煤礦井下電網綜合自動化系統開題報告

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開題報告: 煤礦井下電網綜合自動化系統

設計（論文）

題目

設計（論文）

類型

（劃“√”）

煤礦井下電網綜合自動化系統的研究

工程設計 應用研究 開發研究 基礎研究

√

其它

一、 本課題的研究目的和意義

煤礦電力系統變電站的安全、可靠和經濟運行在很大程度上依賴于煤礦各個變電

站繼電保護、控制和監測技術的完善程度以及它們的可靠性、技術特性指標和經

濟性等多方面的因素。計算機技術的發展，推動了電力系統計算機自動化技術的

發展，煤礦電網綜合自動化技術也日趨完善，它為調度中心提供了廠站端的運行

情況，通過控制操作和閉鎖，可以實現煤礦井下變電站的當地和遠方的監視和控

制;為遠方的遙測、遙調、遙信、遙控和反事故措施提供了可靠的技術保障;無人

職守的變電站的建立提高了供電可靠性又實現了減員增效。通過對煤礦井下電網

綜合自動化系統的研究，對于井下電力系統的運行可靠，保護和控制以及對井下

變電站的設計更加合理，布局更加緊湊都具有很重要的意義。

二、本課題的主要研究內容（提綱）

對煤礦井下變電站采用自動化系統，利用現代計算機和通信技術，對煤礦井

下各個變電站的二次設備進行全面的技術改造，取消常規的保護、監視、測量、

控制屏，實現綜合自動化、以全面提高變電站的技術水平和運行管理水平。并逐

步實行無人值班或減人增效。同時，采用新的保護技術和控制方式，促進各專業

在技術上的協調。達到提高自動化水平和運行、管理的目的;煤礦井下綜合自動化

的內容應包括電氣量的采集和電氣設備(如斷路器)的狀態監視、控制和調行。實

現煤礦井下電網正常運行的監視和操作，保證煤礦井下電網的正常運行和安全。

發生事故后，由智能化裝置，完成瞬態電氣量的采集，監視和控制，并進行故障

錄波，迅速排除故障。從長遠角度看，煤礦井下電網綜合自動化系統是實現以上

目標的一項重要的技術措施。

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三、 文獻綜述（國內外研究情況及其發展）

由于煤礦生產環境的惡劣，國內外煤礦自動化的總體水平落后于其它行業，但隨

著煤礦機械化的發展，作為機械化高級階段的自動化已成為煤炭工業當前研究的

熱點之一，特別是以機電一體化為特征的自動設備廣泛應用于包括煤礦在內的各

產業部門，極大提高了勞動生產效率和產品質量，促進了社會經濟的高速發展，

從70 年代起機電一體化技術和產品在煤炭工業中得到了迅速推廣與應用。這些主

要技術在煤礦電網綜合自動化中的應用也日益增強，已成為不可缺少的一部分。

對于煤礦生產安全，監控系統則是其中一個最為重要的環節。目前，國外煤

礦安全監控系統已經進入第四代產品，典型的有美國MSA公司的DAN6400系統和德

國Bebro公司的PROMDS系統。我國從70 年代開始引進國外先進的安全監控系統及

其制造技術，經過20 多年的消化、吸收、到目前有20 多家科研、生產單位可以

生產煤礦安全監控系統， 主要產品有TF200、AL、KJ2、KJ4、KJ31、KJ66、KJ90、

KJ92、KJ95 等監控系統，就系統的結構和計算機應用而言，已達到國外較為接近

的水平，但從整體來看，可謂“神經鍵全、四支無力、頭腦簡單”。主要是傳感器

種類少，壽命短、穩定性差，維護工作量大；軟件檔次不高，缺乏專家診斷和專

家決策，因而導致許多監控系統工作可靠性不高、利用率低。

四、 擬解決的關鍵問題

煤礦井下供電網絡結構復雜, 受環境、地質條件等因素的制約, 影響供電系統運

行的不確定因素也較多。煤礦井下采區變電所供電服務對象為采煤、掘進、運輸、

通風、排水等重要生產環節, 供電負荷種類繁多, 區域分布廣, 負荷工作場所地

質條件復雜, 且存在瓦斯、煤塵、水等有害介質, 事故發生率高; 故障排查、停

送電周期長, 影響采區的安全生產; 供電部門每天用于值班和線路維護的工作人

員較多, 降低了勞動生產率，因此井下供電系統自動化是十分迫切的。

所以，本論文有待解決的關鍵問題是煤礦井下電網綜合自動化功能如何實現：即

當煤礦井下電網發生故障時，如何快速的切除故障區域，使礦下停電面積減少，

快速的排除故障，并能在最短時間內恢復故障區域的供電，以減少故障區的損失。

怎樣解決煤礦井下漏電故障，過電流以及接地等常見故障。另外，還有在正常情

況下，可以監視并控制煤礦電網的各環節的運行狀態，以便及時發現隱藏的隱患，

便于快速解除。如何實現“遙測”“遙信”“遙控”“遙調”即“四遙”四遙功能，

“SOE”時間順序記錄，微機保護等自動化功能，最終實現無人值班變電所

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五、 研究思路和方法

煤礦井下電網綜合自動化已經是煤礦發展的一個必然趨勢。由于煤礦井下供電網

絡結構復雜, 受環境、地質條件等因素的制約, 影響供電系統運行的不確定因素

也較多。我之所以選這個論文題目首先是由于我個人原因，我的工作單位是新礦

集團新巨龍公司，我所學的專業也是電氣行業。選這個課題可以能我更多的讓我

了解煤礦井下電網，是我可以提前熟悉自己的工作環境，這對我有百利而無一害。

其次，這個課題對我所學的專業也是一個補充。以前所學的知識也僅限于一些系

統，并未曾接觸過礦井電網。由于礦井井下的特殊環境，對電網了更高的要求，

這對我了解電力系統有很大的幫助。

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