摘要：本文首先阐述了中国部分煤矿地面供电系统现状，接着分析了煤矿地面供电系统改造的重要作用, 最后对煤矿地面供电系统技术改造进行了探讨。
关键词：煤矿；地面；供电系统；技术改造
引言：
国民经济不断发展，对能源的需求量越来越大，煤炭资源在能源资源中占据着重要地位，地面供电系统的平稳运行对于煤矿的顺利生产至关重要。目前煤矿地面供电系统存在的一些问题严重影响煤矿的安全生产。煤矿的正常生产，需要供电系统的平稳运行提供保障，技术改造十分关键。分析煤矿地面供电系统的现状，提出煤矿地面供电系统技术改造的意见和建议。
1中国部分煤矿地面供电系统现状
一些煤矿的地面供电系统已经建造了较长的时间，虽然对供电设备进行了及时维护和更新，但是对于很对电气设施，缺少维护管理力度和及时更新，进行维护的工作量每年都在增加，使得供电系统有很多安全隐患，不利于煤矿进行安全生产。
煤矿用于高压配电的系统，一般具有较长的架空高压线路，因此经常有多台变压器同时且较长时间的处于运行状态，以满足矿区的电量需求。由于配电系统建设较早，使用年限较长，原先使用的电缆直径小，对电能的损耗大，一些横截面积小的导线无法满足供电负荷。
2煤矿地面供电系统改造的重要作用
2.1井下采煤安全作业的需要
随着我国煤矿企业的不断增加，进行井下采煤作业时，工作人员已挖掘超出1000米的深度，对井下工作人员而言，其安全问题受到高度重视，为确保井下采煤工作的安全、稳定性，必须拥有一个合理、可靠的地面供电系统，保证地下电源充足的情况下进行合理开采。如今，我国经济发展迅速，对相应设备不断更新换代，对煤矿企业的发展也提出了更多要求。为确保井下采煤工作的稳定进行，企业管理者应不断引进更加先进的设备，加大监督力度，对井下工人展开专业性培训，确保其在熟练操控仪器的同时，保护自身安全不受威胁。
2.2变电所变压装置扩容的需求
现阶段，由于煤矿用电负荷大幅度增加，其施加于变电装置的电力负载也必然有较大幅度地增加。由此需要对现有变压设备进行增容改造，并且需要在煤矿地面供电系统中同时设置两台变压装置。其中一台担负现时的电力供应，而另一台作为备用设备。在此种变压装置的设置模式中，其两台主变压设备的功能参数是完全相同的。欲实现此目的，变电所主要变压装置的整体负载能力一定要富裕量，因此必须对变压装置实施增容改造，以便满足当今时期煤矿生产对井下通风、排水、提升的要求。
2.3煤矿地面变电站设置高压配电装置的需求
为保持地面供电系统的稳定性，在变电所的基础上设置高压配电装置，能更好的实现稳定传输电压的目的。就目前而言，变电设施比较落后，从一定程度上影响了井下煤矿开采工作正常运行，另外，一些电气设备过于老旧，再加上没有对其进行定期维护管理，导致在井下煤矿开采工作中存在较多的安全隐患。相关管理人员应根据现代社会的发展要求，不断引进先进的电器设备，逐渐完善地面供电体系。
3煤矿地面供电系统技术改造
3.1变电站主变压器增容改造
最近一些年来，煤矿的产能建设达到了数百万吨，煤矿资源开采所需要的用电量保持上升的趋势，用电负荷会不断增加，估计在将来的一段时间内最大的电能会大于 3 万 KW。所以，应该把备用变压器安装在煤矿当中，如果电力系统出现意外情况，可以保持和变电站内的主变压器相同的容量。变电所的主变压器应该要大于 7万 KVA。可是，煤矿当前应用主变压器容量在 5 万 KVA之下，变电站内的主变电器无法为煤矿供应足够的电能，给煤矿的正常生产带来影响。所以，针对煤矿应用的主变压器来说，进行增容改造的变压器数量至少为 2 台，这样方能保证煤矿生产的顺利进行，为各类煤矿设备供应充足的电能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对变电站内主电压器进行增容改造时，应该选取能耗较少的电力变压器，具有较好的节能效果。
3.2地面变电站高压配电设施的改造
