煤矿井下电网综合自动化系统开题报告

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开题报告: 煤矿井下电网综合自动化系统

设计（论文）

题目

设计（论文）

类型

（划“√”）

煤矿井下电网综合自动化系统的研究

工程设计 应用研究 开发研究 基础研究

√

其它

一、 本课题的研究目的和意义

煤矿电力系统变电站的安全、可靠和经济运行在很大程度上依赖于煤矿各个变电

站继电保护、控制和监测技术的完善程度以及它们的可靠性、技术特性指标和经

济性等多方面的因素。计算机技术的发展，推动了电力系统计算机自动化技术的

发展，煤矿电网综合自动化技术也日趋完善，它为调度中心提供了厂站端的运行

情况，通过控制操作和闭锁，可以实现煤矿井下变电站的当地和远方的监视和控

制;为远方的遥测、遥调、遥信、遥控和反事故措施提供了可靠的技术保障;无人

职守的变电站的建立提高了供电可靠性又实现了减员增效。通过对煤矿井下电网

综合自动化系统的研究，对于井下电力系统的运行可靠，保护和控制以及对井下

变电站的设计更加合理，布局更加紧凑都具有很重要的意义。

二、本课题的主要研究内容（提纲）

对煤矿井下变电站采用自动化系统，利用现代计算机和通信技术，对煤矿井

下各个变电站的二次设备进行全面的技术改造，取消常规的保护、监视、测量、

控制屏，实现综合自动化、以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平。并逐

步实行无人值班或减人增效。同时，采用新的保护技术和控制方式，促进各专业

在技术上的协调。达到提高自动化水平和运行、管理的目的;煤矿井下综合自动化

的内容应包括电气量的采集和电气设备(如断路器)的状态监视、控制和调行。实

现煤矿井下电网正常运行的监视和操作，保证煤矿井下电网的正常运行和安全。

发生事故后，由智能化装置，完成瞬态电气量的采集，监视和控制，并进行故障

录波，迅速排除故障。从长远角度看，煤矿井下电网综合自动化系统是实现以上

目标的一项重要的技术措施。

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三、 文献综述（国内外研究情况及其发展）

由于煤矿生产环境的恶劣，国内外煤矿自动化的总体水平落后于其它行业，但随

着煤矿机械化的发展，作为机械化高级阶段的自动化已成为煤炭工业当前研究的

热点之一，特别是以机电一体化为特征的自动设备广泛应用于包括煤矿在内的各

产业部门，极大提高了劳动生产效率和产品质量，促进了社会经济的高速发展，

从70 年代起机电一体化技术和产品在煤炭工业中得到了迅速推广与应用。这些主

要技术在煤矿电网综合自动化中的应用也日益增强，已成为不可缺少的一部分。

对于煤矿生产安全，监控系统则是其中一个最为重要的环节。目前，国外煤

矿安全监控系统已经进入第四代产品，典型的有美国MSA公司的DAN6400系统和德

国Bebro公司的PROMDS系统。我国从70 年代开始引进国外先进的安全监控系统及

其制造技术，经过20 多年的消化、吸收、到目前有20 多家科研、生产单位可以

生产煤矿安全监控系统， 主要产品有TF200、AL、KJ2、KJ4、KJ31、KJ66、KJ90、

KJ92、KJ95 等监控系统，就系统的结构和计算机应用而言，已达到国外较为接近

的水平，但从整体来看，可谓“神经键全、四支无力、头脑简单”。主要是传感器

种类少，寿命短、稳定性差，维护工作量大；软件档次不高，缺乏专家诊断和专

家决策，因而导致许多监控系统工作可靠性不高、利用率低。

四、 拟解决的关键问题

煤矿井下供电网络结构复杂, 受环境、地质条件等因素的制约, 影响供电系统运

行的不确定因素也较多。煤矿井下采区变电所供电服务对象为采煤、掘进、运输、

通风、排水等重要生产环节, 供电负荷种类繁多, 区域分布广, 负荷工作场所地

质条件复杂, 且存在瓦斯、煤尘、水等有害介质, 事故发生率高; 故障排查、停

送电周期长, 影响采区的安全生产; 供电部门每天用于值班和线路维护的工作人

员较多, 降低了劳动生产率，因此井下供电系统自动化是十分迫切的。

所以，本论文有待解决的关键问题是煤矿井下电网综合自动化功能如何实现：即

当煤矿井下电网发生故障时，如何快速的切除故障区域，使矿下停电面积减少，

快速的排除故障，并能在最短时间内恢复故障区域的供电，以减少故障区的损失。

怎样解决煤矿井下漏电故障，过电流以及接地等常见故障。另外，还有在正常情

况下，可以监视并控制煤矿电网的各环节的运行状态，以便及时发现隐藏的隐患，

便于快速解除。如何实现“遥测”“遥信”“遥控”“遥调”即“四遥”四遥功能，

“SOE”时间顺序记录，微机保护等自动化功能，最终实现无人值班变电所

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五、 研究思路和方法

煤矿井下电网综合自动化已经是煤矿发展的一个必然趋势。由于煤矿井下供电网

络结构复杂, 受环境、地质条件等因素的制约, 影响供电系统运行的不确定因素

也较多。我之所以选这个论文题目首先是由于我个人原因，我的工作单位是新矿

集团新巨龙公司，我所学的专业也是电气行业。选这个课题可以能我更多的让我

了解煤矿井下电网，是我可以提前熟悉自己的工作环境，这对我有百利而无一害。

其次，这个课题对我所学的专业也是一个补充。以前所学的知识也仅限于一些系

统，并未曾接触过矿井电网。由于矿井井下的特殊环境，对电网了更高的要求，

这对我了解电力系统有很大的帮助。

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