论如何提高露天煤矿供电系统的可靠性.pdf

当代化工研究 / 〇 Modem Chemical Research 技木应用与研究 2020 13 论如何提高露天煤广供电系统的可靠丨 生 * 高 瑜 山 西 煤 炭 进 出 口 集 团河 曲 旧 县 露 天 煤 业 有 限 公 司 山 西 036500 摘 要 随着我国经济实力的不断发展，煤炭能源经济起到至关重要的作用，而露天煤矿开采是煤炭能源重要环节，在实际生产中，露天 煤矿供电系统是影响生产质量的重要因素。本文通过深入分析露天煤矿供电系统工作内容，并结合实际供电系统运行情况，提出针对性的 供电方案和改进措施，从而提高露天煤矿开采效率和质量，促进我国经济的长久发展. 关 键 词 矿山供电；露天供电；供电系统可靠性 中图 分 类 吾 TD613 文 献 标 识 码 A How to Improve the Reliability of Power Supply System in Open-pit Coal Mines Gao Yu Hequ Jiuxian Open-pit Coal Industry Co. , Ltd. , Shanxi Coal Import and Export Group, Shanxi, 036500 Abstract With the continuous development of Chinas economic strength, coal energy economy plays a vital role. And open-pit coal mining is an important link ofcoal energy. In actual production, open-pit coal mine power supply system is an importantfactor affecting the quality of production. In this paper, through in-depth analysis of the power supply system work content in open-pit coal mine, combined with the actual operation of the power supply system, it put forward targeted power supply scheme and improvement measures, so as to improve the efficiency and quality of open-pit coal mining, and promote the long-term development of Chinas economy. Key words i mine power supply; open air power supply-, reliability ofpower supply system 前言 一般情况下，露天煤矿采用的工艺属于半连续开采工 艺。为露天煤矿提供动能的设备是采掘场大型电源，在变电 站内弓丨出架空线路，使其通往露天煤矿内的移动变电站，然 后在经过各移动变电站准确的为各设备进行提供电能。在实 际露天煤矿内，需要铺设的供电线路主要有移动变电站、开 关柜、分线箱、穿采设备等构成，并且各设备之间有专用的 线路进行贯穿，确保连接稳定性。露天煤矿供电系统能够起 到监督管理作用，并且在运行过程中，能够实时接收供电信 息，例如，断电时间、次数和频率。因此提高露天煤矿供电 系统的可靠性，才能确保露天煤矿开采质量，保证开采工作 稳定进行。 1. 露天煤矿供电系统实际概况 通过分析某露天煤矿供电系统实际情况，可知该露天 煤矿主要采用35/6. 3kV/6300kVA移动式变电站、6. 3kV高压 开关柜和高压分线箱来实现提供电能功能。在实际生产过程 中，该供电系统还需要结合某型号电铲、钻机等超大型煤矿 生产设备，在提供电能时，要保证各类设备之间连接的稳定 性，因此要使用耦合方式来连接各设备，确保供电稳定性和 科学性。