筋混凝土構架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬圍欄等；④配電裝置與操縱裝置的框架；⑤電纜的金屬外皮及電纜接線盒、終端盒；⑥電力線路的金屬維護管、各種金屬接線盒（如開關、插座等金屬接線盒）、敷線的鋼索及起重運輸裝備的軌道；⑦在非瀝青地面場合的小接地短路電流體系架空電力線路的金屬桿塔；⑧安裝在電力線路桿塔上的開關、電容器等電力裝備及其支架等。

以上這些都是與電氣裝置有關的。幫助等電位聯結范疇包孕固定式裝備的所有夠同時觸及的外露可導電部分和裝置外可導電部分及PE線。它包含構造內金屬物、金屬水管和風道等非電氣裝置。維護接地（接零）是必需要做的，而幫助等電位聯結則不必定必需要做，如裝備故障接觸電壓經盤算能在安全限值以下是可以不做的。維護接地（接零）不容許串聯銜接，而幫助等電位聯結則容許形成環形網路。

4 井下低壓電網智能化綜合維護體系

兗州礦業（團體）有限義務公司在剖析目前煤礦綜合維護體系存在問題的根基上，鉆研出了一種新型的智能化綜合維護體系，可以完成井下低壓電網的選擇性漏電維護以及三相對稱短路、相間短路、斷相和過載等維護功效。

該體系以MSP430單片機為主控核心，零序電流、電壓信號經電流電壓轉換器及電壓傳感器轉換為體系可接收的電流、電壓信號，再配以濾波器、波形變換和信號處置等電路，可完成選擇性漏電維護、相敏對稱短路維護和負序不對稱維護等功效。體系利用軟件采納模塊化程序設計，通用性強、易于查找故障。軟件模塊包含初始化模塊、相敏對稱短路維護模塊、不對稱故障維護模塊、事故處置模塊和液晶顯示模塊。

煤礦井下存在著各種干擾源，如向機車供應直流電能的晶閘管通斷會發生周期性干擾，上下壓真空接觸器、斷路器的頻繁分合會發生隨機性干擾，井下接地線和鐵軌中存在雜散電流干擾等。針對上述干擾源，該體系在電源和信號輸入回路中設計了低通濾波器以打消周期性干擾；在信號傳輸回路中采納光電隔離、模仿對地與數字對地離開等辦法以打消電磁干擾；在軟件設計中采納雙循環去極值數字濾波技能以打消體系中的隨機干擾。此外，還設計了軟硬件相聯合的“看門狗”電路，以進步體系工作的可靠性。

這種基于零序功率方向的礦井低壓電網選擇性漏電維護體系不僅有穩固的漏電動作值，而且還能實現電網橫向選擇性漏電維護和縱向漏電維護。由于采納大范圍集成電路設計，加強了體系的抗干擾才能，選擇性漏電動作正確可靠，模仿人身觸電時到達了規定指標請求。采納相敏對稱短路維護使供電維護范疇延長到支線，進步了維護的敏銳度，擴張了井下供電線路維護范疇。負序濾波器的設計使兩相短路、斷相等不對稱故障得以維護。體系工作時顯示電網正常工作電流、工作電壓和對地絕緣電阻，故障時顯示故障類型及參數，人機界面友愛。現場運行證明，該體系工作穩固、運行可靠、顯示清楚正確，具有寬闊的利用遠景。

5 煤礦井下電網監控體系

兗州礦業（團體）公司興隆莊煤礦井下十采區變電所是礦井首要采區變電所，承擔著十采區、七采區及一采區的配電，體系影響范疇較大。為了更好地對其進行管理、及時控制現場情形，該礦進行了十采區變電所電網監控改革，對采區變電所內高壓操縱裝備的電流、電壓狀態進行監控。當產生過流、漏電或掉電等故障時，地面盤算機能給出故障部位，并發出報警提醒，使值班指導及時布置電路保護人員進行處置；同時，還能通過盤算機將故障名稱、光陰等參數存盤留待事后剖析，進步了供電管理程度。

井下部分重要由ZBT-11系列高保綜合維護器和KJF81監控分站構成。

ZBT-11維護器硬件采納雙CPU構造，均可獨立運行，進步了可靠性；采用紅外遙控方法進行分合閘操作、數據和光陰賭咒查詢，實現不停電在線修正定值；引入了合閘閉鎖，進步了操作安全性；風電閉鎖、瓦斯閉鎖作為信號引入，可以賭咒兩者的動作情形，并經延時去抖，進步動作的可靠性；采納雙后備電源方法，既有效防止門口短路電壓下降造成的拒動，又保證母線真正失壓時跳閘。

