煤礦電氣設(shè)備的智能保護研究

浦皓琪

（太原市明仕達煤炭設(shè)計有限公司，山西 太原 030001）

一、智能保護器械工作原理

一般情況下，保護單元會把所檢測到的所有電信號進行精確的區(qū)分，然后分別將其送入到電流變送器以及電壓變送器中，經(jīng)過轉(zhuǎn)化電壓最終穩(wěn)定在0伏到1伏之內(nèi)。然后再將經(jīng)轉(zhuǎn)換過后的電壓輸送至測量放大器中，經(jīng)過放大器的放大作用最終達到5伏左右的電壓值。再將其代表的電壓信號傳送至CPU，然后經(jīng)過CPU的特殊轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換作用最終把電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，至此CPU開始進行精確的計算以及處理。最后經(jīng)過CPU的最終判斷之后，由CPU對繼電器發(fā)出特定的命令，來對電路進行一定程度的調(diào)節(jié)。這就是智能保護的器械工作的基本原理，它能夠簡單有效的完成了對煤礦定期設(shè)備的保護工作，智能的控制可以盡早發(fā)現(xiàn)問題、及時的解決問題，與此同時還大大節(jié)省了物力與財力，是保護煤礦電氣設(shè)備的有效武器。

二、智能保護的硬件內(nèi)容

各大煤礦對于煤礦電氣設(shè)備的智能保護工作已經(jīng)全面展開，各式各樣的智能保護措施相互協(xié)作，努力保障著煤礦電力設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，以保障工作人員以及工作環(huán)境的安全。下面我們從煤礦電器設(shè)備安全的智能保護系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方面來對煤礦電氣設(shè)備智能保護來進行一定程度的研究。

（一）繼電保護系統(tǒng)

我們都知道高壓開關(guān)柜幾乎是每一個煤礦的中央泵房以及變電房都在使用的，與此相適應(yīng)，繼電保護系統(tǒng)也逐漸投入使用以保護和控制高壓開關(guān)柜。這個裝置工作原理很簡單，主要是通過電磁感應(yīng)的有關(guān)現(xiàn)象以及作用等來獲取電路的整體工作情況以及工作狀態(tài)等，與此同時繼電保護系統(tǒng)會自動的對電路中存在的一些異常情況進行一些監(jiān)護工作。繼電保護系統(tǒng)整個運行過程操作簡單，運行快速，是一種智能保護裝置，已在煤礦電氣設(shè)備的保護工作中廣泛使用。繼電保護系統(tǒng)一經(jīng)使用，煤礦中電器設(shè)備的性能得到穩(wěn)定的同時也推動了智能保護技術(shù)的進一步發(fā)展。

（二）防爆配電系統(tǒng)

煤礦內(nèi)的環(huán)境復(fù)雜，情況比較惡劣，因此對在煤礦中使用的各種電器設(shè)備的性能也提出了新的要求。防爆配電系統(tǒng)在煤礦中有著十分廣泛的應(yīng)用，是煤礦電氣設(shè)備安全運行的重要保障。同樣的，防爆配電系統(tǒng)也是一種智能保護器械。它主要運用了彈簧的有關(guān)特性來對電路進行智能的安全監(jiān)控以及保護。除此之外，近年來一種通過判斷電壓高低而產(chǎn)生大小不同的震動來控制電路通斷的保護方法也逐漸應(yīng)用到這方面上來。在新舊兩種策略兩種方法的相互配合之下，對于電器設(shè)備的監(jiān)控力度大大加強，電氣設(shè)備的安全也得到了十分有效的保障。

（三）漏電保護系統(tǒng)

由于煤礦環(huán)境的特殊性，電氣設(shè)備的漏電情況時有發(fā)生，是潛在的一個巨大隱患。相敏脈沖的使用可以有效的對漏電情況進行監(jiān)控。相敏脈沖可以感知電路中的電流大小，進而有選擇性的來對電路中的電流進行控制，有效的防止電路出現(xiàn)電流急劇增大的現(xiàn)象。漏電保護系統(tǒng)也是一種智能保護器械，對于煤礦電氣設(shè)備的安全使用來說是必不可少的一部分。

