(陕西省榆林市神木县神木新村神南产业有限公司 陕西省榆林市 719300)
摘要：随着新时期煤矿生产的快速发展，煤矿供电与电气设备稳定运行受到更多关注，作为煤矿开采的重要基础，供电系统安全稳定与电气设备质量直接关系到煤矿生产的整体效率与质量。下面文章就对煤矿供电系统与电气设备保护问题进行分析，并提出相应的改善措施。
关键词：煤矿供电；供电系统；电气设备；设备保护
引言
为提高矿山安全生产保障能力,国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善监测监控、人员定位、供水施救、压风自救、通讯联络、紧急避险等安全避险六大系统。“六大系统”设备布置比较分散,采用分散式供电模式,设备取电比较混乱,取自不同的馈电开关,无统一的规划,当外接电源发生故障后无法保证持续、可靠地为各个系统供电,影响煤矿安全生产。
1连采电气设备的组成及供电要求
1.1连采电气设备的组成
连采电气设备主要由移动变电站、高压开关、磁力启动器、控制系统及高低压电缆等组成。其中移动变电站主要由变压器、高压负荷开关、自动馈电开关所组成，移动变电站可以对变压器进行超温、短路、漏电、过负荷甚至电压电缆指示故障等的保护，保障连采电气设备的安全工作。高压开关可以对连采电气设备进行过电流保护、高压漏电保护、欠压保护甚至对其进行故障指示及远距离控制。磁力启动器具有短路、过负荷、单相运转、漏电闭锁、电流指示等功能。控制系统主要由转载机、采煤机、运输机以及胶带运输机控制系统所组成，这些设备共同构成了连采电气设备。
1.2连采电气设备的供电要求
由于连采工作面设备具有较快的回采速度，而且采区范围较大，用电量也比较多，这就使实际供电情况无法满足固定变电所的供电需求。因此工作人员可以利用移动变电站来提高自身供电效率以及供电质量，移动变电站可以有效减少采区的电压损失，同时还能缩短低压供电电缆的长度。移动变电站还能提高采区的供电电压，使采煤机、工作面运输机组及其他大容量电机可以正常工作。
2影响我国煤矿供电安全的主要因素分析
2.1煤矿企业供电系统设备老化,无法满足实际的生产需要
随着我国煤炭行业的现代化发展,煤炭企业原有供电系统的载荷能力已经无法满足实际的开采作业需要。同时,一些老旧的电气设备在经过长期使用后,出现绝缘老化以及局部过热等问题,严重影响了煤矿供电系统的运行安全,甚至会造成供电线路发生火灾爆炸等严重的安全生产事故,严重威胁了企业以及企业员工的生命、财产安全。
2.2继电保护环境不稳定
煤矿井下高压供电系统线路保护中存在的主要问题有以下两点：第一，单侧电源反射状电路结构是矿井常用的电路结构，由于从外部电网接入点至电能消耗单元的工作电流应从大到小不断减小，反馈强度应从弱到强逐级递增，过程控制层级较多且控制过程复杂，而且设计之初已经限定了电源保护的时限和定值，当系统发生故障时，整定值过小或过大，应急时间短；第二，煤矿采区变电所必须严格根据最远端的负荷性质和大小，按照公式计算的结果合理地整定用电设备的开关定值，然后根据用电终端功率最大的设备来确定过流保护定值，以工作面最长端的短路电流整定速断保护和过载保护的定值，一旦出现断路、短路等电路故障，就会出现多级断电，停电故障影响范围大。
2.3人为因素
人为因素导致煤矿供电事故的主要表现为供电系统管理人员的安全意识不强、整体操作素质较低,一些专业操作人员的管理存在缺陷、不具备高水准执行的安全管理能力。供电系统的管理人员对安全问题没有引起足够的重视,“安全第一”的思想没有牢记于心中,从而导致已有的安全作业制度无法贯彻执行到位,最终导致供电事故多发。另外,煤矿企业的执行力不到位,安排一些不符合岗位条件的职工去接受培训取证,导致上岗的专业操作人员没有掌握相应的操作技术。
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3煤矿供电系统和电气设备的保护的提升策略
3.1对传统供电系统结构进行优化调整