KJF81監控分站能及時完成維護裝置與地面調度監控體系間的數據交流功效，接管并貯存地面調度中心的命令；采集ZBT-11維護器遙測量、遙信量、事件次序賭咒及錄波數據等，并向中心站傳輸；按地面調度中心命令操縱高保開關的合閘、分閘；與ZBT-11維護器及主站通信。

井上部分重要由KJ137煤礦監測體系專用組態平臺和監控工作站等組成。KJ137體系硬件由通信服務器、數據服務器和監控工作站構成，構造模式分單機模式和網絡模式。采納雙環自愈的光纖以太環網建成一個高速綜合業務數字網，使光纖資源充沛共享。該體系所選井下裝備屬本安型電氣裝備，完整能夠適應礦井的特別生產環境。

6 MATLAB語言與電力體系

兗州礦業（團體）公司機電裝備制作廠和武漢電力職業技能學院應用MATLAB語言Simulink工具箱中電力體系模塊（Powersys）對電力體系計劃設計和安全穩固運行進行了鉆研剖析，具有十分首要的意義。

MATLAB語言是美國Mathworks公司推出的盤算機高檔語言。MATLAB是“矩陣（matrix）和試驗室（laboratory）”兩個英文單詞的前三個字母的組合。它是一種以矩陣運算為根基的交互式程序語言，偏重針對科學盤算、工程盤算和繪圖的請求。現已成為大學教學和科研中最常用且必不可少的工具。

MATLAB的用戶界面很接近Windows的尺度界面，人機交互性強、操作簡略。簡略的編纂環境供應了較完備的調試體系，程序不必編譯就可直接運行，且能及時報告呈現同伴并進行出錯原因剖析。MATLAB語言的特性是友愛的工作平臺和編纂環境、強盛的科學盤算及數據處置才能、強盛而又簡易的作圖及圖形處置功效、強盛的利用于各范疇的工具箱、模塊化的設計和體系級的仿真。

在電力體系傳真方面，Simulink是MATLAB的首要內容及面向框圖的仿真軟件。以Simulink為根基的電力體系工具箱（Powersys）供應了電力體系各環節的子體系模型，包含電纜（交、直流發電機等）、元件（斷路器、變壓器、線路等）、各種負荷（電動機、電熱器等）、電力電子（二極管、CTO等）、電力測量（電流、電壓測量等）及其它很多模型。Simulink工具箱是從底層開發的一個完全的仿真環境和圖形界面，用戶可應用鼠標或鍵盤完成面向框圖的體系仿真整個歷程，并可更直觀、快速和正確地到達仿真目標。

此項鉆研表明：MATLAB語言在工程利用和科學鉆研范疇有著其它盤算機語言無法比較的優勢，并且編程語言簡略明了。MATLAB語言有功效強盛的電力體系工具箱（Powersys），特殊是電力體系的Simulink建模簡略便利，對電力體系的動態仿真十分真切，是電力體系安全穩固運行剖析十分首要的工具。

7 煤礦供電體系的諧波及抑止對策

兗州礦業（團體）公司濟寧二號煤礦煤礦開展了對供電體系諧波及抑止對策的鉆研，對諧波的基礎性質和礦井供電體系中諧波的起源和迫害進行了剖析，總結了治理諧波的若干方式。

隨著礦井生產技能的不斷發展, 電力電子裝置在煤礦的利用也日益普遍，由此也發生了大批諧波電流，致使礦井電力體系損耗增添、供電質量降落。礦井輸電和配電體系中存在大批的電力變壓器，嚴重時三次諧波可占額定電流的5%；晶閘管整流技能在礦井也得到普遍利用，如大功率直流晉升機采納晶閘管變流器供電、井下帶式膠帶機拖動和充電裝置、開關電源等也采納晶閘管整流操縱技能，整流裝備所發生的諧波占全體諧波近40%；變頻原理水泵和風機等裝備中，因變頻裝置具有較大功率，也會對電網造成嚴重諧波污染；充氣光電源和家用電器是最廣泛的諧波源，這類裝備功率雖小但數量多，也是電網諧波源中不可無視的因素。

