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摘 要：煤矿井下变电所控制的高低压电网监控系统引入微机自动控制技术后，有效地提高了煤矿井下高压和低压供电的安全性和可靠性。本文对煤矿井下变电所的微机自动控制系统进行了研究，并对近年来发展的控制技术进行了分析。
关键词：煤矿井下变电所；自动控制；自动控制系统
引言：为了提高煤矿井下作业的经济效益，煤矿企业在井下安设了变电所控制系统，对井下变电所的工作完成了实时的监控，并且通过这个监控系统实现了对井下变电所的闸门、开关的自动控制，达到了地面对井下作业供电系统的地面控制的目的。近几年来，通过对监控系统的不断优化和完善，变电所监控系统在井下的工作中能够及时提供精确的数据，并对各种开关和阀门的控制日趋完善。
一、煤矿井下变电所监控系统的功能用途
变电所的自动控制技术主要是利用计算机保护、监控和故障录波以及数据收集等科技较为先进的设备来实现变电所信息的收集和自动处理。例如，数据的自动实时采集、电气设备运行的自动控制以及自动化保护监测系统等等，因此，以微机自动化为基础的变电所必须兼具协调变电所各个环节的控制和保护的功能，从而实现各种监控功能一体化的处理目的。
变电所的微机自动控制系统的主要功能包括：监控中心对变电所闸门的开合的监控，在变电所高压运行时监控中心三相电压和电流的电工参数的变化的监控；便于及时保护电路，在井下作业时的负荷变化的遥控；系统发生故障时，及时采取自动保护措施并报警；现场操作人员的监控工作和记录工作顺利进行；及时地对重要数据进行保存。这些功能的完善，实现了地面对井下作业过程中井下高压低压电路的正常工作和自我保护，提高了井下作业的安全性和可靠性。
二、煤矿井下变点所微机自动控制系统的优势
由于煤矿生产环境绝大多是情况下都较为复杂，井下的空间较为狭窄，自然条件十分恶劣，因此供电线路和电气设备容易受到环境因素的影响而损坏，减短使用寿命，若损坏后，不能及时发现和处理，极易造成工作人员触点、电火花引起瓦斯爆炸形成火灾甚至将整个矿井炸毁。因此，煤矿企业对井下的供电系统的要求较高，必须保障供电的安全可靠、技术合理，同时还要尽量保证供电系统操作简单、管理维护方便、安装简易等条件，以此来降低投入成本，节约能耗。与传统的继电保护相比，微机自动控制系统具有十分明显的优势。由于井下供电系统的结构十分复杂，采矿区域的变电所和工作面配电点主要向采煤、挖掘、运输、排水等生产环节供电，供电负荷的种类繁杂，供电区域分布较广，负荷工作场所地质条件复杂，同时井下存在瓦斯、污水、煤尘等有害介质，对供电系统的正常运行影响因素极多，故障产生率高，事故排查、停送电周期长，因此井下变电所采用微机自动控制系统能够有效保证井下供电系统的安全性和可靠性。
将微机自动控制技术应用到煤矿井下的变电所监控系统中，使计算机的强大的数据处理能力与高低压电网监控系统的工业控制相结合，完成了井下变电所地面远程集中控制系统的建立，提高了矿井的现代化建设，缓解矿井工作人员的压力，提高了井下供电系统的供电质量，保证矿井的安全。其主要的优势在于：
（1）安全性：井下变电所供电系统运行具有更高的稳定性和可靠性，减少事故发生率。
（2）经济性：一定程度上提高了设备的利用率，降低投入成本，同时自动控制系统可以实现无人值守，节约人力资源。
（3）先进性：将现有的微机网络技术和先进的通信、控制方式充分应用到自动控制系统，形成一套功能齐备、技术先进、管理简便的煤矿井下供电监控系统。考虑到系统未来的优化和完善，在系统建设过程中可以预留一些通讯接口。
（4）实用性：煤矿井下变电所微机自动控制系统完全实现了监控信息的搜集、记录、处理、统计、分析的目的，达到了无人值守情况下远程控制井下变电所工作状况的目的。该系统不但可以独立运行，还可以通过OPC的方式实行后台监控的方式，使全矿井的自动化监控系统十分完善。
三、煤矿井下变电所微机自动控制系统的应用
1.自动控制方面的应用
以单元模块自动控制系统为例，该系統通过集成设备进行单元处理来实现对变电所进行数据的采集和控制，从而通过微机进行数据处理，同时借助于煤矿现场网络系统与适配器的协调工作来达到控制目的。
这种单元控制方式利用单元模块连接而成的网络与微机之间的电气隔离使网络形成浮空的状态，提高了I/O过程的安全性。
2.远程遥控功能的应用