为了提高煤矿供电的安全可靠性,煤矿企业应对传统的供电结构进行优化改进。煤矿的供电系统应采用独立运行的支路结构,同时应避免其他负荷连接到供电系统中。此外,煤矿企业还应通过动态调整方式对煤矿供电系统的电路结构进行调整优化,从而减少供配电运行的冗余线路以及过渡,简化供电电路结构,使煤炭供电运行的经济性得到全面的提高。
3.2技术方案优化
智能型煤矿供电系统采用分层分布式结构,实现了对地面变电所、井下中央变电所、矿区变电所、移动变电所、高压配电设备(开关柜)和高压电磁阀的监控、保护和控制。系统由设备层、区域决策层和站控层组成。装置层包括高压配电装置(开关柜)或高压电磁启动器矿。区域决策层具有光纤高速以太网通信功能,包括不同位置的保护装置和保护站场。站控层包括后台监控系统、网络交换机和GPS定时系统。各种高压配电开关或电磁起动器保护装置与双光纤之间的网络型区域相连,形成设备层网络;各种联网和区域保护装置与双以太网(无源光网络EPON或数千兆光以太网)相连,构成UTE区域决策层网络;区域保护装置将监控系统与千兆以太网连接,构成站控制层网络。
3.3 增加资金投入提高电气设备
由于煤矿生产设备更新的同时电气设备也会随之更新,但是就目前我国煤矿行业的实际情况而言,仍然有相当一部分矿井下使用的电气设备非常落后,其中甚至包括不符合《煤矿安全规程》的标准要求,可想而知,如果继续使用存在高隐患、高能耗、应该淘汰的电气设备,无疑会对供电系统的安全、可靠、经济运行产生严重的影响,进而阻碍了煤矿生产的顺利进行。由此可见,必须加大力度淘汰或者更新改造此类电气设备,并要满足一下标准时才能投入使用,确保高压低压实现真空化,尽量避免维护,有利于实现微机型、智能化管控;尽可能采用高效、节能的干式动力变压器;高低压电缆都要阻燃,但是高压电缆应该交联化,而低压电缆则应该屏蔽化;逐步实现程序化、模块化、一体化的大型设备控制,建立远程监测电网运行的系统,从而能够实现电网调度的自动化。
3.4优化煤矿供电系统的继电保护
在常采用的10kV高压供电线路至井下的线路支路中装设继电保护装置，可以监测煤矿供电系统中有无出现短路、功能紊乱、电器量异常等状态量，监测这些状态量，判断供电系统的故障类型和性质，发生故障后自动跳闸并发出警告，形成继电保护。这样就保证了电流在主线和支线的合理分配，从而有利于科学地区分主线、支线的速断保护动作电流。
3.5加强对工作人员的培训,提高应急处置能力
煤矿企业应加强对工作人员的培训,提高其安全生产意识,并帮助其熟练掌握各种电气设备的操作规范,以减少由于人为操作失误而造成的供电系统安全事故。此外,煤矿企业还应制定有效的预案和现场处置方案,以提高应对断电等突发性供电事故的能力。煤矿企业应根据供电系统比较常见的故障类型制定有针对性的故障处置措施,提高故障判断的准确性以及故障排除的效率,才能有效控制突发性供电事故所产生的不利影响。此外,煤炭企业应建立高效的供电系统应急处置体系的管理组织结构,明确划分各岗位的职责分工,加强日常的应急处置演练,以增强企业员工应对供电系统安全事故的能力。
结语
总而言之,煤矿行业供电事故频繁发生,不仅会导致煤矿生产活动停工,甚至可能引发特大煤矿事故的发生,威胁到了采矿工人的人身安全,煤矿生产的安全性、稳定性也造成了严重的影响,因此,煤矿供电事故必须引起社会的广泛关注,认识到煤矿供电系统在煤矿生产活动中发挥着极其重要的作用，采用科学的方法提高供电稳定性，提高煤矿生产的整体水平。
参考文献:
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论文作者:王凤林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：煤矿论文; 供电系统论文; 电气设备论文; 高压论文; 故障论文; 变电所论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第19期论文;