在注入公共電網的諧波電流超過規程規定數值或諧波電流不超限但電網對特色諧波頻率發生并聯諧波的情形下應對煤礦電網諧波采用抑止辦法。當諧波電流超限時可采用以下治理辦法：進步變流器的脈動數，減少低次諧波；將多臺變流器接于同一段母線上，應用補償作用減少諧波；進步變流器的供電電壓；設置濾波回路，接收諧波電流。如果礦井供電體系同時接有諧波源裝備和無功補償電容器，則電網阻抗和電容器的容抗形成一個并聯諧振回路，將并聯諧振點調到最低次特色波頻率以下或以上，以下降干擾水平。但是，實際電網阻抗不為常數，并聯諧振點也在隨電網阻抗的變革而變革，尤其補償裝置調節運行時情形更繁雜，因此設置動態補償裝置是很首要的，其難度也是很大的。須要做好動態補償和靜態補償相聯合，才氣實現對礦井諧波污染的良好治理。

8 選礦廠電網諧波克制辦法

兗州礦業（團體）公司濟寧三號煤礦在鉆研選礦廠電網體系諧波發生原因及其對電氣裝備和供電線路迫害的根基上，提出了增添換流裝置相數、轉變變壓器聯結和裝設無功補償器等克制諧波的具體辦法，使原有電網諧波得到有效克制，保障了選煤廠安全生產的正常運行。

礦山選礦廠大批采納整流供電的渣漿泵、真空泵、壓風機和振動篩等非線性電氣裝備發生的諧波流入電網中，造成電網的污染。渣漿泵、真空泵、壓風機和振動篩等使用晶閘管，通過部分裝備變頻調速到達節省電能的目標。然而，由于電力電子裝置的使用而呈現的諧波問題又使電網功率因數降落，造成選礦廠電氣元件及裝備產生故障，甚至造成裝備毀壞。因此，諧波是礦山選礦廠供電的一大公害。

選礦廠電網體系的諧波治理不能單一地在選礦廠變電所6kV母線裝設濾波和補償裝置，因為那樣只能對上一級電網起到維護作用，而選礦廠6kV母線以下用戶仍然受到諧波污染，因此只有綜合治理才氣到達目標。無功補償與諧波的防治方式有在無功補償電容器上串接6%容抗的電抗器濾波、調諧濾波和必定電網等效阻抗地位等。其它有效辦法有增添整流裝置的相數或脈動數，有效地減少諧波分量；整流變壓器采納Dynll聯結,使其3n次諧波激磁電流在△接線地一次繞組形成環流,不注入公共地高壓電網中；增添體系蒙受諧波才能，大容量的非線形負荷由短路容量越大的電網供電，其蒙受的非線性負荷才能越高；對于持續運轉的諧波源負荷，在選礦廠變電所母線上裝設TCR、TCT或SR型靜止無功補償裝置，可以有效地減小諧波量；對于渣漿泵、真空泵、壓風機和振動篩等頻繁啟動的諧波源負荷，可以在用戶末端設立靜止無功補償裝置SVC，隨著負荷的運行而運行，接收由隨機的沖擊性負荷發生的諧波。

9 電力體系繼電維護技能

兗州礦業（團體）公司濟東新村通過對我國電力體系繼電維護技能發展歷程以及微機繼電維護技能的鉆研，覺得未來繼電維護技能發展的趨勢是盤算機化、網絡化、維護操縱測量數據通訊一體化和人工智能化。

在實現繼電維護的盤算機化和網絡化條件下，維護裝置實際就是一臺高性能、多功效的盤算機，是全體電力體系盤算機網絡的一個智能終端。它可從網上獲取電力體系運行和故障的任何信息與數據，也可將所獲被維護元件任何信息和數據傳遞給網絡操縱中心或任一終端。因此，每個微機維護裝置不但可完成繼電維護功效，而且在無故障正常運行情形下還可完成測量、操縱、數據通訊功效，亦即實現維護、操縱、測量、數據通訊一體化。

