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摘要：針對現代化煤礦的典型供電網絡的保護問題，基于IEC61850標準建立煤礦供電網絡安全監控系統。首先進行了供電保護系統的架構設計，包括功能分區、間隔層、過程層的架構設計模式，同時對系統故障診斷流程進行了設計，對該系統的功能特點進行了總結分析，并進行了現場工業試驗。試驗結果顯示：該系統能夠快速準確地處理漏電、過負荷、接地失效、短路等故障，防止越級跳閘、漏電、失爆等險情發生，提高了供電系統的安全性和可靠性。

關鍵詞：供電網絡；安全監控；故障診斷；綜合矩陣

引言

統計數據顯示，在我國井工煤礦中，瓦斯爆炸及突出事故占到事故總數的四成以上，其造成的傷亡人數更是占到總數的五成以上。在這些瓦斯事故故中，機電事故是造成其發生的一個重要因素，統計表明，井下供電電路及電火花引起的瓦斯爆炸事故又占到了瓦斯爆炸事故總數的40%～45%。而如何保證煤礦供電網絡的安全可靠運行，離不開可靠高效的監控保護系統。本文即依據現代化煤礦的典型供電網絡，基于IEC61850標準搭建起煤礦供電網絡完全監控系統，為煤礦供電監控系統的形成提供理論指導

1供電保護系統設計原理

基于IEC61850標準搭建起煤礦供電網絡安全監控系統，旨在將煤礦井上變電所、井下中央變電所、采區變電所進行互聯及信息共享，即實現供電網絡內的新型IED設備均相互連通，為實現供電保護的全網信息交互及共享奠定基礎。該保護結構分為間隔層和過程層，根據煤礦井下供電系統的特點，充分借助供電網絡中各繼電器硬件設施，并使用高壓隔爆開關進行供電系統的終端保護設施，并進行信息的采集、傳遞、判斷及決策。即系統通過信息判斷供電網絡中的故障點，然后依據系統內置的專家系統進行決策處理，或通過現場人工操作或系統遙控的方式進行處理，并恢復供電。

2系統故障診斷及排除技術

基于IEC61850標準搭建起煤礦供電網絡安全監控系統，其自帶的故障診斷功能是基于信息的采集、傳遞和分析判斷，當系統在供電網絡中發揮工作時，監控基站可接收到IED設備所傳遞來的信息，以此來分析電路和設備的工作狀態。當存在故障時，專家系統就可以關聯節點支路和故障矩陣，分析出故障點，并按照流程進行處理，其診斷流程。系統正常運行狀態時生成正常矩陣，當系統接收到開關開合、保護啟動、電壓異常等信息時，系統即對異常信息進行分類，生成故障矩陣，然后對正常矩陣和故障矩陣進行對比關聯，得到故障整合矩陣，矩陣中的非零行即為故障發生的位置或元件位置。該系統在硬件方面采用了CPU并行技術，可以進行信息的快速傳遞及分析，并篩選有效信息，縮短反應及處理時間，軟件方面設置電壓閾值，分析電壓所達到的數值，從而啟動故障模式，判斷故障區域，并進行故障決策處理，并全面監控每條監控線路所傳遞的信息。

3系統功能特點及實踐

1）適應現代化煤礦的供電系統特點，基于先進的IEC61850標準，能夠實現實時、在線、全網絡監控，并可進行自動決策處理，可為監控人員提供準確數據信息，方便掌握和處理，切實保障供電系統的安全運行。

2）具有精確的信息篩選、故障判斷、故障定位功能，當供電系統發生故障時，如漏電、過負荷、接地失效、短路等，即可按照流程快速處理，并實施遙控或就地處理，進行迅速隔離與恢復。

3）系統具備強大的軟硬件功能，可進行數據采集、處理、存儲、生成曲線、報表，方便技術人員的日常管理，同時，且該系統完全按照工業級標準設計并生產，能夠適應井下潮濕、粉塵等惡劣工作環境。

4）人工保護。人工保護功能的實現主要是基于PLC的信號接收、邏輯處理及控制動作，并可將故障情況顯示在地面調度指揮中心的顯示屏上，然后可由機臺值班人員進行分析判斷及操控處理。

5）該系統已在陽煤集團某礦進行了安裝調試使用，并進行了工業試驗，能夠快速準確地處理漏電、過負荷、接地失效、短路等故障，防止越級跳閘、漏電、失爆等險情發生，提高了供電系統的安全性和可靠性。

4結論

煤礦供電網絡安全監控系統是礦井信息化建設及保障煤礦安全生產的重要技術手段，它改變了傳統的被動保護與監管的管理方式，應用先進的保護系統對煤礦供電隱患進行監測預警及精確處理，為煤礦安全管理提供了第一手數據信息和決策依據，能夠有效地為礦井安全生產提供保障。

參考文獻

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作者:郭震 單位:山西新元煤炭有限公司