煤礦井下供電可靠性分析

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摘要：本文對保障煤礦井下供電可靠性的意義進行分析，對煤礦井下供電可靠性的完善舉措實行探討，可通過不同方向出發(fā)確保煤礦井下供電的可靠性，比如：完善井下供電方案、合理布設井下供電系統(tǒng)、進行變壓器設計、改進繼電保護系統(tǒng)等，進而達到煤礦企業(yè)方面對于井下供電可靠性的要求。

關鍵詞：煤礦；井下供電；可靠性

當前，社會各界人士越來越關注煤礦生產(chǎn)安全問題，所以煤礦企業(yè)更加重視煤礦井下供電可靠性狀況。因為井下開采空間比較有限、對供電安全要求較高，開采時為確保供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定需有效分配井下供電負荷，從而切實處理諧波污染問題、設備配套問題[1]。不僅如此，而且應明確煤礦井下供電系統(tǒng)運行方式技術要求，編制相應的井下供電方案確保井下供電系統(tǒng)運行效果、安全。

1.保障煤礦井下供電可靠性的意義

供電可靠性即為確保供電的連續(xù)性，由于突然中斷供電對于產(chǎn)量的影響非常大，同時會在一定程度上對機電設備構成損害，引發(fā)人員傷亡問題。若發(fā)生礦井主通風設備停電情況，易發(fā)生瓦斯爆炸、井下人員傷亡安全事故；對于煤礦井下存在瓦斯、地下用水情況來講，如果中斷供電易致使工作人員發(fā)生窒息、瓦斯爆炸、礦井淹沒等狀況，故而確保煤礦井下供電的可靠性是非常關鍵的。

2.煤礦井下供電可靠性的完善舉措

(1)明確煤礦井下供電系統(tǒng)運行方式技術方面的要求遵循國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局及煤礦安全管理局的相關煤礦安全條例，采取2回路電源供電運行方式，可延伸至井下采區(qū)變電所，如此一來有助于保證井下供電系統(tǒng)運行效果、安全。與此同時，局部通風系統(tǒng)供電井下變電所可選擇分列方式運行，保證井下通風系統(tǒng)的運行穩(wěn)定[2]。供電系統(tǒng)供電情況直接關系到井下作業(yè)面機電設備運行狀況，因而井下2回路供電電源可通過并列方式運行，采取2臺使用、1臺留作備用方法進行處理，然后按照分列運行供電。此外，應根據(jù)井下采區(qū)供電機電設備類型、負荷等級明確供電計劃、運行方法，確保礦井生產(chǎn)的質(zhì)量和安全，及井下作業(yè)狀況。

(2)完善井下供電方案、合理布設井下供電系統(tǒng)圖1井下供電系統(tǒng)的布設井下供電電源通過地面變電所通過2臺升壓隔離裝置處理，于井下采區(qū)作業(yè)面提供電能。地面2臺升壓隔離裝置利用1臺使用、1臺備用的形式運行，以雙電源于井下采區(qū)作業(yè)面電氣設備、照明，以及動力設備等供電。如此一來，井下變電所可于排水、通風等系統(tǒng)提供雙回路電源。井下動力電壓等級可遵循機電設備功率容積布設，即為6.35kv、660V、380V。照明設備、信號設備、煤電鉆設備，以130V供電、交流控制回路通過36V供電。在此之后，構建漏電保護機制模式，使用低壓漏電保護器饋電開關加強對漏電的保護，嚴格控制漏電、觸電情況的發(fā)生。井下則需遵循相關標準設置接地網(wǎng)、接地極，合理使用接地銅線、扁鋼和等電位聯(lián)結體等構成完整的礦井接地網(wǎng)，達到井下供電的可靠性要求，而井下高低壓電動機建議選擇低壓磁力啟動器/真空啟動器，于電氣控制箱中安裝繼電保護裝置，做好電動機短路、漏電，以及過流等方面的防護工作。采區(qū)掘進工作面中應用繼電保護閉鎖裝置，進行風電閉鎖、瓦斯電閉鎖處理，于回采工作面建立防護系統(tǒng)達到瓦斯電閉鎖的效果。不僅如此，井下供電電纜應按國家煤礦井下供電安全技術規(guī)定，進行相關產(chǎn)品的安全標志工作顯示阻燃性電纜相關標志，以便加強井下供電運行維護，促使所有設備穩(wěn)定、安全運行[3-4]。煤礦井下作業(yè)環(huán)境較差，容易受到外界因素影響危及到供電安全狀況，因此，需要保證井下長距離供電可靠性、合理布設供電系統(tǒng)?？稍谔岣呔鹿╇婋妷旱燃?、分列分段供電、增加供電電纜截面、完善供電計劃等基礎上，聯(lián)系井下供電系統(tǒng)運行維護情況，做好相應的供電系統(tǒng)維護工作，進而提高井下作業(yè)的效果和安全。

