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1.1煤礦井下供電系統運行不穩定
煤礦井下供電系統的運行受到多種因素的影響,對煤礦安全生產造成不良影響。主要表現為:變壓器的容量不足以及對備用電源的設計不滿足規范。變壓器容量不足的原因是在進行電氣設計時,沒有為供電系統留有充足余量,系統經過長時間的運行,處于超負荷狀態,供電系統的母線長期處于發熱狀態且用電超載,降低了電氣設備和電纜的使用年限。此外,由于電氣設備短路、雷擊、大型設備啟動等原因,會造成電網電壓波動,降低了供電系統的可靠性、穩定性和安全性。
1.2地面中性點直接接地的變壓器向井下供電
在實際安全考察中發現,大多數煤礦企業沒有按照規定安裝使用接入井下電源或非直接接地變壓器中性點,而是采用單個煤礦專用或多家煤礦共用接地中性點變壓器連接供電系統,通過三芯電纜線與三相火線的連接接入井下,使用保護接地與工作接地結合的中性線與單根相線接入辦公區域和生活區,以供生活用電。
1.3沒有采用雙回路供電系統
我國的規定要求礦井生產使用雙回路供電系統,年產量在6萬噸以下的煤礦可以使用單回路供電,但必須滿足備用電源的要求。但是,一些礦井仍采取單回路供電,雖然有些煤礦單位配置了柴油或汽油發電機,也僅僅為了應付檢查或停電時緊急照明。而且雙回路供電系統發電機容量限制情況下保證關鍵電氣設備即使停電也可正常運行,為礦井工作人員的安全撤離提供了機會,防止透水事故和通風機停轉導致粉塵、瓦斯聚集。此外,礦井周圍存在靜電和電火花,如果靜電接地不良,會造成放電火花甚至爆炸。接觸器和繼電器可能因質量不佳,在開合時無法分斷電流也會形成電火花;電纜長期在外力或超負荷狀態下工作,也可能產生電火花,從而引發短路,導致瓦斯爆炸。
1.4地面引入的供電線路沒有設置相關保護裝置
煤礦井下的規定要求供電線路、通訊線路、入井軌道、電機車架線在入井處必須安裝防雷裝置;井下使用的電器必須具備漏電、過流和接地等保護功能。井下電氣設備還要滿足防爆要求。但是檢查時卻發現有些煤礦并沒有按照規定將保護措施做到位,僅僅是將架空線接入井口,再由電纜線引入井下或者直接接入變壓器,如果遇到雷電襲擊,雷電會沿著導線侵入井下工作面,引起瓦斯爆炸或人員傷亡,設備遭受雷擊也會被嚴重損壞,存在巨大安全隱患。而且,煤礦井下工作環境較為潮濕,影響設備絕緣,漏電保護器能夠避免因漏電造成引發爆炸或明火,減少井下安全事故。
2煤礦井下供電系統的運行方式
2.1煤礦井下雙回路供電系統的運行方式
雙回路供電系統包括分列和并列兩種運行方式。分列運行指的是兩條線路同時運行,兩段母線間的聯絡開關斷開。分列運行適用于擁有較大負荷的變電和配電所,具有電纜線路的電流小、壓降小、線路距離長、停電面積小的優點;缺點是由于兩個回路具有不同負荷,對其總配電開關的保護整定也有所不同,如果一個回路停電,另一個回路的總配電開關也要重新進行整定,不利于兩回路之間快速切換。并列運行指的是當一條回路運行時,另一回路帶電備用,兩段母線的聯絡開關相連接。并列運行適用于擁有較小負荷的變電和配電所,優點是兩個回路擁有相同負荷,其總配電開關具有相同的保護整定,切換迅速;缺點是通過電纜線路的電流較大、壓降大、運行線路間的距離短,如果短路會造成大面積停電。
2.2煤礦井下供電系統的運行方式技術要求
我國頒布的煤礦生產的安全條例明確規定必須將雙回路供電運行技術應用到井下采礦區域的配電所、變電所中,為供電系統安全穩定運行提供可靠的保障。同時,井下變電所向部分通風機供電時,應采取分列運行方式,保障通風系統的安全可靠運行。此外,綜合考慮井下作業的機電設備的規格和負荷,制定科學的供電方案,提高礦區生產的安全性和效率,保證井下作業的高效穩定、節能經濟。