远程遥控功能主要包括：远程遥测、远程遥信、远程遥控和远程遥调，对井下的电气设备的数据参数如数字量、模拟量和状态量进行采集并安全可靠的发送到总监控中心，监控中心可以直接对井下变电所下达调度命令，从而对变电所设备的运行状况进行控制，同时还能够设定许多电工参数如电流、电压的变化等。
3.电子设备自动报警的应用
当电子设备发生故障时，变电所的微机处理系统能够及时显示发生故障的电气设备的位置、名称，发生故障的原因和时间等，同时将故障警报及时上传到地面的控制中心，并通过微机强大的数据处理能力将电子设备的故障信息储存到数据库中，方便日后对变电所的电子设备进行维护和分析，提高了故障排查和维修的效率。
4.微机保护技术的应用
在井下煤矿的变电所中采用了微机保护技术，使电网的输出电压保持稳定，避免出现电压过低或者断电的问题，保证变电所的供电系统能够稳定运行。当变电所的电网电压低于某个特定的值时，计算机保护可以延迟对电压的降低调节，避免电网电压瞬间下降引起的事故的发生，对电气设备起到了保护作用，同时能够有效延长设备的使用寿命。微机保护技术能够在变电所发生漏电、短路、负荷过载等咸向师，主动记录下故障发生的时间的种类，同时微机保护技术还能够通过显示屏将井下变电所的每个开关的工作信息显示出来，方便日后对变电所的维修和养护，极大地提高了煤矿井下变电所的自动控制效率。
四、变电所微机自动控制系统对供电设备的要求
首先，对于一些特殊信号的监控应高度重视，如PT断线信号、瓦斯断电信号等需要调节和控制的信号。其次，在控制设备和继电保护设备的选择上要慎重，例如应选用分式的CUP管理器，以此来提高自动控制的效率。最后，接地选线装置应尽量选择电流较小的，并利用公共电压互感器将单线母线进行分段，目的是简化一次主要接线。
五、总结
将微机自动控制技术应用于煤矿井下变电所的监控系统中是煤矿井发展的主流走向。变电所的自动化控制能够有效提高煤矿井下作业的安全性和可靠性，降低井下的人力资源的投入，为我国煤矿事业的发展奠定了强大的基础。■
参考文献
[1]曹莉，孟庆妮.煤矿井下变电所微机自动化监控系统研究与应用[J]. 中国西部科技，2009年31期.
[2]谢涛.煤矿电网自动化控制系统的设计及实现[D]. 西北农林科技大学，2010.
[3]吴雯.井下变电所计算机集散控制系统的设计[J]. 煤矿机械，2015年01期.
关键词：煤矿井下变电所；自动控制；自动控制系统
引言：为了提高煤矿井下作业的经济效益，煤矿企业在井下安设了变电所控制系统，对井下变电所的工作完成了实时的监控，并且通过这个监控系统实现了对井下变电所的闸门、开关的自动控制，达到了地面对井下作业供电系统的地面控制的目的。近几年来，通过对监控系统的不断优化和完善，变电所监控系统在井下的工作中能够及时提供精确的数据，并对各种开关和阀门的控制日趋完善。
一、煤矿井下变电所监控系统的功能用途
变电所的自动控制技术主要是利用计算机保护、监控和故障录波以及数据收集等科技较为先进的设备来实现变电所信息的收集和自动处理。例如，数据的自动实时采集、电气设备运行的自动控制以及自动化保护监测系统等等，因此，以微机自动化为基础的变电所必须兼具协调变电所各个环节的控制和保护的功能，从而实现各种监控功能一体化的处理目的。
变电所的微机自动控制系统的主要功能包括：监控中心对变电所闸门的开合的监控，在变电所高压运行时监控中心三相电压和电流的电工参数的变化的监控；便于及时保护电路，在井下作业时的负荷变化的遥控；系统发生故障时，及时采取自动保护措施并报警；现场操作人员的监控工作和记录工作顺利进行；及时地对重要数据进行保存。这些功能的完善，实现了地面对井下作业过程中井下高压低压电路的正常工作和自我保护，提高了井下作业的安全性和可靠性。
二、煤矿井下变点所微机自动控制系统的优势
由于煤矿生产环境绝大多是情况下都较为复杂，井下的空间较为狭窄，自然条件十分恶劣，因此供电线路和电气设备容易受到环境因素的影响而损坏，减短使用寿命，若损坏后，不能及时发现和处理，极易造成工作人员触点、电火花引起瓦斯爆炸形成火灾甚至将整个矿井炸毁。因此，煤矿企业对井下的供电系统的要求较高，必须保障供电的安全可靠、技术合理，同时还要尽量保证供电系统操作简单、管理维护方便、安装简易等条件，以此来降低投入成本，节约能耗。与传统的继电保护相比，微机自动控制系统具有十分明显的优势。由于井下供电系统的结构十分复杂，采矿区域的变电所和工作面配电点主要向采煤、挖掘、运输、排水等生产环节供电，供电负荷的种类繁杂，供电区域分布较广，负荷工作场所地质条件复杂，同时井下存在瓦斯、污水、煤尘等有害介质，对供电系统的正常运行影响因素极多，故障产生率高，事故排查、停送电周期长，因此井下变电所采用微机自动控制系统能够有效保证井下供电系统的安全性和可靠性。