对于移动式变电站，其需要具有可移动性，因此在 安装时需要采用滑撬施工方案，以此来满足露天煤矿不同场 合的供电需求[1]。 2. 露天煤矿供电系统供电可靠性降低原因及其分析 ⑴供电可靠性降低原因 通过分析以往某露天煤矿供电系统运行情况，可知造 成供电可靠性降低原因主要有架空线路和供电线路等影响因 素，本文主要深入分析架空线路和供电线路所带来的影响。 ①架空线路影响 某露天煤矿在设计架空线路时，主要以南北空间作为 设计目标，以此来降低对煤矿内部空间的影响。但是在实际 应用中，由于露天煤矿存在着外排不合理、内排不充足等不 良因素，使得所建设的北部架空线路需要进行拆除，才能满 足露天煤矿的开采需求。而随着露天煤矿开采程度的不断扩 大，对于南部架空线路要进行二次设计和规划，并在限定的 时间内完成更换工作，将之前不合理的部分进行拆除，并利 用电杆回撤法，确保架空线路的合理性。但是随着露天煤矿 的不断开采，所设置的电杆也在不断的进行移动，该施工工 程所需要的施工周期较短、施工工艺简单，因此能够有效保 证架空线路的正常工作。如图1架空线路图所示。由于露天 煤矿区域大，因此所要开采的矿坑范围较大，在开采过程 中，经常性出现转向情况，而所铺设的供电系统线路大多集 中在煤矿西南处，所需要供电的设备转移到北部区域，这时 开采设备会受到供电影响，导致某些架空线路供电压力增 强，出现超负荷工作问题，严重时会出现电击穿问题，进而 会降低露天煤矿供电系统可靠性，影响露天煤矿开采效率和 质量[2]。 ②供电线路的影响 通常情况下，在露天煤矿供电系统运行前，需要检查线 路铺设合理性，才能进行供电操作。由于露天煤矿矿坑情况 较为复杂，因此在铺设电缆时，往往需要埋地、转向、绕圈 等，如果没有合理的铺设方案，会造成整个露天煤矿出现各 2020 13 技术应用与研究 当代化工研究 n Modem Chemical Research ,, 类线路互相交叉和跨越等现象。露天煤矿在开采过程中，所 需要的穿采设备还需要经常性的移动，因此所连接的线路也 要进行移动，在这过程中，会对线路造成不同程度的磨损， 降低线路使用寿命，如果没有采取相应的保护措施，为后期 的矿坑生产埋下安全隐患，降低露天煤矿供电系统可靠性。 除此之外，供电系统需要铺设大量的线路，因此所选择的线 路型号和质量成为影响供电质量的重要因素且约束着露天煤 矿供电系统可靠性[3]。 ⑵供电线路可靠性分析 ① 线路故障分析 由于所要铺设的线路众多，因此露天煤矿供电系统在实 际运行过程中，经常性出现线路故障，企业应当做好线路故 障分析工作，及时发现其中存在的问题，才能提高露天煤矿 供电系统可靠性。通过分析以往出现的线路故障数据，可知 现阶段露天煤矿所出现的线路故障主要有线路质量不达标， 在长时间导电过程中，出现接地或短路问题；线路所铺设区 域没有设置安全提示，导致所要连接的区域存在水源，使其 出现短路问题；由于线路铺设在露天煤矿内，会有大型运输 车辆经过，因此在长时间的碾压下，对线路造成严重的损耗 并出现偏移，出现两相接地或线路单相等问题[4]。 ② 供电距离分析 在分析影响露天煤矿供电系统可靠性原因时，工作人员 最容易忽略供电距离因素。在设计露天煤矿供电系统线路走 线时，往往是依据前期勘察数据和工作人员铺设经验来制定 供电距离，但是这种制定线路方案，可能会造成铺设线路工 作出现多次操作，进而造成不同电压情况下，穿采设备出现 断续工作情况。例如，电压超过工作值后，穿采设备工作， 当电压值低于工作值时，设备不能正常工作，降低露天煤矿 生产效率和质量。在某露天煤矿中，所使用的某系列电铲所 需要的启动电流较大，会对内部线路产生较大的电压差，在 实际工作中，多次出现白天电压达标时工作，夜晚电压低时 不工作情况，严重降低该生产设备工作效率。针对这种情 况，设计人员通过实际分析供电线路，并对供电距离进行优 化。结合监测系统提供的不同时刻电压值变化数据，可知移 动变电站在白天7点到下午3点时，供能电压值处在高点，晚 上7点到凌晨1点和凌晨3点到5点半，供能电压值处在低点， 通过计算得出日平均电压波动差最大时为lkV。