煤矿井下供电可靠性探讨.pdf

2020 12 百 家 争 鸣 当 代 化 工 研 究 Modern Chemical Research 煤 矿 井 下 供 电 可 靠 性 探 讨 * 畅彦军 山 西 寿 阳 潞 阳 长 榆 河 煤 业 有 限 公 司 山 西 045400 摘 要 本文对保障煤矿井下供电可靠性的意义进行分析，对煤矿井下供电可靠性的完善举措实行探讨，可通过不同方向出发确保煤矿井 下供电的可靠性，比如完善井下供电方案、合理布设井下供电系统、进行变压器设计、改进继电保护系统等，进而达到煤矿企业方面对 于井下供电可靠性的要求。 关 键 词煤矿；井下供电；可靠性 中 图 分 类 号T 文 献 标 识 码A Discussion on Reliability of Underground Power Supply in Coal Mine Chang Yanjun Shanxi Shouyang Luyang Chang 〇ihe Coal Industry C o. Ltd. , Shanxi, 045400 Abstract In this paper, the significance of ensuring the reliability of underground power supply in coal mines is analyzed, and the measures to improve the reliability of underground power supply in coal mines are discussed. The reliability of underground power supply in coal mines can be ensured through different directions, such as improving underground power supply scheme, rationally arranging underground power supply system, designing transer, improving relay protection system, etc., thus meeting the requirements of underground power supply reliability in coal mine enterprises. Key words coal mine underground power supply reliability 当前，社会各界人士越来越关注煤矿生产安全问题，所 以煤矿企业更加重视煤矿井下供电可靠性状况。因为井下开 采空间比较有限、对供电安全要求较髙，开采时为确保供电 系统运行的稳定需有效分配井下供电负荷，从而切实处理谐 波污染问题、设备配套问题[1]。不仅如此，而且应明确煤矿 井下供电系统运行方式技术要求，编制相应的井下供电方案 确保井下供电系统运行效果、安全。 1. 保障煤矿井下供电可靠性的意义 供电可靠性即为确保供电的连续性，由于突然中断供电 对于产量的影响非常大，同时会在一定程度上对机电设备构 成损害，引发人员伤亡问题。若发生矿井主通风设备停电情 况，易发生瓦斯爆炸、井下人员伤亡安全事故；对于煤矿井 下存在瓦斯、地下用水情况来讲，如果中断供电易致使工作 人员发生窒息、瓦斯爆炸、矿井淹没等状况，故而确保煤矿 井下供电的可靠性是非常关键的。 2. 煤矿井下供电可靠性的完善举措 1明确煤矿井下供电系统运行方式技术方面的 要求 遵循国家安全生产监督管理局及煤矿安全管理局的相 关煤矿安全条例，采取2回路电源供电运行方式，可延伸至 井下采区变电所，如此一来有助于保证井下供电系统运行效 果、安全。与此同时，局部通风系统供电井下变电所可选择 分列方式运行，保证井下通风系统的运行稳定[2]。供电系统 供电情况直接关系到井下作业面机电设备运行状况，因而井 下2回路供电电源可通过并列方式运行，采取2台使用、1台 留作备用方法进行处理，然后按照分列运行供电。此外，应 根据井下采区供电机电设备类型、负荷等级明确供电计划、 运行方法，确保矿井生产的质量和安全，及井下作业状况。 ⑵完善井下供电方案、合理布设井下供电系统 图1 井下供电系统的布设 井下供电电源通过地面变电所通过2台升压隔离装置 处理，于井下采区作业面提供电能。地面2台升压隔离装 置利用1台使用、1台备用的形式运行，以双电源于井下采 区作业面电气设备、照明，以及动力设备等供电。如此一 来，井下变电所可于排水、通风等系统提供双回路电源。 井下动力电压等级可遵循机电设备功率容积布设，即为 6.35kv、660V、380V。照明设备、信号设备、煤电钻设备， 以130V供电、交流控制回路通过36V供电。在此之后，构建 漏电保护机制模式，使用低压漏电保护器馈电开关加强对漏 电的保护，严格控制漏电、触电情况的发生。井下则需遵循 相关标准设置接地网、接地极，合理使用接地铜线、扁钢和 等电位联结体等构成完整的矿井接地网，达到井下供电的可 靠性要求，而井下髙低压电动机建议选择低压磁力启动器/ 真空启动器，于电气控制箱中安装继电保护装置，做好电动 机短路、漏电，以及过流等方面的防护工作。采区掘进工作 面中应用继电保护闭锁装置，进行风电闭锁、瓦斯电闭锁处 理，于回采工作面建立防护系统达到瓦斯电闭锁的效果。不 仅如此，井下供电电缆应按国家煤矿井下供电安全技术规 定，进行相关产品的安全标志工作显示阻燃性电缆相关标 当 代 化 工 研 究 -1- J 〇 Modern Chemical Research 百 家 亭 鸣 2020 12 志，以便加强井下供电运行维护，促使所有设备稳定、安全 运行[34]。