探析提高煤礦供電安全可靠性綜合措施研究
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鄭世剛1由 分享
論文關鍵詞：煤炭井下開采 低壓供電系統 用電安全
論文摘 要：在分析了煤礦井下低壓供電系統現狀后，對提高煤礦供電安全可靠性的技術措施進行了詳細分析談論。
眾所周知，我國煤炭資源開采大多是在井下進行，其特殊的開采空間、煤層結構使得煤礦井下環境十分惡劣。采掘面周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質，如果用電不當，很容易由于用電設備出現漏電等發生電火花引起井下發生瓦斯、煤塵爆炸等嚴重事故。本文將結合我的工作經驗，就工程中常用的提高煤礦礦井供電系統安全可靠性的具體對策和措施進行歸納總結，以便為其它相關工程提供一點借鑒意義[1]。
1 煤礦井下供電系統現狀分析
煤礦井下供電系統中采用防爆型及增安型電器設備，在很大程度上提高了低壓供電系統的安全水平，但是由于大多煤礦井下供電系統存在負荷分配不均、諧波污染嚴重、設備型號不匹配等問題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患。
1.1主變壓器容量不足
井下負荷容量遠遠大于供電系統原設計容量，從而造成主變壓器長期運行在低效運行工況條件下，不僅降低了供電系統供電可靠性和供電質量水平，同時系統長期運行在過負荷條件下，很容易導致變壓器出現過熱、絕緣老化、供電電纜出現發熱燃燒引起瓦斯爆炸事故，不僅給煤炭開采企業帶來巨大經濟損失，同時還會影響企業的社會信譽。
1.2供電電能質量水平較低
隨著電力電子技術、通信技術、自動控制技術等在煤礦井下機電設備中應用的不斷完善，大量自動化水平較高的大功率機電設備已成為煤礦井下主要操作設備，在很大程度上提高了煤礦井下開采綜合自動水平，但同時大量變頻整流設備（如變頻調速控制系統、軟啟動智能控制系統等）在井下供電系統中的廣泛使用，其正常工作時所產生的諧波分量，會通過低壓供電線路直接反饋入煤礦礦井低壓供電系統中，使井下配電網有功和無功間不能保持原有的平衡，供電電壓出現畸變等低質量電能，不僅影響井下開采設備的高效運行，同時還可能造成井下各類繼電保護和在線監測系統出現“誤動”或“拒動”情況，大大降低井下供電系統運行安全可靠性。
1.3人為誤操作
煤礦礦井不僅操作范圍較小，同時還是一個多工種同時作業環境，這就給井下煤炭生產安全用電提出了更高的要求。
1.4防爆電器自身防爆性能不符合規范要求
為了提高井下供電系統的安全可靠性，保證井下作業員工的人身財產安全，國家已經在相關文件或規范中明令淘汰或禁止使用一批在操作過程中會產生較大能量電弧的分支線路空氣開關。在實際生產過程中發現，有些煤礦由于改造資金缺乏或相關企業法人不重視等因素的影響，這些明令禁止的開關設備依然在煤礦礦井中作為主要的電源控制開關，直接影響到煤礦礦井低壓供電系統可靠性，嚴重威脅著井下從事煤炭生產人員和設備的安全[2]。
1.5煤礦礦井供電系統在線安全監測系統自動化水平較低
由于受當時建設技術水平和投資資金的制約，很多煤礦礦井低壓供電系統均沒有配置供電系統安全實時監測監控系統，致使井下供電系統的綜合運行工況數據信息不能實時反饋回地面，導致地面相關電力調度管理人員無法技術掌握井下供電系統運行情況，對可能發生的安全隱患和故障無法及時作出有針對性的操作和補救決策，引起事故進一步擴大，造成巨大的人身財產損失。
2 提高煤礦礦井供電系統安全可靠性措施研究
2.1構筑合理的井下供電結構
合理可靠的供配電結構是煤礦井下開采安全可靠、節能經濟用電的重要基礎保證。任何分支回路都是獨立運行的，不能在在分支線路上“T”接其它負荷，并及時調整進行開采供電結構，動態優化內部配電線路結構，減少供配電過渡環節和冗余線路，提高供電系統運行安全經濟可靠性[2]。