结合架空线 路通过移动变电站传输效率、时间和距离，根据电能传输公 式，可知该型号电铲所产生的电压降为0.354kV, 设备所需 工作电压为5. 48kV。当提供的电压波动值处在5范围内， 电铲设备能够稳定运行。通过分析线路损耗公式，结合设备 正常运行时最低电压和移动变电站所能提供的最低电压值， 将其带入公式，从而得到合理的供电距离，进而提高露天煤 矿供电线路可靠性[5]。 3提髙露天煤矿供电系统可靠性的具体做法 ①加强管理，降低线路故障 通过分析以往出现线路故障问题，可知要解决线路故障 问题，企业需要加强管理力度，来保证供电线路铺设的合理 性和科学性。在实际应用中，需要提高员工在铺设电缆时的 对接工艺，并且要严格按照安装方案进行操作；对于施工操 作过程中出现的电缆随意扯、安装磨损和车辆碾压等情况， 应当提高施工现场监督管理力度，保证安装流程的合理性； 对于所选择的电缆质量不达标和型号不符的情况，例如电缆 接头处出现裂口、褶皱和重叠等问题。企业应当建立专门的 采购制度，明确采购标准，确保所采购的线路质量达到铺设 标准。在材料进场前，还应当抽样检查电缆质量，对于不达 标的电缆需要进行更换；一般情况下，露天煤矿地质可能存 在酸性土壤，会侵蚀电路，而且在长时间的使用中，会积累 热量而加速损耗，在敷设前，需要全面勘察敷设环境，结合 勘察数据来制定合理敷设方案，并采取科学化的防护措施。 通过创新管理技术，降低线路出现故障的概率，以此来提高 露天煤矿开采安全性，例如，在实际矿坑内，可能会出现掉 块问题，影响电缆传输电能质量，而某露天煤矿采取“ 端帮 路单桥跨电缆供电方式”，利用电缆软桥将所要敷设的电缆 进行连接，在源头处解决电路故障问题，降低后期维护成 本，进而提高露天煤矿供电系统的可靠性[6]。 ② 合理规划配电线路 由于所要敷设电缆距离较长、种类较多，因此在敷设线 路前，必须要合理规划配电线路，才能开展敷设工作。在实 际规划配电线路时，应当在保证供电质量的前提下，尽可能 缩短线路距离，降低线路损耗。另外，露天煤矿供电系统所 产生的电网波动会影响大型煤矿设备，针对这种情况，应当 采取增大电缆宽度措施，保证电压传输稳定性，确保大型煤 矿设备能够稳定运行[ 7 ] 。 ③ 定期做好检查工作 露天煤矿在开采过程中，由于使用设备种类较多，需要 性能强大的供电系统来保证供电稳定性，因此还需要每年定 期全面检查供电系统，确保供电系统的可靠性。首先，需要 根据露天煤矿供电系统运行情况来制定检查方案、安全防护 措施和紧急处理方案，明确工作责任，并将检查责任落实到 个人，详细记录每个检查项目内容，后期能够进行直接调取 检查。 3.结论 综上所述，露天煤矿供电系统能够有效提高开采效率， 但是在实际生产中，存在着线路损耗、故障等情况，影响穿 采设备的正常工作。企业需要加强管理，降低线路故障、合 理规划配电线路和定期做好检查等工作，从而有效提高露天 煤矿供电系统可靠性，促进我国经济的可持续发展。 【 参考文献】 [1] 郝小鹏.借助失压保护延时功能提升煤矿供电系统的可靠 性分析[J].机电工程技术,2018, 47 11 186-187. [2] 炱永.红柳林煤矿供电系统改造及安全可靠性研究[D].西 安科技大学， 2018. [3] 刘军， 王洪波.加快煤矿配电网络升级改造提升供电系统安 全可靠性[J].科技创新与应用， 2015 29 202. [4] 尤森.煤矿供电系统可靠性技术加强可行性研究[J].机械 管理开发， 2014, 29 05 99-100. [5] 马伟伟.浅谈提高煤矿井下高压供电系统安全可靠性的途 径 [J].黑龙江科技信息， 2014 25 23-24. [6] 于先桃.煤矿系统坚强电网安全保障体系与自动化系统浅 谈 [J].科技信息， 2012 10 374-375. [7] 陈子春.高可靠性供电装备在煤矿井下掘进工作面低压供 电系统中的应用[J] 水力采煤与管道运输,2010 01 23-27_ 【 作者简介】 高 瑜 （ 1990-,男，汉，助理工程师，山西煤炭进出口集团 河曲旧县露天煤业有限公司；研究方向矿山机电。