探析提高煤矿供电安全可靠性综合措施研究
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郑世刚1由 分享
论文关键词：煤炭井下开采 低压供电系统 用电安全
论文摘 要：在分析了煤矿井下低压供电系统现状后，对提高煤矿供电安全可靠性的技术措施进行了详细分析谈论。
众所周知，我国煤炭资源开采大多是在井下进行，其特殊的开采空间、煤层结构使得煤矿井下环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果用电不当，很容易由于用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文将结合我的工作经验，就工程中常用的提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的具体对策和措施进行归纳总结，以便为其它相关工程提供一点借鉴意义[1]。
1 煤矿井下供电系统现状分析
煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备，在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患。
1.1主变压器容量不足
井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量，从而造成主变压器长期运行在低效运行工况条件下，不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平，同时系统长期运行在过负荷条件下，很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故，不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失，同时还会影响企业的社会信誉。
1.2供电电能质量水平较低
随着电力电子技术、通信技术、自动控制技术等在煤矿井下机电设备中应用的不断完善，大量自动化水平较高的大功率机电设备已成为煤矿井下主要操作设备，在很大程度上提高了煤矿井下开采综合自动水平，但同时大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电系统中的广泛使用，其正常工作时所产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入煤矿矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，供电电压出现畸变等低质量电能，不仅影响井下开采设备的高效运行，同时还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，大大降低井下供电系统运行安全可靠性。
1.3人为误操作
煤矿矿井不仅操作范围较小，同时还是一个多工种同时作业环境，这就给井下煤炭生产安全用电提出了更高的要求。
1.4防爆电器自身防爆性能不符合规范要求
为了提高井下供电系统的安全可靠性，保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经在相关文件或规范中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关。在实际生产过程中发现，有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响，这些明令禁止的开关设备依然在煤矿矿井中作为主要的电源控制开关，直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性，严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全[2]。
1.5煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低
由于受当时建设技术水平和投资资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策，引起事故进一步扩大，造成巨大的人身财产损失。
2 提高煤矿矿井供电系统安全可靠性措施研究
2.1构筑合理的井下供电结构
合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。任何分支回路都是独立运行的，不能在在分支线路上“T”接其它负荷，并及时调整进行开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性[2]。
2.2选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节，不仅可以提高矿井低压供电系统的安全可靠性和供电综合质量水平，为井下各电气设备提供功率因数和供电质量均优越的电能资源，同时还可以有效抑制井下低压供电系统中各机电设备运行时产生的高次谐波分量，降低谐波对供配电网的冲击，保证各煤矿开采机电设备高效稳定运行，提高其综合使用寿命。
2.3构筑完善井下低压供电系统继电保护系统
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行，为矿井低压供电系统安全可靠供电提供重要支持。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护系统，可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生，从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。
2.4配置先进供电安全实时在线监测系统
对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
3 结束语
煤矿井下供电系统运行在一个复杂环境中，提高其运行安全可靠性是一项系统、长期持久的工作，必须结合煤矿井下煤矿开采的实际情况，将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来，整体协调配合进行充分考虑设计，制定完善井下安全供电措施方案，有效提高煤矿井下低压供电系统供电可靠性，保障井下煤矿开采安全稳定、节能经济的高效进行。
参考文献：
1.陈国呈.变频调速及软开关电力变换技术[M].北京：北京机械工业出版社，2004.
2.刘纪为.对煤矿漏电保护的一点看法[J].煤，2010，127（05）：77-78，92.
论文摘 要：在分析了煤矿井下低压供电系统现状后，对提高煤矿供电安全可靠性的技术措施进行了详细分析谈论。
众所周知，我国煤炭资源开采大多是在井下进行，其特殊的开采空间、煤层结构使得煤矿井下环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果用电不当，很容易由于用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文将结合我的工作经验，就工程中常用的提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的具体对策和措施进行归纳总结，以便为其它相关工程提供一点借鉴意义[1]。
1 煤矿井下供电系统现状分析
煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备，在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患。
1.1主变压器容量不足
井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量，从而造成主变压器长期运行在低效运行工况条件下，不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平，同时系统长期运行在过负荷条件下，很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故，不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失，同时还会影响企业的社会信誉。
1.2供电电能质量水平较低
随着电力电子技术、通信技术、自动控制技术等在煤矿井下机电设备中应用的不断完善，大量自动化水平较高的大功率机电设备已成为煤矿井下主要操作设备，在很大程度上提高了煤矿井下开采综合自动水平，但同时大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电系统中的广泛使用，其正常工作时所产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入煤矿矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，供电电压出现畸变等低质量电能，不仅影响井下开采设备的高效运行，同时还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，大大降低井下供电系统运行安全可靠性。
1.3人为误操作
煤矿矿井不仅操作范围较小，同时还是一个多工种同时作业环境，这就给井下煤炭生产安全用电提出了更高的要求。
1.4防爆电器自身防爆性能不符合规范要求
为了提高井下供电系统的安全可靠性，保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经在相关文件或规范中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关。在实际生产过程中发现，有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响，这些明令禁止的开关设备依然在煤矿矿井中作为主要的电源控制开关，直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性，严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全[2]。
1.5煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低
由于受当时建设技术水平和投资资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策，引起事故进一步扩大，造成巨大的人身财产损失。
2 提高煤矿矿井供电系统安全可靠性措施研究
2.1构筑合理的井下供电结构
合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。任何分支回路都是独立运行的，不能在在分支线路上“T”接其它负荷，并及时调整进行开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性[2]。
2.2选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节，不仅可以提高矿井低压供电系统的安全可靠性和供电综合质量水平，为井下各电气设备提供功率因数和供电质量均优越的电能资源，同时还可以有效抑制井下低压供电系统中各机电设备运行时产生的高次谐波分量，降低谐波对供配电网的冲击，保证各煤矿开采机电设备高效稳定运行，提高其综合使用寿命。
2.3构筑完善井下低压供电系统继电保护系统
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行，为矿井低压供电系统安全可靠供电提供重要支持。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护系统，可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生，从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。
2.4配置先进供电安全实时在线监测系统
对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
3 结束语
煤矿井下供电系统运行在一个复杂环境中，提高其运行安全可靠性是一项系统、长期持久的工作，必须结合煤矿井下煤矿开采的实际情况，将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来，整体协调配合进行充分考虑设计，制定完善井下安全供电措施方案，有效提高煤矿井下低压供电系统供电可靠性，保障井下煤矿开采安全稳定、节能经济的高效进行。
参考文献：
1.陈国呈.变频调速及软开关电力变换技术[M].北京：北京机械工业出版社，2004.
2.刘纪为.对煤矿漏电保护的一点看法[J].煤，2010，127（05）：77-78，92.