目前，為了測量、維護和操縱的須要，室外變電站所有裝備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都須用操縱電纜引到主控室。所敷設的大批操縱電纜不但要大批投資，而且使二次回路非常繁雜。但是如將上述維護、操縱、測量、數據通訊一體化的盤算機裝置就地安裝在室外變電站被維護裝備旁，將被維護裝備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過盤算機網絡送到主控室，則可免除大批操縱電纜。如用光纖作為網絡傳輸介質還可免除電磁干擾。現在光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）已在鉆研實驗階段。在采納OTA和OTV的情形下，維護裝置應放在距OTA和OTV最近的處所，亦即應放在被維護裝備左近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化妝置中并轉換成電信號后，一方面用作維護的盤算斷定，另一方面作為測量量通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被維護裝備的操作操縱命令送到此一體化妝置，由此一體化妝置實行斷路器的操作。

10 電網降損節能辦法

線損率是供電企業一項綜合性的技能經濟指標，也是權衡供電企業經營管理程度的首要標記。線損率的上下不僅表明供電體系技能程度的上下，還能反應出企業管理程度的好壞。最近，兗州礦業（團體）公司興隆莊煤礦對10kV及以下配電下降損耗的節能辦法進行了鉆研，以獲得更經濟合理的效益。

⑴技能線損方面。①調解完美電網構造。調解電網布局，縮短供電半徑，高壓盡量伸向用戶，減少迂回供電；在新增用戶時，積極推廣利用S8系列和非晶體合金變壓器，堅決淘汰高耗能變壓器。同時，對原建變電所中保護費用大、技能后進的一、二次裝備進行徹底改革。供電半徑大的，可以通過科學的剖析和盤算，就近新建一批技能先進、投資節省的變電所。②調節線路電壓。在負載功率不變的條件下，進步線路電壓，線路電流就會相應減少，線路喪失也會隨之下降。③選擇變壓器經濟運行方法。合理選擇變壓器的容量。變壓器容量越大，它空載須要無功功率也越大，因此，不能盲目安裝大容量的變壓器。④進步功率因數。進步自然功率因數，如準確選用異步電動機的型號和容量、合理選擇變壓器容量。無功補償進步功率因素。應用無功補償裝備補償用電裝備所需的無功功率，以到達進步功率因素的目標。無功補償裝備有移相電容器、同步電動機和同步調相機。電容器補償因具有有功損耗小、安裝保護便利、投資少而被普遍利用。補償方法有隨機補償、隨器補償、線路集中補償和變電站集中補償四種方式。

⑵管理線損方面。增強組織指導，健全線損管理娃美妙；搞好理論盤算及線損統計工作；增強計量管理，做好抄、核、收工作；依法治電，深化反竊電工作；經常開展營業用電大普查工作。

11 32位ARM處置器在電力體系維護裝備的利用

鑒于32位ARM處置器有著較高主頻和較強運算才能、可以便利嵌入操作體系的長處，山東科技大學和山東省煤炭科學鉆研所開展了32位ARM處置器利用于電力體系維護裝備的鉆研。

該微機維護裝置的CPU主體系微機盤算部分由ARM S3C44BOX與外部擴大的SDRAM和FLASH組成。S3C44BOX是SAMSUNG公司基于ARM7TDMI核的32位高速處置器，片上集成了豐厚的外圍功效模塊，下降了體系利用成本。模仿輸入電路的作用是隔離變換輸入電壓及完成模數轉換，以便與CPU 接口。模仿量經電流（電壓）互感器變成電壓信號，再進行模數變換。經過VFC方法變換后的數字脈沖被送到計數器進行實時累計，并且暫存在計數器內部的緩沖器。由CPU定時來讀取累計值。開關量的輸入輸出包含斷路器和隔分開關的幫助觸點或跳合閘地位繼電器接點輸入、外部裝置閉鎖重合閘觸點輸入及裝置銜接片地位輸入等回路；外部的開關信號經光電耦合器輸入。繼電維護開關量輸出重要有跳閘出口、重合閘出口及就地和中央信號出口等。開關量輸出回路經光電隔離操縱繼電器，進步了其抗干擾的才能。維護裝置的輸出與啟動繼電器接點輸出閉鎖。

此項設計在ARM芯片內嵌入了uClinux操作體系，實現實時多義務操作，每個義務都設一個優先級，操作體系依據各個優先級可以動態的切換義務。維護程序重要有微機維護主程序、采樣中止服務程序和故障處置程序。微機維護主程序重要包含初始化、自檢、開中止與等候中止以及循環自檢等。采樣中止服務程序重要包含采樣與盤算、TV與TA斷線自檢以及維護啟動元件。故障處置程序包含維護軟壓板的投切反省、維護定值對比、維護邏輯斷定、跳閘處置程序和后加速部分。

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