3煤礦井下供電系統的優化措施
一方面,井下供電系統的電源經地面變電所通過兩臺主變壓器設備接入井下作業面實施供電。位于地面的主變壓器采用一臺運行、一臺備用的運行方式,利用雙電源向井下所有電氣、動力、照明設備提供安全穩定供電。井下變電所的饋電盤柜為通風系統、給排水系統經過雙回路電源實施供電。根據機電設備的容量和功率,按照1140V、660V進行電壓的優化設置,按照127V對通信、照明和其他電氣設備實施供電,按照36V對交流控制回路進行供電。另一方面,對井下供電系統要采取積極有效的漏電保護措施,建立匹配完善的保護體系。所有電氣設備的保護接地裝置和局部接地裝置都應同井下主接地極連接成一個總接地網。嚴格要求井下電工按規范接線,確保電纜頭密封,防止進入潮氣引起漏電事故。對井下電纜懸掛到一定高度,防止出現“擠、壓、砸、淋”等現象,減少漏電事故的發生。及時對饋電開關進行檢漏保護試驗和遠方檢漏試跳試驗,確保漏電保護功能有效,及時切斷漏電回路。
4小結
航空電子通信網絡拓撲結構指的是航空電子不同子系統在物理層面的互連結構。典型的網絡拓撲結構包括三種:一是單級總線拓撲結構,此結構中的所有子系統均與同一條總線電纜相連。此結構適宜用在航電子系統數量少、網絡通信負荷低等情況下;二是多單一級總線拓撲結構,該結構中各個子系統均根據功能或通信頻繁程度予以分類,并將各類子系統連到兩個或多個總線電纜上,適用于子系統較多、通信負荷較重的系統中;三是多級總線拓撲結構,該結構中至少包括功能高低有別的兩級總線,其中,下級總線負責對上級總線所發出的控制命令進行接收,同時,下級總線向上級總線回發相應的工作參數,適用于航電中部分功能單元數量多、且不同單元需下級總線連網進行通信的子系統中,此結構管理較為復雜,需要設計好上、下級總線的硬件網關,還要對其信息交換進行組織。為了解決網絡拓撲結構的選取問題,設計過程中應針對機載設備數量、響應時間、可靠性、吞吐量等,優化選擇或組合出最佳的網絡。對于ACT飛控系統而言,其共包括7個節點,通常而言,其中1個是總線控制器,剩余均為遠程終端,多數情況下,系統通信量均不太繁重,網絡連接節點也相對較少,因此,應盡量選取單級總線拓撲結構,這樣不僅滿足了通信的需求,也便于實現。
2時間同步機制的建立
在航空電子通信系統中,每個子系統都擁有能夠獨立工作的計時時鐘,它們之間會存在一定的時間誤差,為了保證子系統之間在傳輸信息和執行實時任務的同步性,必須建立時間同步機制,統一整個通信系統時間,這里所說的時間統一,不僅僅包括上電之后能夠在短時間內迅速達到統一,還包括飛行過程中始終保持統一。時間同步機制將大幅度提升航空飛行效率和穩定性,并確保子系統工作在有序進行的前提下,實現步伐統一和指揮統一。時間同步機制的原理:實時計時器(RTC)和時鐘分辨率是航空電子通信系統各個子系統中安裝有的設備,每個RTC的長度均一致,在上電后它們會自動計數。依照整個系統和子系統RTC精確度的要求,計算出總線控制器RTC的廣播周期值。通過系統總線控制器向子系統進行周期性廣播RTC值,各個子系統根據此周期計算自身RTC與總線RTC間誤差,得出誤差后修正時間,并按照此時間執行實時任務。航空電子通信系統RTC精確度的要求越低,周期值越大;反之越小。
3故障處理