煤矿地面变电站具备室外高压开关场地，安装了一些高压配电装置，主要的设施有 ６KV 高压断路器、高压隔离开关和电流互感器等。该类电力设施生产的年代都比较久远，需要维护的工作量较大。在实际的应用过程中，该电力设施的绝缘性能下降得较为严重，对煤矿的正常生产十分不利，例如电流互感器由于绝缘能力下降严重会导致电力设施停止运行。因此，需要对这些电力设施进行更新升级，防止出现受潮等问题，保证供电系统安全平稳地运行。
3.3更新并改造高压电缆接线工艺
由于高压电缆在空气管方面还有很大的缺失，加上空气管内部容易受潮，极容易导致高压电缆带区域遭受腐蚀。除此之外，电缆空气管常年不进行检查和维修，常因顶部发生脱落对高压电缆造成损坏，高压电缆进行敷设的时间较长，由于这些情况的存在，导致严重的超负荷的现象屡次发生。基于以上种种情况，对此需要高压电缆接线工艺进行优化和改造，可对聚乙烯护套电力电缆及交联聚乙烯内部钢带铠装 MYJV22-6 型进行利用，主要应用原理是：低下主要传导巷、提升方式、斜井等在煤矿区变电站低下沟内进行横躺，这与《煤矿安全条例》中的四百六十六条规定中， “在特殊回风道及总回风道不应进行电缆铺设”的要求相符合 。以前进行电缆管道的安装，通常在风洞中设置，这样做的优势是可以保持高压电缆的干燥，避免其受潮，影响输电线路的正常运行，同时高压电缆出现火花时，发生瓦斯爆炸事故的几率较小，可对及时发现当中存在的问题或者事故并采取有效的手段进行处理，有效的防止安全事故的发生。
3.4设备的改造
3.4.1更换真空高防开关
一直以来煤矿使用的高防开关为普通型，其保护功能只有在当电流超过设定值之后采进行发挥，即过电流保护。但这一保护方式对于无法进行时间的约束，具有较低的可选择性。因此，在改造煤矿的地面供电系统时，可以将高防开关换成新型的真空高防开关，这种开关的优点是灵敏度很高且具有较强的保护能力。一旦负载发生短路，可以完成限时速断；如果发生过载，则可以进行反限时保护。
3.4.2电容器改造
使用高压集中进行补偿、低压分散组或者进行分散补偿相融合的补偿办法，使得供电系统变得精简，对电力设施的投资也降低。对于高压集中补偿，常常用在地面６KV 的母线上，容量为1800KVA，安装在电容补偿柜的相邻位置。电源切换柜、电容柜以及电容自动补偿柜需要重新进行配置。对于低压分组或者分散补偿，安装位置为车间变电所母线侧，或者安装在应用设备附近，对并联电容器应当进行分散安装，这样的补偿效果较好。这一方法具有较广的应用范围，但是效率较低。另外，对于需要补偿较大容量时，可以应用三者结合的方法。
3.4.3 380V低压配电室
380V低压配电室进行改造时，应当多配几台配电柜，更新时采用交流封闭低压配电柜。 380V母线可以承受的最大三相短路容量为79２0MVA，可以承受的最大电流值为1130KVA，并实现15KV 的分断能力，使得地面的供电系统保持稳定。
结束语：
煤矿的地面供电系统在很大程度上决定了煤矿能否顺利进行安全生产。改造原有的不符合要求的供电系统时，应该与企业实际情况相结合，制定的技术改造方案应当切实可行，使得供电达到安全、稳定状态的同时，推动企业向健康、可持续的方向发展。
参考文献：
[1] 吕延森. 煤矿供电系统防越级跳闸技术应用研究[J]. 煤炭科学技术. 2017(S1)
[2] 刘发林. 煤矿智能供电系统操控技术研究[J]. 智能城市. 2018(10)
[3] 王建文. 煤矿供电系统防越级跳闸的应用[J]. 山东煤炭科技. 2017(10)
论文作者:王运力
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
标签：煤矿论文; 供电系统论文; 地面论文; 高压论文; 井下论文; 电缆论文; 技术改造论文; 《当代电力文化》2019年第15期论文;