摘要：在当前的电力系统之中，发电、输变电、用电以及供配电是重要的构成，并且也占据了重要的地位。随着煤炭企业的不断发展，随着对电力资源需求量的飞速提升，对于供配电系统提出的要求也在逐渐升高。企业发展规模的不断扩大在带来更加巨大经济效益的同时也使得矿井生产作业安全性的重要性不断突出，其中尤以在井下应用数量众多的电气设备与供电系统运行的安全性对整个矿井安全的影响最为显著。有鉴于此，为充分保障井下电气设备和供电系统的持续安全运转，矿方必须立足管理、维护、监测等多个角度，针对矿井用电安全构建立体化管控体系，从而确保其运行的持续、有效，为矿井安全提供坚实保障。
关键词：煤矿；井下；低压供电系统；保护
1矿井电气设备与供电系统
同其他地面工业供电体系相比，煤矿供电体系对安全的要求标准更为严苛，特别是井下运行中一旦出现任何意外，便往往会造成不堪设想的严重后果，同时这也决定了煤矿电力体系的独特性，其具体表现为：井下供电系统的管理既要考虑作业人员的安全还要对用电设备的安全进行考量，确保供电质量和供电时间的合理分配，最大化保障井下作业安全的同时实现成本支出的最优化。大体来说，矿井电气设备可以划分成两大类，其分别是常规电气设备和防爆电气设备。两者中前一个具备一定自我保护功能，可一定程度确保井下电力系统的安全、稳定，但一旦遭遇严重的安全事故，其有限的安全防护性便无法提供充足的保护，只能应用在瓦斯浓度含量较低的区。
2煤矿井下低压供电系统的运行分析
煤矿井下低压供电系统的运行主要有两个目的，一是为煤矿井下作业，即开采煤矿，提供了安全保护措施，二是煤矿井下作业的过程中所需要的机械设备离不开供电系统的稳定运行。倘若供电系统不能安全稳定运行，就会影响井下作业的正常施工，影响工作效率。如果井下低压供电系统的设计不合理不科学，就容易导致井下作业系统的运行故障。如果井下作业对电能的需要量很大，对电能的使用已经超出了安全标准，这就使得供电系统长期处于超负荷的运行状态下。供电系统超负荷就会导致各种机械设备的电子元器件容易发生故障。在煤矿井下低压供电系统中，我们会使用到变压器。变压器的作用是对输入输出的电压进行变压控制，使之达到一个合理的范围内。在这个范围内的供电电压不会对电子元器件造成损坏。除此之外，我们还需要对煤矿井下低压供电系统的运行进行系统的控制设计。控制进井下作业各个用电的机械设备的状态，对对其实时监控，防止发生故障事件，使得井下作业能够安全稳定的运行。
3低压供电系统漏电危害
（1）当电气线路或设备发生漏电现象后，会有漏电电流出现，致使外壳与大地间形成一定的电位差，威胁到相关作业人员的人身安全。（2）漏电会浪费电能，增大矿井能源消耗，造成一定经济损失。（3）受漏电电流产生的热效应的影响，会使供电线路绝缘老化速度加快，以致出现短路现象，长期这样恶性循环易引发火灾。特别是近年来，各矿井因漏电现象导致的火灾事故越来越多，且该种火灾与短路故障导致的火灾相比，隐蔽性更强，一般都是悄悄发生，真正失火原因也较难找，很难预防，这样会造成更大的危害。
4煤矿供电设备无功补偿的原理
在煤矿供电设备中同时存在着确保系统中用电设备正常工作所需功率的有功功率和用于在用电设备中建立并维持磁场的无功功率，这些无功功率在用电设备的电网、电容及电感中运行，增加了电压损失以及电流功率损耗，严重地影响了煤矿供电设备的供电稳定性和电能的质量。在通常情况下用电的各种设备不仅需要从电网中获得维持其正常运行的有功功率，同时还需要从电源处取得无功功率，此时若系统中的无功功率无法满足井下用电设备的正常需求，这些设备便无法正常的建立工作电磁场，造成其无法维持在额定情况下的工作，这时用电设备的电压就会出现下降，从而影响设备的正常工作。因此为保证煤矿井下所有用电设备的正常运行，需要设置无功补偿装置。假设P为系统消耗的无功功率，Qc为无功补偿容量，Q为电感负荷消耗的无功功率，系统的视在功率为S。由供电设备的功率损失公式（1）可知，在煤矿供电设备中增加无功补偿装置后，供电设备的工作时的功率损耗有所降低，设备在运行中从电网中获取的无功功率也有所减少，因此极大地提高了系统的供电效率。
（1）
由式（2）可知在煤矿供电设备中增加无功补偿装置后，提高了煤矿供电设备供电电能的质量，降低了供电设备中的电压的损耗。
5装设过流保护装置
（1）矿井低压供电系统，应依据相关要求装设过流保护装置，应给供电系统中各馈出线电源端都装设过流保护设备，同时短路保护、超负荷保护以及单相断电保护等保护装置供电系统中都应有，这样才能更好地保障矿井供电系统正常运行。（2）当干线开关不具备同时保护分支线路的功能的情况下，应在临近分支点处增设必要的过流保护装置，以更好地保障分支线路的安全稳定运行。（3）应严格整定及校验矿井低压供电系统中装设的过流装置，最大限度地提高过流保护装置的灵敏性可靠性，同时严禁选用质量不达标，价格低廉的过流保护装置。
6漏电保护
如果是电气设备或者电线老化出现绝缘体损坏漏出导体时，一旦人体接触到带电体，这时候，电源和大地之间就形成了一条完整的回路，此时就会有电流流过。如果在煤矿井下低压供电系统发生漏电现象后，会造成非常严重的后果，例如人触电死亡或是瓦斯爆炸等性质恶劣的事故。漏电保护措施就是为了防止此类事故的发生。当发生漏电现象时，漏电保护装置第一时间做出相应，立即切断电源，从而阻止更危险的事故发生。
7保护接地
保护接地的工作原理就是把电气设备或电子元器件中不带电的金属外壳和大地链接起来。保护接地实质上是对漏电电流进行了分流，使操作人员即使接触到带电体，也不会发生触电死亡的事故。这对保护工作人员的人身安全具有重要意义。
结束语
煤矿电气设备和供电系统运转的稳定、安全对井下安全作业意义重大，增强对其的安全管理是确保矿井作业持续、高效开展的必要前提。矿井管理者必须安排专业人员对井下各电气设备和整个供电系统开展定期的检测维修，并依托现代计算机技术构建起完整的电气系统监控网络，从而真正为矿井综合效益的保障提供有力推动力。
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论文作者:叶豹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/17
标签：供电系统论文; 井下论文; 煤矿论文; 矿井论文; 作业论文; 设备论文; 低压论文; 《基层建设》2018年第35期论文;