2.2選用先進動態無功補償及消諧裝置
通過設備無功和有功容量間的自調節，不僅可以提高礦井低壓供電系統的安全可靠性和供電綜合質量水平，為井下各電氣設備提供功率因數和供電質量均優越的電能資源，同時還可以有效抑制井下低壓供電系統中各機電設備運行時產生的高次諧波分量，降低諧波對供配電網的沖擊，保證各煤礦開采機電設備高效穩定運行，提高其綜合使用壽命。
2.3構筑完善井下低壓供電系統繼電保護系統
在低壓供電系統繼電保護設計和技術改造時，應充分結合分級閉鎖和選擇性斷電控制技術，保證井下各機電設備高效穩定、節能經濟運行，為礦井低壓供電系統安全可靠供電提供重要支持。在低壓供電系統中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則，構筑完善的繼電保護系統，可以有效杜絕井下工人的人為誤操作事故發生，從而有效提高礦井供電系統防火防爆綜合安全性能。
2.4配置先進供電安全實時在線監測系統
對于供電系統中存在的高隱患非安全型或高耗能型設備應予淘汰并重新規劃選型。要下大力氣加大資金投入，以提高低壓供電系統的安全可靠性能，保證井下煤炭開采工作高效經濟進行。
3 結束語
煤礦井下供電系統運行在一個復雜環境中，提高其運行安全可靠性是一項系統、長期持久的工作，必須結合煤礦井下煤礦開采的實際情況，將人力、物力、環境等多方面因素有機結合起來，整體協調配合進行充分考慮設計，制定完善井下安全供電措施方案，有效提高煤礦井下低壓供電系統供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩定、節能經濟的高效進行。
參考文獻：
1.陳國呈.變頻調速及軟開關電力變換技術[M].北京：北京機械工業出版社，2004.
2.劉紀為.對煤礦漏電保護的一點看法[J].煤，2010，127（05）：77-78，92.
論文摘 要：在分析了煤礦井下低壓供電系統現狀后，對提高煤礦供電安全可靠性的技術措施進行了詳細分析談論。
眾所周知，我國煤炭資源開采大多是在井下進行，其特殊的開采空間、煤層結構使得煤礦井下環境十分惡劣。采掘面周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質，如果用電不當，很容易由于用電設備出現漏電等發生電火花引起井下發生瓦斯、煤塵爆炸等嚴重事故。本文將結合我的工作經驗，就工程中常用的提高煤礦礦井供電系統安全可靠性的具體對策和措施進行歸納總結，以便為其它相關工程提供一點借鑒意義[1]。
1 煤礦井下供電系統現狀分析
煤礦井下供電系統中采用防爆型及增安型電器設備，在很大程度上提高了低壓供電系統的安全水平，但是由于大多煤礦井下供電系統存在負荷分配不均、諧波污染嚴重、設備型號不匹配等問題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患。
1.1主變壓器容量不足
井下負荷容量遠遠大于供電系統原設計容量，從而造成主變壓器長期運行在低效運行工況條件下，不僅降低了供電系統供電可靠性和供電質量水平，同時系統長期運行在過負荷條件下，很容易導致變壓器出現過熱、絕緣老化、供電電纜出現發熱燃燒引起瓦斯爆炸事故，不僅給煤炭開采企業帶來巨大經濟損失，同時還會影響企業的社會信譽。
1.2供電電能質量水平較低