(3)加強煤礦井下供電的可靠性對策如果煤礦井下負荷供電中斷，容易構成人員傷亡、設備損壞情況，這時必然無法有效維護煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益和利益。針對于此，需要確保井下供電的安全性、可靠性，可在各個礦井通過2回路電源供電，如果為一類負荷，如：通風、排水、立井提升等系統(tǒng)，建議將井下變電所通過2路備用電源提供電能。井下供電雙回路電源引入來源為不同發(fā)電廠/變電所，配置完善的自動切換裝置。主要目的：發(fā)生回路問題時自行切換裝置為備用電源回路，以便在最短時間恢復供電，提高井下作業(yè)的安全[5]。與此同時，為提高井下供電的安全、可靠，井下供電2回路電源需要單獨實行設置，不可與其他負荷分接、共用。如果為大型煤礦可確保井下供電的可靠性，應防止發(fā)生2回路電源同時發(fā)生故障問題，同時合理布設井下柴油發(fā)電機、進行一類負荷供電，比方說：主通風及排水系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)等。

(4)斷路器設置及變壓器設計要點單電源進線采區(qū)變電所中，變壓器≤2臺、無高壓饋出線時不需設置電源斷路器。反之，變壓器數(shù)量＞2臺、存在高壓饋出線則需設置進線斷路器。變壓器實行分列運行，主要原因?qū)嵭胁⒘羞\行期間線路對地電流增加無法保證安全。電網(wǎng)絕緣電阻降低無法確保漏電機電器運行效果，產(chǎn)生漏電問題時易受到檢漏繼電器控制2臺變壓器饋電開關因素影響，故此易發(fā)生大范圍停電的問題，建議進行變壓器分列運行處理。

(5)改進繼電保護系統(tǒng)優(yōu)化煤礦井下供電繼電保護方案的同時，應不斷改進繼電保護系統(tǒng)，以便為減少供電系統(tǒng)故障、安全事故奠定堅實基礎。煤礦井下高壓電動機和動力變壓器等，均應遵循相關標準合理設置短路、過負荷，以及接地保護功能，煤礦企業(yè)方面需結合井下作業(yè)用電負荷的種類、保護等級及應用頻率，對井下供電系統(tǒng)繼電保護方案完善處理[6]。除此之外，需合理使用新型技術、設備保障井下供電的效果，并在發(fā)生故障時及時排除故障。

(6)做好井下供電設備檢修、維護工作圖2井下供電設備檢修及維護煤礦井下供電設備使用過程中，功率、容量、性能等會發(fā)生一定的改變，所以定時施行升級改造處理非常必要。這就需要遵循檢修維護方案，進行井下供電設備維修工作、維護工作，從而切實提高供電設備的性能。相關需要注意事項：煤礦井下供電設備維修、維護時，如若觀察到防爆電氣設備防爆性能降低、受損問題，則應立即作以更換處理，禁止在井下采區(qū)作業(yè)面繼續(xù)投入應用。若為陳舊機電設備，或是不能達到安全規(guī)程機電設備，需作以更換處理確保供電系統(tǒng)的性能。

(7)有效利用電氣設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)引進電氣設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，可獲得動態(tài)全程監(jiān)測井下供電設備的效果，通過使用該系統(tǒng)能對井下電網(wǎng)、電氣設備運行加以監(jiān)測。同時結合安全系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，客觀評判井下供電系統(tǒng)是否存在故障、故障位置及特征等方面情況，然后聯(lián)系具體狀況編制針對性對策處理，將事故區(qū)域電源切斷使非故障區(qū)供電保持安全狀態(tài)[7]。(8)構建井下供電結構、采用動態(tài)無功補償裝置和消諧裝置所有分支回路均為獨立運行，無法在分支線路以T和其他負荷連接，所以需合理調(diào)節(jié)開采供電結構，以動態(tài)方式完善內(nèi)部配電線路的結構，有效減少供配電過度環(huán)節(jié)線路數(shù)量、冗余線路數(shù)量，使得供電系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行。調(diào)節(jié)設備無功、有功容量，可提高煤礦井下供電系統(tǒng)供電質(zhì)量、安全，并為井下機電系統(tǒng)供電提供支持。此時，煤礦井下供電系統(tǒng)供電質(zhì)量、功率因數(shù)的電能資源較佳，利于對機電運行時產(chǎn)生的高次諧波分量加以控制，使得諧波所致供配電網(wǎng)沖擊力下降，有效延長煤礦開采機電設備使用時間。

3.結語

煤礦井下供電系統(tǒng)運行時仍存在較多需要完善的部分，故此為保證井下供電的可靠性，應以不同的角度出發(fā)做好安全防護工作，如：合理使用電氣設備監(jiān)測系統(tǒng)、動態(tài)無功補償裝置、消諧裝置等，設計斷路器和變壓器，進行井下供電設備檢修、維護等，進而有效維護煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益、利益。

參考文獻

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作者：暢彥軍 單位：山西壽陽潞陽長榆河煤業(yè)有限公司