煤矿井下作业环境较差，容易受到外界因素影响 危及到供电安全状况，因此，需要保证井下长距离供电可靠 性、合理布设供电系统。可在提高井下供电电压等级、分列 分段供电、增加供电电缆截面、完善供电计划等基础上，联 系井下供电系统运行维护情况，做好相应的供电系统维护工 作，进而提高井下作业的效果和安全。 ⑶加强煤矿井下供电的可靠性对策 如果煤矿井下负荷供电中断，容易构成人员伤亡、设 备损坏情况，这时必然无法有效维护煤矿企业的经济效益和 利益。针对于此，需要确保井下供电的安全性、可靠性，可 在各个矿井通过2回路电源供电，如果为一类负荷，如通 风、排水、立井提升等系统，建议将井下变电所通过2路备 用电源提供电能。井下供电双回路电源引入来源为不同发电 厂/变电所，配置完善的自动切换装置。主要目的发生回 路问题时自行切换装置为备用电源回路，以便在最短时间恢 复供电，提高井下作业的安全[5]。与此同时，为提高井下供 电的安全、可靠，井下供电2回路电源需要单独实行设置， 不可与其他负荷分接、共用。如果为大型煤矿可确保井下供 电的可靠性，应防止发生2回路电源同时发生故障问题，同 时合理布设井下柴油发电机、进行一类负荷供电，比方说 主通风及排水系统、立井提升系统等。 ⑷断路器设置及变压器设计要点 单电源进线采区变电所中，变压器 2 台、存在 高压馈出线则需设置进线断路器。 变压器实行分列运行，主要原因实行并列运行期间线路 对地电流增加无法保证安全。电网绝缘电阻降低无法确保漏 电机电器运行效果，产生漏电问题时易受到检漏继电器控制 2台变压器馈电开关因素影响，故此易发生大范围停电的问 题，建议进行变压器分列运行处理。 ⑶改进继电保护系统 优化煤矿井下供电继电保护方案的同时，应不断改进 继电保护系统，以便为减少供电系统故障、安全事故奠定坚 实基础。煤矿井下高压电动机和动力变压器等，均应遵循相 关标准合理设置短路、过负荷，以及接地保护功能，煤矿企 业方面需结合井下作业用电负荷的种类、保护等级及应用频 率，对井下供电系统继电保护方案完善处理[6]。除此之外， 需合理使用新型技术、设备保障井下供电的效果，并在发生 故障时及时排除故障。 ⑷做好井下供电设备检修、维护工作 煤矿井下供电设备使用过程中，功率、容量、性能等 会发生一定的改变，所以定时施行升级改造处理非常必要。 这就需要遵循检修维护方案，进行井下供电设备维修工作、 维护工作，从而切实提高供电设备的性能。相关需要注意事 项煤矿井下供电设备维修、维护时，如若观察到防爆电气 设备防爆性能降低、受损问题，则应立即作以更换处理，禁 止在井下采区作业面继续投入应用。若为陈旧机电设备，或 是不能达到安全规程机电设备，需作以更换处理确保供电系 统的性能。 7有效利用电气设备状怎览测系统 引进电气设备在线监测系统，可获得动态全程监测井下 供电设备的效果，通过使用该系统能对井下电网、电气设备 运行加以监测。同时结合安全系统监测数据信息，客观评判 井下供电系统是否存在故障、故障位置及特征等方面情况， 然后联系具体状况编制针对性对策处理，将事故区域电源切 断使非故障区供电保持安全状态[7]。 ⑶构建井下供电结构、采用动怎无功4卜偕装置 和消谐装置 所有分支回路均为独立运行，无法在分支线路以T和其 他负荷连接，所以需合理调节开采供电结构，以动态方式完 善内部配电线路的结构，有效减少供配电过度环节线路数 量、冗余线路数量，使得供电系统能够安全、稳定运行。 调节设备无功、有功容量，可提髙煤矿井下供电系统 供电质量、安全，并为井下机电系统供电提供支持。此时， 煤矿井下供电系统供电质量、功率因数的电能资源较佳，利 于对机电运行时产生的高次谐波分量加以控制，使得谐波所 致供配电网冲击力下降，有效延长煤矿开采机电设备使用时 间。 3 结语 煤矿井下供电系统运行时仍存在较多需要完善的部分， 故此为保证井下供电的可靠性，应以不同的角度出发做好安 全防护工作，如合理使用电气设备监测系统、动态无功补 偿装置、消谐装置等，设计断路器和变压器，进行井下供电 设备检修、维护等，进而有效维护煤矿企业的经济效益、利 益。 【 参考文献】 [1] 郭 旭 .煤 矿 供 电 系 统 防 越 级 跳 闸 改 造 方 案 设 计[J].机 电 工 程 技 术 ，2019 5 234-235. [2] 赵 志 峰 .短 路 保 护 在 煤 矿 井 下 供 电 中 的 重 要 性[J].石 化 技 术 ，2019 4 218-218. [3] 韦 永 忠 ， 张 宇 ， 朱 孟 周 ， 等 .考 虑 分 布 式 电 源 贡 献 度 的 单 元 制 主 动 配 电 网 供 电 可 靠 性 评 估[J] 智慧电力，2019 7 84-90. [4] 刘 红 英 ， 王 秋 里 煤 矿 变 电 站 电 力 综 合 自 动 化 系 统[J].煤 矿 机 电 ，2019 5 15-17. [5] 段 宜 廷 ， 张 旭 ,洪 海 生 ， 等 .国 内 外 一 流 配 电 网 供 电 可 靠 性 对 标 分 析 研 究 ⑴ . 电 气 时 代 ，2018 1 73-77. [6] 陈 佩 佩 . 煤 矿 井 下 集 中 供 电 系 统 设 计[ J ].能 源 技 术 与 管 理， 2019 5 18-19. [7] 沈 亚 兵 .煤 矿 井 下 低 压 供 电 系 统 漏 电 保 护 研 究[J].机 电 工 程 技 术 , 2018 7 75-76. 【 作者简介】 畅 彦 军 （ 1987- ，男 ， 山 西 寿 阳 潞 阳 长 榆 河 煤 业 有 限 公 司 ； 研 究 方 向 煤 矿 供 电 。 图2 井下供电设备检修及维护