（四）邏輯判斷系統(tǒng)

煤礦中電氣設(shè)備的安全運行需要電路電路系統(tǒng)自主的對電路的情況作出分析與結(jié)論。為了實現(xiàn)電路控制的智能化，邏輯判斷系統(tǒng)在電路中廣泛使用。電路中的信號傳入邏輯判斷系統(tǒng)，邏輯判斷系統(tǒng)總結(jié)之前的判斷結(jié)果并且自己作出判斷，綜合分析后做出決斷。這樣一來，整個電氣設(shè)備系統(tǒng)的通斷都在掌握之中，有效的減少了安全事故的發(fā)生。

三、智能保護的軟件內(nèi)容

（一）軟件設(shè)計模塊化

對電氣設(shè)備保護的軟件系統(tǒng)進行設(shè)計是我們首先要進行的工作，能夠?qū)浖M行智能化的抗干擾控制是我們的最終目的。為了滿足這一要求，我們提出了軟件設(shè)計模塊化的概念。這一概念的使用使得程序相互耦合的程度下降。再加上在絕大多數(shù)的功能模板里我們定義了與此相對應(yīng)的不同的控制寄存器。這樣一來只有在滿足兩個均為設(shè)定狀態(tài)時才可以進行合閘，這樣誤動發(fā)生的幾率就被大大減小了。

（二）數(shù)字濾波

所謂的數(shù)字濾波就是一種求平均值的方法，能夠更為精確的對電路進行控制以及監(jiān)控。一般采集數(shù)據(jù)的量為六個，將這六個數(shù)據(jù)中的最大值以及最小值去掉后對剩下的四組數(shù)據(jù)求平均值。這是軟件設(shè)計中抗干擾設(shè)計的重要內(nèi)容，對于電氣設(shè)備的保障作用是不容忽視的。

（三）軟件陷阱

煤礦電氣設(shè)備智能保護的軟件也會發(fā)生故障，而故障一旦發(fā)生就有可能對電氣設(shè)備產(chǎn)生一些不利的影響。軟件在運行中最常出現(xiàn)的現(xiàn)象就是軟件跑飛，而且跑飛后的軟件會隨機不定的落在存儲器里的任何一個角落里，這樣就產(chǎn)生了軟件空缺，影響了整個保護系統(tǒng)的正常運行。而軟件陷阱的設(shè)置就有效的解決了這一問題。軟件陷阱存在的意義就是填補跑飛軟件所留下的空白填補起來，來保障保護程序的正常運行，避免電氣設(shè)備因此而發(fā)生故障。

（四）監(jiān)視程序

煤礦電氣設(shè)備的智能保護程序并不是萬無一失的，雖然我們有了很多有效的補救措施，但是防患于未然仍舊是我們最佳提倡的保護措施。因此我們要在設(shè)計智能軟件保護程序時加入適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控程序。我們形象的將監(jiān)控程序稱為“看門狗”，它的存在對于煤礦電氣設(shè)備的智能保護工作來說是一個有力的保障。保護程序出錯是十分常見的，由于程序出現(xiàn)問題中央處理器可能會因此進入一個死循環(huán)之中。監(jiān)控程序就可以有效的防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以保障處理器的正常運行，并且發(fā)揮其重要的功能。

結(jié)語

煤礦工作環(huán)境惡劣，電氣設(shè)備在煤礦中使用時面臨著十分巨大的挑戰(zhàn)，因此做好電氣設(shè)備的智能保護工作是十分有必要的。對煤礦電氣設(shè)備進行智能保護的方法有很多，我們可以從硬件以及軟件這兩個主要方面入手。通過硬件的加強以及軟件的合理設(shè)計，加強對電路的控制以及監(jiān)控就可以達到保護煤礦中電氣設(shè)備的最終目的。對煤礦電氣設(shè)備的智能保護工作保障者用電設(shè)備的安全，也保障者人們的生命安全。

[1]邱衛(wèi)東，曹海洋，張玉成，李寶峰.基于紅外成像技術(shù)的電氣設(shè)備熱故障在線檢測與診斷[J].煤礦機械，2012（11）：284-286.