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山西高河煤矿智能供电系统如何完成无人化建设？
矿山档案-021
矿山基本情况
矿山名称：高河煤矿
所属公司：山西高河能源有限公司
成立时间：2006年
项目区位：山西省长治市
项目指标：2006年2月开工建设，2012年6月正式投产。可开采储量约12亿吨，服务年限为44年。主要煤种为低挥发份烟煤和半无烟煤，主要面对市场为火力发电厂和炼钢厂，年平均产量为600万吨。
图1 高河煤矿鸟瞰图
主要建设内容
山西高河能源有限公司作为国家首批智能化示范煤矿之一，同时也是山西省10座国家智能化示范矿井之一。积极贯彻落实国家发改委、国家能源局等八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，以潞安化工集团“1+3+N”智能煤矿建设理念为指引，按照“以机械化为基础、自动化为主导、信息化为支撑、智能化常态应用为方向”思路，推行“机管代人管、自动代主动、智慧代智能”革命，系统推进矿山智能化建设落地。
（一）建设情况
高河能源智能供电项目是在深入研究高河能源现有供电现状的基础上，综合运用工业智能物联网的相关经验、技术和产品；将数字化变电站技术、智能电网新技术、智能传感感知技术、边缘计算技术、远程云运维功能、手机APP功能应用到煤矿供电监控系统中来。
实现了煤矿高低压供电系统防控预警、监测监控、保护、故障分析、故障定位、故障闭锁、能源管控、安全作业管控、远程运维、融合联动与快速恢复供电等一系列智能化功能，彻底解决了煤矿高低压供电系统无人值守、设备巡检、环境监测、漏电选择性动作问题、防越级跳闸和自动故障定位保护问题，能够做到智能感知机电设备的运行状态，进行大数据深度挖掘、智能分析、智能判断，可预知设备故障、优化运行环境、优化设备配置，从而达到电气设备安全、经济可靠运行的目的。
1.建成了煤矿智能供电云网融合管控平台，实现了煤矿井下智能供电的安全稳定、系统优化高效、节能环保，达到了智能、少人、无人的目标，解决了煤矿井下供电技术难题以及现场存在的实际问题。
2.实现了井上下供电系统的统一监控、信息的统一管理、平台的全覆盖。
3.实现了的防越级跳闸保护系统、精准选择性漏电保护系统全电网覆盖，智能统计分析、倒闸操作等。
4.实现了智能管控平台的设备、井下局部通风机无人值守、设备监控信息、供电系统实现统一展示，互联互通。
图2 智能管控平台
（二）主要建设内容
升级电力监控系统为智能供电物联云平台，具体实现以下功能：
1.智能监控功能、音视频联动、应急联动、批量远程漏电试验、一键式复送电、扰动（故障）录波及分析、带电停电区域动态着色等功能；
图3 音视频联动、智能监控
图4 远程漏电试验、一键式复送电、带电停电区域动态着色
图5 扰动曲线分析
2.智能故障分析、电网扰动数据采集、扰动曲线分析、诊断分析、故障定位、故障隔离功能；
图6 故障录波分析
图7 智能故障分析
3.定值在线计算与定值自适应功能，确保保护在最优的保护定值下运行；
4.定值校验异常告警功能；
5.防越级网络完好性诊断预警功能；
6.开关的健康诊断及预知性维护功能；
7.开关设备、电气负荷、系统接地、母线电压失衡、控制回路异常等统计分析功能；
8.智能运维功能；
9.节能降耗、能耗分析、能耗决策功能；
图8 定制在线计算
图9 定制合理性检查
（三）工作经验
1.要有统一的管控平台支撑，充分考虑与现有设备情况相结合，保障建设的功能完善性和兼容性，确保软硬件产品的安装、调试能顺利按时完成；
2.系统建设过程中，结合矿井科队管理模式，充分考虑队组层级信息需求，在队组值班室同步建立监控平台，实现与集控中心数据共享；
3.要充分考虑经济实用性。高河能源在公司“算账”文化指导下，实现井上下设备用电信息的全面统计和智能分析，指导全矿节电管理工作，取得良好节能和经济效益。
技术特点及先进性
1.智能供电物联网云平台
智能供电物联网云平台将大数据统计、人工智能、智能电网新技术（防越级、精准选漏、智能开关、智能保护）、光纤通信技术、智能传感感知技术、可视化操作技术、开关全电动化操作技术、远程云运维功能等一系列现代化的新技术用到煤矿供配电系统中来，实现煤矿高低压供电系统供电拓扑、防控预警、监测监控、定值在线计算、定值合理性检查、故障预警、故障分析、故障定位、故障闭锁、能源管控、大数据分析、远程运维、应急联动与快速恢复供电等一系列智能化功能。
2.分布式防越级跳闸保护系统
分布式防越级跳闸保护系统采用网络化基因拓扑算法，实现防越级系统没有保护死区，整体可靠性高。
3.诊断信号法精准选漏保护系统
诊断信号法精准选漏保护系统具有100%选线准确率，实现精准选漏。
4.智能综合微机保护器
结合智能综合微机保护器，实现触头位置可视化监测、温度报警和过温故障指示等功能、实现设备的预知性维护。
智能化建设成效
高河能源智能供电系统通过物联网云平台技术实现了对井上下供电全流程的智能监控、智能诊断、智能运维，确保了矿井的供电安全、供电可靠。
1.实现了变电所可视化、无人化、智能化建设；
2.在线定值计算，使定值随电网结构变化而改变，提高保护动作正确性，减少停电时间10%；
3.通过能效智能分析和辅助决策，每年节约电能4%；
4.形成一套经过检验的智能电网的平台体系；
5.实现了电力设备数据建模、供电系统的自动拓扑、系统的健康诊断分析、预警和预知性维护、提高无功补偿和制定补偿策略、在线式定值计算和定值校验、防止了井下短路故障引起的越级跳闸、解决了井下高压漏电无选择性难题。
来源@全国煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）
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