摘要：随着煤矿事业的发展，煤矿对电力系统智能控制要求逐渐提升，传统煤矿井下开采使用的PB系列、BGP系列配电装置已经难以满足煤矿开采的高要求，对电力系统的监测和控制不够完善，很容易导致电力系统出现一些突发事故，从而造成重大的煤矿开采事故，不仅影响煤矿开采企业的经济效益，还会给煤矿开采作业人员带来生命威胁。 因此，有必要开发一种性能稳定、可靠性好、实用性高的煤矿电力系统智能控制单元。
关键词：煤矿电力系统；智能控制单元；设计
1、开发煤矿电力系统智能控制单元的必要性分析
当前煤矿电力系统的电力设备和电气设备已经难以满足煤矿开采的高要求，在运行的过程中存在一定的安全隐患，难以充分发挥保护功能，具体来说有以下几个方面：
首先，对于煤矿开采作业来说，其井下开采环境十分复杂，电力系统电力设备及电气设备在运行的过程中会受到多种井下环境因素的影响，很容易出现故障；第二，当前煤矿电力系统的开关控制电路以及保护电路主要以电子电路为主，一旦电力设备或电气设备出现故障，很难及时查明故障原因，给故障处理带来了困难，设备常常在没有保护的状态下运行，很容易引发安全事故；第三，为了更好的满足煤矿开采要求，电力系统中，电力设备及电气设备的内部电子元件越来越多，这就增加了故障的概率； 第四，许多煤矿开采企业在应用电力设备及电气设备的过程中存在不规范的问题，而不同厂家生产的配电开关、控制开关等配件的设计方案不同，电路原理存在差异，配件的通用性不高使得很难及时修复故障。
2、我国煤矿电力系统智能控制单元所存在的问题
随着计算机和电气自动化技术的飞速发展，许多煤炭企业开始使用Internet远程控制、电力系统智能控制单元构建分布式智能控制系统，实现远程操作。虽然研究和发展中国的电力系统智能控制单元已取得了一定的成果，如铅的发展，BGP等高压防爆控制系统整体上，但仍有许多亟待解决的问题。
2.1智能控制单元的性能不够完善
煤炭电力系统智能控制系统由不同的公共部件组成，系统的灵敏度、有效性、可靠性和安全性是由各控制单元决定的，控制单元和性能的提高直接影响系统的性能。 目前我国智能控制单元模块还在使用年代产品的开发，控制模块通过几年的经验和实践，虽然在稳定性方面有一定的保障，但敏感的性能，通信性能和故障判断绩效相对说还不完善，需要升级。
2.2智能控制单元难以适应井下作业工况
由于井下工作环境比较恶劣，许多智能控制元素在煤与瓦斯浓度的大环境下， 一些传统的电气控制设备容易脱皮老化，偶尔不控制开关操作或误操作事故。同时，虽然现有的高压防爆配电装置的过流、过压、漏电保护装置，具有一定的智能性，但遇到一些急救的情况将难以配合治疗，很容易导致重大事故的发生。
3、煤矿电力系统智能控制单元设计
3.1煤矿电力系统智能控制单元功能分析
基于煤炭相结合的智能控制算法，电力和事件的具体情况，对煤矿供电系统的智能控制单元的功能分析如下：通过智能控制单元实现对煤矿供电节能灯电源控制，具体而言，人体热释电传感器和光敏地铁轻轨和地下传感器如果测试一个人的活动，以实现电源的智能控制。基于对实时检测电流大小的地下电采样电路的智能控制单元， 井下电气设备的实时运行状态监控，看其是否正常工作，实现对电源的开启或关闭自动控制，有效保证煤炭的安全开采。通过液晶显示屏对当前时间、温度、工作电流等信息进行实时显示，一旦出现异常情况，系统将自动报警。
当井下电气设备时出现的电流或短路故障时，智能控制单元可以迅速切断电路，声光报警，给管理者和员工，使管理者掌握地下电力环境，实现供电时间的自动化控制，不仅保证了煤矿机电设备安全。同时实现节电资源。
3.2煤矿电力系统智能控制单元模块化设计
3.2.1硬件模块单元设计
电力系统智能控制单元的硬件模块包括信号采集、信号转换和信号反馈处理，是整个智能控制系统的核心部件。硬件模块的单元设计主要是从电力系统智能控制的原理人手，进而配备各种硬件设施，达到远程智能控制的目的。该智能控制单元的原理是电流信号采集及放大电压信号传输到中央处理器后，A/D信号转换装置将电流或电压信号转换成数字信号处理器，然后接入数字信号 一个中央处理单元，根据所计算的数字信号来保护数据与工艺工程师的处理和判断，最后自动逻辑动作，因此，在继电保护装置的端发送信号通过开启和关闭缓冲驱动总线上，从而实现电力系统的智能控制。
3.2.2软件模块单元设计
电力系统智能控制软件模块的设计，不仅包括传统的数据采集、转换、判断和处理程序，还包括故障识别、处理和存储系统是不正常的，可以说，软件模块设计的合理与否，很大程度上决定了安全稳定智能控制单元。 另一方面，在正常工作的软件模块，所有的时间来监控信号采集器上的线电流和电压信号采集设备，当信号在数据集的合理范围，进入程序自动判断下一步的工作，例如如果设备线路电流过载控制软件程序将自动加载电流过载保护装置模块，通过继电器动作，保证电力系统的安全与稳定。另一方面，软件模块的故障诊断和处理程序，在一对一关系的正常程序，一旦信号参数失败，整个系统程序为瞬时故障，根据故障诊断的下一步行动，你可以清楚地看到，如果控制系统工作正常，采集处理工作的主要程序通常信号，选择控制模块根据故障大小的数据量发生在一个系统时，系统会切换到故障处理程序。
4、智能控制单元应用效果
首先，煤矿电力系统智能控制单元的应用能够有效保证电气设备运行的稳定性， 煤矿开采作业中，井下环境十分复杂，电气设备运行很容易出现故障，智能控制单元的应用能够及时发现电气设备运行中出现的异常状况，并通过智能化分析来自动进行故障处理，有效保证了电气设备运行的稳定性。例如某山煤业股份有限公司龙滩煤矿就应用了智能控制系统，实现了矿井生产过程中的集中控制，建立了电力监控、安全电子监控系统，实现了矿井采掘过程自动化和电气设备控制智能化，保证了电气设备运行的稳定性，提升了矿井生产安全实力。第二，煤矿电力系统智能控制单元的应用能够有效保证电力系统的安全性，智能控制单元能够保证保护电路以及开关控制电路的的有效运行，保证设备处于保护状态下工作，从而避免了安全事故的发生。例如开滦（集团）钱家营矿业分公司就进行了综合自动化改造，主要包括环网升级改造、井上下电力监控系统构建、工业电视系统升级等，其中改造项目应用了智能控制单元，涉及到矿井生产和安全的各个子系统，建立了综合智囊调控中心，有效保证了电气设备运行的安全性。
结语：由于煤炭开采的特殊性，电力系统运行的稳定直接决定着井下作业的安全，于此同时我国煤炭工业正处于蓬勃发展的兴旺时期，煤炭开采规模和开采量急剧攀升。随着计算机和电子电气技术的相互融合，智能化的电力系统控制单元将会被广泛地应用到煤矿开采工作之中，这不仅会提高煤炭开采的效率，同时也能够大幅度地确保井下作业的安全性，可以说，智能化控制将会是未来煤炭电力系统的发展趋向。
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