在航空電子通信系統通信過程中,要求系統能夠及時對所發生故障進行排除。對于總線控制器而言,其在子系統故障處理方式方面,同非總線控制器不同,非總線控制器在故障發生后處理方式也不盡相同,如果子系統多路總線接口的硬件存在故障,此時,狀態字的終端標志位置位,若并非硬件故障和永久故障,則子系統標志會置位。若故障更加嚴重,中央處理器無法運行,此時,通信系統會發出相應的指令,禁止響應總線控制器所發出的各項命令。由于三種故障情況的處理方式不同,因此,必須根據實際需要進行分析,以防運行存在錯誤,影響通信過程。對于總線控制器而言,其處理故障也需要分情況進行??偩€控制器需要對發生故障的子系統進行判斷,并對故障電纜作出相應的記錄,由于通信故障包括臨時性故障和永久故障,因此,總線控制器需要根據系統需求,在雙余度電纜上先開著調試,若簡單調試后故障消失,則屬于臨時故障,若故障長時間內無法消除,則可能是子系統或電纜硬件存在問題。若采用雙余度電纜重新調試,故障仍存在,即為永久故障,此時,總線控制器會進行記錄。
4結束語
電子技術之所以在人類生產生活的方方面面得到廣泛推廣與應用,主要是因為其具有明顯的優勢,本文經過研究分析,總結出其存在的優勢具體表現在以下幾個方面。第一,全控化。該性能主要是針對自關斷器件來講的,傳統的電器件是半自動控制的,這種電子器件的換相電路非常復雜,而通過電子技術的發展與應用,使自關斷器件的電路得到了進一步優化,實現了全自動控制操作。第二,集成化。這種集成化主要是將全部的全控型電子器件用很多的單元電子器件連接在一起,放在一個基片上,與以前的電子器件分立方式相比,節約了很多的時間;再次,高頻化。這個優勢主要是因為電子技術實現了集成化,這就大大提高了電子器件的工作速度;最后,高效率化。這個優勢主要體現在電子器件和變換技術上,這是因為電子器件在運行時,通過電子技術能夠降低導通壓降,從而就減少了導通消耗;電子技術的應用提高了電子器件開關上升與下降的速度,這樣又減少了開關的消耗;電子技術的應用使得電子器件的運行狀態更加平穩,這樣又提高了運行的效率;軟開關技術在變換器中的廣泛應用,對提高強電系統的運行效率也起著重要的作用。其次,電子技術在強電系統中有以下幾個方面應用的意義。第一,電子技術在強電系統中的廣泛應用,有效的提高了電力能源的應用效率。先進的電子技術可以提高強電系統運行的安全與穩定,并且實現了對電力資源的優化配置,這樣就降低了電力企業的投入成本,提高了電力企業的經濟效益。第二,對于我國社會主義現代化建設具有重要的推動作用。伴隨著高端科學技術的發展以及新型產業的研發與應用,越來越多的產業需要在投入使用前進行全面的電子技術處理與加工工作,并以此保障互聯網網絡下電力系統的運行安全與穩定。
2電子技術在強電系統中的應用
研究電子技術作為信息時展下的一項新技術,是強電技術與弱電技術結合的重大突破,其在生產生活中的廣泛應用有效的推動了我國經濟社會的快速發展。第一,在發電系統中的應用。電子技術在發電系統中的應用,主要是對發電系統所使用到的機械設備的運行特性進行改善,從而調節發電系統中的功率。如果對大型發電機的靜止勵磁進行控制時,水力和風力發電機的變速恒頻勵磁,從而對風機水泵的變頻進行調速,在結構較為簡單的靜止勵磁中,使用了晶閘管整流提高了靜止勵磁的可靠性,且需要花費的資金成本較低,在電力系統中以極快的速度發展。在控制水力和風力發電機時,對轉子中的勵磁電流產生的頻率進行調整,提高水力和風力發電的功率,可以有效地降低水力和風力的頻差。電力系統中的風機水泵的耗能極大,占了整個系統中的65%,且工作效率極低,只需要在系統中安裝變頻調速就可以解決這些問題,但是我國能夠運用高壓大容量的變頻器的實力的系統不多,更何談是能夠精確的控制。第二,電子技術在輸電環節的廣泛應用。直流輸電技術的研究與應用。高壓直流輸電,其送電端的整流和受電端的逆變裝置都是采用晶閘管變流裝置,它從根本上解決了長距離、大容量輸電系統無功損耗問題。直流輸電技術不僅具備了穩定性強、控制性強、操作性強、靈活度高、電容量大等特點,并且在不同地質地貌下遠程輸電工程中發揮著至關重要的作用。
3結語