将微机自动控制技术应用到煤矿井下的变电所监控系统中，使计算机的强大的数据处理能力与高低压电网监控系统的工业控制相结合，完成了井下变电所地面远程集中控制系统的建立，提高了矿井的现代化建设，缓解矿井工作人员的压力，提高了井下供电系统的供电质量，保证矿井的安全。其主要的优势在于：
（1）安全性：井下变电所供电系统运行具有更高的稳定性和可靠性，减少事故发生率。
（2）经济性：一定程度上提高了设备的利用率，降低投入成本，同时自动控制系统可以实现无人值守，节约人力资源。
（3）先进性：将现有的微机网络技术和先进的通信、控制方式充分应用到自动控制系统，形成一套功能齐备、技术先进、管理简便的煤矿井下供电监控系统。考虑到系统未来的优化和完善，在系统建设过程中可以预留一些通讯接口。
（4）实用性：煤矿井下变电所微机自动控制系统完全实现了监控信息的搜集、记录、处理、统计、分析的目的，达到了无人值守情况下远程控制井下变电所工作状况的目的。该系统不但可以独立运行，还可以通过OPC的方式实行后台监控的方式，使全矿井的自动化监控系统十分完善。
三、煤矿井下变电所微机自动控制系统的应用
1.自动控制方面的应用
以单元模块自动控制系统为例，该系統通过集成设备进行单元处理来实现对变电所进行数据的采集和控制，从而通过微机进行数据处理，同时借助于煤矿现场网络系统与适配器的协调工作来达到控制目的。
这种单元控制方式利用单元模块连接而成的网络与微机之间的电气隔离使网络形成浮空的状态，提高了I/O过程的安全性。
2.远程遥控功能的应用
远程遥控功能主要包括：远程遥测、远程遥信、远程遥控和远程遥调，对井下的电气设备的数据参数如数字量、模拟量和状态量进行采集并安全可靠的发送到总监控中心，监控中心可以直接对井下变电所下达调度命令，从而对变电所设备的运行状况进行控制，同时还能够设定许多电工参数如电流、电压的变化等。
3.电子设备自动报警的应用
当电子设备发生故障时，变电所的微机处理系统能够及时显示发生故障的电气设备的位置、名称，发生故障的原因和时间等，同时将故障警报及时上传到地面的控制中心，并通过微机强大的数据处理能力将电子设备的故障信息储存到数据库中，方便日后对变电所的电子设备进行维护和分析，提高了故障排查和维修的效率。
4.微机保护技术的应用
在井下煤矿的变电所中采用了微机保护技术，使电网的输出电压保持稳定，避免出现电压过低或者断电的问题，保证变电所的供电系统能够稳定运行。当变电所的电网电压低于某个特定的值时，计算机保护可以延迟对电压的降低调节，避免电网电压瞬间下降引起的事故的发生，对电气设备起到了保护作用，同时能够有效延长设备的使用寿命。微机保护技术能够在变电所发生漏电、短路、负荷过载等咸向师，主动记录下故障发生的时间的种类，同时微机保护技术还能够通过显示屏将井下变电所的每个开关的工作信息显示出来，方便日后对变电所的维修和养护，极大地提高了煤矿井下变电所的自动控制效率。
四、变电所微机自动控制系统对供电设备的要求
首先，对于一些特殊信号的监控应高度重视，如PT断线信号、瓦斯断电信号等需要调节和控制的信号。其次，在控制设备和继电保护设备的选择上要慎重，例如应选用分式的CUP管理器，以此来提高自动控制的效率。最后，接地选线装置应尽量选择电流较小的，并利用公共电压互感器将单线母线进行分段，目的是简化一次主要接线。
五、总结
将微机自动控制技术应用于煤矿井下变电所的监控系统中是煤矿井发展的主流走向。变电所的自动化控制能够有效提高煤矿井下作业的安全性和可靠性，降低井下的人力资源的投入，为我国煤矿事业的发展奠定了强大的基础。■
参考文献
[1]曹莉，孟庆妮.煤矿井下变电所微机自动化监控系统研究与应用[J]. 中国西部科技，2009年31期.
[2]谢涛.煤矿电网自动化控制系统的设计及实现[D]. 西北农林科技大学，2010.
[3]吴雯.井下变电所计算机集散控制系统的设计[J]. 煤矿机械，2015年01期.