隨著電力電子技術、通信技術、自動控制技術等在煤礦井下機電設備中應用的不斷完善，大量自動化水平較高的大功率機電設備已成為煤礦井下主要操作設備，在很大程度上提高了煤礦井下開采綜合自動水平，但同時大量變頻整流設備（如變頻調速控制系統、軟啟動智能控制系統等）在井下供電系統中的廣泛使用，其正常工作時所產生的諧波分量，會通過低壓供電線路直接反饋入煤礦礦井低壓供電系統中，使井下配電網有功和無功間不能保持原有的平衡，供電電壓出現畸變等低質量電能，不僅影響井下開采設備的高效運行，同時還可能造成井下各類繼電保護和在線監測系統出現“誤動”或“拒動”情況，大大降低井下供電系統運行安全可靠性。
1.3人為誤操作
煤礦礦井不僅操作范圍較小，同時還是一個多工種同時作業環境，這就給井下煤炭生產安全用電提出了更高的要求。
1.4防爆電器自身防爆性能不符合規范要求
為了提高井下供電系統的安全可靠性，保證井下作業員工的人身財產安全，國家已經在相關文件或規范中明令淘汰或禁止使用一批在操作過程中會產生較大能量電弧的分支線路空氣開關。在實際生產過程中發現，有些煤礦由于改造資金缺乏或相關企業法人不重視等因素的影響，這些明令禁止的開關設備依然在煤礦礦井中作為主要的電源控制開關，直接影響到煤礦礦井低壓供電系統可靠性，嚴重威脅著井下從事煤炭生產人員和設備的安全[2]。
1.5煤礦礦井供電系統在線安全監測系統自動化水平較低
由于受當時建設技術水平和投資資金的制約，很多煤礦礦井低壓供電系統均沒有配置供電系統安全實時監測監控系統，致使井下供電系統的綜合運行工況數據信息不能實時反饋回地面，導致地面相關電力調度管理人員無法技術掌握井下供電系統運行情況，對可能發生的安全隱患和故障無法及時作出有針對性的操作和補救決策，引起事故進一步擴大，造成巨大的人身財產損失。
2 提高煤礦礦井供電系統安全可靠性措施研究
2.1構筑合理的井下供電結構
合理可靠的供配電結構是煤礦井下開采安全可靠、節能經濟用電的重要基礎保證。任何分支回路都是獨立運行的，不能在在分支線路上“T”接其它負荷，并及時調整進行開采供電結構，動態優化內部配電線路結構，減少供配電過渡環節和冗余線路，提高供電系統運行安全經濟可靠性[2]。
2.2選用先進動態無功補償及消諧裝置
通過設備無功和有功容量間的自調節，不僅可以提高礦井低壓供電系統的安全可靠性和供電綜合質量水平，為井下各電氣設備提供功率因數和供電質量均優越的電能資源，同時還可以有效抑制井下低壓供電系統中各機電設備運行時產生的高次諧波分量，降低諧波對供配電網的沖擊，保證各煤礦開采機電設備高效穩定運行，提高其綜合使用壽命。
2.3構筑完善井下低壓供電系統繼電保護系統
在低壓供電系統繼電保護設計和技術改造時，應充分結合分級閉鎖和選擇性斷電控制技術，保證井下各機電設備高效穩定、節能經濟運行，為礦井低壓供電系統安全可靠供電提供重要支持。在低壓供電系統中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則，構筑完善的繼電保護系統，可以有效杜絕井下工人的人為誤操作事故發生，從而有效提高礦井供電系統防火防爆綜合安全性能。
2.4配置先進供電安全實時在線監測系統
對于供電系統中存在的高隱患非安全型或高耗能型設備應予淘汰并重新規劃選型。要下大力氣加大資金投入，以提高低壓供電系統的安全可靠性能，保證井下煤炭開采工作高效經濟進行。
3 結束語
煤礦井下供電系統運行在一個復雜環境中，提高其運行安全可靠性是一項系統、長期持久的工作，必須結合煤礦井下煤礦開采的實際情況，將人力、物力、環境等多方面因素有機結合起來，整體協調配合進行充分考慮設計，制定完善井下安全供電措施方案，有效提高煤礦井下低壓供電系統供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩定、節能經濟的高效進行。
參考文獻：
1.陳國呈.變頻調速及軟開關電力變換技術[M].北京：北京機械工業出版社，2004.
2.劉紀為.對煤礦漏電保護的一點看法[J].煤，2010，127（05）：77-78，92.