礦井供電系統的可靠性、安全性、穩定性以及經濟性對于確保礦井生產設備的穩定運行，礦井的穩定生產以及井下人員的人身安全有著至關重要的意義。本文以此為出發點，針對供電系統自動化進行簡單的概述，并在此基礎上，從供電系統結構以及供電設備兩方面對供電系統自動化特性進行了分析，并對與之匹配的供電系統軟件系統進行了研究設計，為礦井供電系統自動化的更好發展與應用提供一定的借鑒與參考。

　　關鍵詞：礦井；供電系統自動化；改造

　　礦井供電系統是保證井下高效生產，井下安全系統正常運行的重要基礎設施，對增加礦山效益起著至關重要的作用。傳統的礦井供電系統隨著礦山安全、高產、高效要求的不斷提高，已不能滿足礦井供電的實際需求，因此，全面提升礦井供電系統的自動化發展是未來礦井供電系統建設的重要方向，對礦山經濟效益的不斷提升以及安全高效生產有著非常重要的意義[1]。

　　1.礦井供電系統自動化概述

　　通過與計算機操作技術及網絡信號傳輸技術的高度契合，礦井供電系統自動化是實現地面與井下實施綜合自動化監測與控制的服務平臺。其運行的主要核心任務有以下幾點：一是要對供電網絡中的開關及其它電路控制元件進行實時的操控，其中包括供電線路維修檢修、間歇性供電等綜合性供電服務平臺；二是要針對地面井下供電系統的線路、電氣元件、變壓器等裝置的實時運行狀態進行監測，為相關技術人員的判斷和操作提供依據；三是要對供電系統反饋的故障信息進行有效分析，為供電系統的有力維護提供重要依據。綜合概括起來為，礦井供電系統自動化具有集中控制化與開源化等諸多運行特性，使地面與井下供電網絡的操作與運行變得更加高效、簡潔、方便。遠程分布式監測控制系統是礦井供電系統自動化常用的布置方式，其一般的布置結構網絡示意圖如圖1所示。井上系統與井下系統是礦井供電系統的兩大模塊。集中控制中心與供電系統變電站是井上系統的主要組成部分。而井下系統包括，采區變電所、調度電網、監測與控制分站組成，井下所使用的所有開關，均為內部設置有微機保護裝置的高壓防爆式開關，同時具有遠程遙控及自動實現短路保護與過載保護等功能。

　　2.礦井供電系統自動化特點分析

　　(1)礦井供電系統自動化結構分析依據功能和特性可將礦井供電系統組件分為三大類，即站控層、網絡層、間隔層。下面依次介紹一下各層獨具的特性和相關功能。①站控層站控層的主要功能是對地面整個自動化供電網絡進行實時的監控，將監控的結果轉化成數據的形勢匯總到一起，并對其進行整理和分析，是地面供電系統自動化各項功能得以穩定實現的重要核心。②網絡層網絡層主要的功能是通過運用一定的網絡運行技術，實現站控層與間隔層之間的信息傳遞與接受，通過分析以及信息整合技術，網絡層可以把站控層所發出的信息轉化成間隔層所能接受的信息，是整個礦井供電系統的重要樞紐。③間隔層間隔層主要的功能是接受通過網絡層傳遞的礦井供電系統的運行信息，并對其進行分析，判斷其是否存在相關的安全隱患，如果存在的安全隱患級別是比較小的，系統可通過預設的解決命令對其進行自行修復，如果存在的安全隱患是級別比較大的，在不影響供電系統整體運行的情況下，通過發出安全警報的方式，提醒工作人員進行相應的處理，以此來在保持系統最優化以及連續運行的情況下，做出最小、最優、最合理的解決措施。(2)系統配置的分析①開關裝置負荷開關、斷路器、隔離開關以及高壓熔斷器等都是礦井供電系統實施自動化主要的開關裝置。隔離開關的主要作用是隔斷系統電壓，保證在對系統進行維修作業時，工作人員以及相關設備的安全，這里需要強調的是，隔離開關如果單獨使用是不能有效的阻斷系統產生的斷路電流，其需要在與斷路器共同的配合下方可完成作業。而且需要注意的是，在供電系統突然發生停電情況時，斷路器自行斷開后工作人員應當在第一時間內開啟隔離開關，而當在恢復系統供電時，采取的操作順序恰好相反，首先應閉合隔離開關，然后在開啟斷路器。采取這樣的開關順序措施，可以在系統突發故障時，對相應設備產生的損害達到最小。需要補充的是，斷路器在供電系統整個運行期間，始終是處于開啟狀態的，一方面是保證整個供電系統的穩定正常的運行，另一方面是在供電系統發生故障時，斷路器會選擇自行斷開，來阻斷電流，進而保證整個供電系統的安全性。②變壓器雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦式變壓器是礦井供電系統中常用的三種類型的變壓器[2]。一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈；而跨于此線圈的電壓稱之為一次電壓。在二次線圈的感應電壓可能大于或者小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的匝數比所決定的。因此，變壓器也可區分為升壓變壓器與降壓變壓器兩種。其中電壓大小與線圈匝數成正比，電流大小與線圈匝數成反比[4]。③電壓與電流互感裝置電壓與電流互感器在使用原理上與變壓器是基本相同的，都是用于把高電壓設備連入一般額定電壓電網的過渡裝置。其區別在于變壓器的容量很大，因為它的目的是為了更好的傳送電能，單位一般為千伏安或者兆伏安。而電壓電流互感器的目的是變換電壓，主要供電的目標裝置是繼電保護裝置以及測量儀表，用以保護在線路發生故障時的重要電機設備以及變壓器，或者用以供電系統線路電能、電壓、功率的測量，因此電壓或電流互感器的容量都很小，一般為幾伏安或者幾十伏安，而最大的也不會超過一千伏安。

