邵海岩
开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北 唐山 063000
摘要：在发展的过程中，我国电力企业极大地促进了煤炭工业的发展，但由于地面供电系统相对落后，无法更好地保护煤矿的地面安全。因此，有些线路老化严重，不能保证整个电力系统的安全稳定。因此，有必要对控制系统进行有效的升级，控制系统是整个供电网络的重要组成部分，需要对控制系统的运行质量进行全面的改善，从而有效地提高控制系统的运行质量。地面供电自动化系统为矿山的未来发展奠定了良好的基础。
关键词：地面供电；自动化；特点；应用
引言
地面供电系统作为整个矿山生产的供电设备，通过对其进行自动化改造，不仅可以保证矿山有足够的生产功率，而且大大提高了供电效率，有效降低了生产能耗。是矿山绿色现代化建设的必然选择。另外，矿井供电系统的自动化改造可以保证系统运行状态的实时监控，保证员工对供电情况有更好的了解，尽快发现潜在的安全隐患，实现最合理的配电。并最大限度地保证电力系统运行的安全性和可持续性。
1 矿井地面供电自动化系统概述
在运行过程中，地面供电自动化系统主要集成了计算机技术和网络信号传输技术。这是一个综合自动化地面电力系统管理和控制平台。系统的核心是对接地电源线、开关、变压器进行有效监控，为系统的调节提供有效的参考。基于开关电路元件的运行控制，实现了电路检测和分时供电运行。另外，地面电力自动化系统具有集中控制、开源的特点，可以有效地使地面电网运行具有一定的效率和简洁性。一般来说，地面供电网络自动化系统大多采用远程分布式监控系统，其常规网络结构示意图如图1所示。
.png)
2 系统特点
由于地面供电自动化系统由许多部分组成，而且每个部分都有自己的特点。一是站控层。这一部分是对系统的实时监控，也可以产生具体研究的信息，是地面供电自动化系统的核心。第二，网络层。网络层的主要功能是利用相应的网络技术进行信息传输，有效地梳理出站控层的信息。最终分析的结果被传输到间隔层，其中网络层充当信息传输层。最后是间隔层。对于间隔层，其主要任务是在不影响工作的基础上分析所传输的信息，然后对其问题发出警报，还可以用于修复已发生的问题。
3 系统配置分析
3.1 开关装置
地面电力自动化系统常用的开关设备主要有断路器、负载开关、高压熔断器和断路器。在整个供电系统正常运行时，断路器始终处于分闸状态，保证电路的正常稳定运行，但当电路发生故障时，断路器会自行断开，阻断电流，保护电路的安全；隔离开关的主要功能是为电源系统线路和设备的维护提供帮助，以切断电压并确保操作的安全性和有效性。
3.2 电流、电压互感装置
电流互感器和电压互感器在使用过程中与变压器相似。它们是电压设备与电网有效连接的设备。在使用过程中，如果在额定范围内，电压互感器的二次电压一般保持在100v左右;电电流互感器的二次电流一般为1A或5A。在此过程中，需要注意的是，瑞欧电流互感器二次运行时，应避免离线路太近，保证线路正常运行，禁止短路的形成，以保证地面供电自动化系统的正常运行。
3.3 变压器
地面供电自动化系统的运行过程中，变压器起着更为重要的作用，是系统运行中最重要的设备之一。一般来说，主要分为两绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。变压器在运行的过程中，相连的不同电压线路采用了同一绕组，其中绕组匝数同电压高低成正比例关系，同通过电流成反比例关系。
4 地面供电自动化系统在矿井中的应用
4.1 控制系统的硬件设备
控制系统的主要硬件设备是综合接入网关和环网交换机。综合接入网关的主要目标是能够对供电网络中的电路数据进行实时监控，并将其传输到相应的管理平台。这部分主要是根据实际情况来使用相应的控制器和操作系统，然后利用协议来实现跨平台数据传输。而对于环网交换机来说，主要是以太网为标准，将其应用于供电控制系统中。因此，环网交换机非常重要。它具有传输范围广，安装方法等特点。它还可以与井上的电源系统进行有效的通信。它不仅可以发挥自己的监控目的，而且更好的自动控制。
4.2 软件系统设计
自动控制系统的软件由数据库、程序设计语言控制软件和驱动程序接口组成。其中，数据库是对电路在运行过程中的相关信息进行有效控制，并能对其进行分类整理，是控制系统的核心部分，主要由五个部分组成。第一，就是组态数据库。这部分主要是用来分析数据、反馈信息、属性和时间等等相关数据。在搭建组态数据库过程中，可以在这其中将其数据利用AD0来有效实现，然后将其后所生产的信息由数据库进行有效保存。第二，事件库。该部分主要用于计算供电系统运行中出现的问题。因此，事件库的特点是能够及时分析数据，并具有更灵活的后期控制，当出现问题时，能够第一时间发现问题，及时解决问题。第三，优先级数据库。这部分可以调用数据库中的重要内容，并更好地划分其内容，明确不同数据的级别。因此，这部分是为了保证其时间的准确性。这部分的设计，首先要将它与整个计算机系统的时间同步，然后保证调用数据的时间是一致的，这样管理人员更方便分析数据。第四，历史数据库。这部分数据库的设计是为了在一段时间内及时存储数据，方便工作人员在工作过程中调用它，同时也提供管理信息。通过建立历史数据库，可以很好地减轻数据接口的负担。在设计历史数据库的过程中，采用历史数据缓存的方法来调整缓存区域和计算机内存中的数据。另外，我们还需要利用数据压缩技术对内存进行有效的控制。第五，内存实时数据库。这个数据库是整个数据库的一部分，主要负责数据交换。在建立内存实时数据库的过程中，需要对其访问接口进行优化。另外，控制系统中的驱动接口和编程控制软件均为供电网络控制中心，通过对其数据传输的分析，可以更好地实现数据传输并发出相应的指令。
5 应用效果
通过矿井地面供电系统的自动化设备，可以准确完成整套供电系统的输出功率分配，并根据各机组电气设备需求的不同，实现准确快速的供电，大大降低了矿山生产的功耗。并在一定程度上节约了矿山的生产成本。实时监控的主要目的是控制供电系统和电气设备的运行和工作状态，防止因线路故障和紧急事故造成大面积跳闸、断电，提高矿山生产条件的稳定性和安全性。
参考文献：
［1］修自慧.工厂供电系统的维护与改造［J］.锅炉制造，2018（06）：11-13.
［2］郝小鹏.借助失压保护延时功能提升煤矿供电系统的可靠性分析［J］.机电工程技术，2018（11）：70-72.
［3］许亮鹏.基于光伏发电的通信基站供电系统改造方案［J］.电子世界，2014（24）：93-95.
[4]赵晓琨.煤矿地面供电系统自动化研究[J].江西化工,2019(04):213-214.
[5]孟冯磊.矿井地面供电自动化控制系统设计初探[J].世界有色金属,2019(02):15-16.