　　3.礦井供電系統自動化軟件的設計

　　實時數據庫、編程語言操控軟件、I/O驅動接口是礦井供電系統自動化軟件的主要三個組成部分。其中實時數據庫是整個供電系統的核心所在，實時數據庫可以整理以及匯總整個供電系統所接受和反饋的多種多樣的運行信息，實時數據庫可繼續細分成組態數據庫、事件庫、優先級別數據庫、歷史數據庫、內存實時數據庫等五個字庫[3]。實時性是實時數據庫的一個重要特性，其中包括事務實時性以及數據實時性。數據實時性是指現場I/O數據的更新周期，作為實時數據庫，不能不考慮數據的實時性。一般數據的實時性主要是受現場設備的制約，特別是對于一些比較老舊的系統而言，情況更是如此。還有的就是事務實時性是指數據庫對其事務處理的速度。它包括定時觸發方式和事件觸發方式。事件觸發方式是指此類事件如果一旦發生，可立刻獲得調度，并得到相應的處理，其缺點是消耗系統資源比較大；而定時觸發方式的形勢是為在一定時間內獲得調度權，并進行處理解決，其缺點是及時性不強[5]。需要說明的還有編程語言操控軟件以及I/O驅動接口，它們是保證硬件系統在整個供電系統中能夠有效、穩定運行的重要前提和基礎，通過接受運行信號并對其進行有針對性辨別與分析，使相關數據信號得以保存和有效的傳達，進而對整個供電系統進行有效的指揮操控，實現設備自動化運行的目的。

　　4.結論

　　礦井供電系統在大幅度增強了動力提供效率的同時，在很大程度上降低了生產與人力的消耗，是我國礦山實現綠色以及現代化發展的必要手段。通過對礦井的供電系統自動化進行有利改造，實現了對礦井整個供電系統運行的自動監測和安全隱患的預防，使相應的工作人員能夠全面、細致的了解該供電系統運行情況，并對出現以及可能出現的安全隱患進行全面、有效的防治與處理，使礦井供電系統的運行能夠在最大程度上保持可靠、安全、穩定及持續，為礦井安全供電提供保障。

　　【參考文獻】

　　[1]高希睿.礦井地面供電自動化系統分析[J].機電工程技術,2018,47(03):107-108+158.

　　[2]蔡紅梅.地面供電自動化系統在礦井中的應用[J].山西煤炭管理干部學院學報,2016,29(02):55-56.

　　[3]宋偉云.礦井地面供電自動化控制系統設計初探[J].江西煤炭科技,2016(01):107-108.

　　[4]張婉.數字水務綜合數據庫管理系統設計與實現[D].廣東華南理工大學,2010:13-19.

　　[5]安靜.全自動不銹鋼杯型件拋光機的設計[D].廣東華南理工大學,2012:22-25.

　　作者：崔志勇