淺析煤礦供電及井下電氣技術(shù)

1、    淺析煤礦供電及井下電氣技術(shù)    劉磊摘 要：隨著煤礦規(guī)模及開采強度的增加，對煤礦井下供電設(shè)施及電氣設(shè)備的使用需求不斷增加。這里描述了我國煤礦發(fā)展及其制約因素的現(xiàn)狀，分析了目前煤礦井下供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備所存在的問題，提出了煤礦供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備安全運行與智能管理的改進技術(shù)，表明了對于煤礦供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的合理化建議，為煤礦的發(fā)展及安全有效開采提供了技術(shù)的保障。關(guān)鍵詞：煤礦 供電系統(tǒng) 電氣設(shè)備 改進技術(shù)0 引言我國是煤炭生產(chǎn)及消耗大國，隨著開采時間的增加，目前大部分煤礦面臨著開采環(huán)境復(fù)雜，開采深度大的難題，由此帶來了很多地質(zhì)災(zāi)害，我國許多煤礦屬于

2、高瓦斯礦井，所以瓦斯爆炸、突出等事故頻發(fā)，其中由于供電系統(tǒng)引發(fā)的事故不占少數(shù)，所以煤礦井下供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的安全運行是煤礦亟需解決的難題。煤礦供電系統(tǒng)是煤礦開采的主要動力來源，人力開采煤炭的時代已經(jīng)結(jié)束，煤炭的自動化、智能化機械開采不斷發(fā)展，在礦井惡劣的開采環(huán)境下，對井下供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的安全性能和供電能力有了更高的要求。目前，煤礦的經(jīng)濟效益處于“寒冬”季節(jié)，所以煤礦要盡最大努力來減少開采成本，在煤炭開采過程中，電能的消耗占據(jù)了很大一部分成本2，尤其是在機械化程度較高的煤礦，包含了運輸機、采煤機、轉(zhuǎn)載機和刮板機等。1 煤礦供電系統(tǒng)與電氣設(shè)備所面臨的問題1.1 供電系統(tǒng)煤礦因供電系統(tǒng)問題而發(fā)

3、生不同程度的安全事故屢見不鮮，給煤礦安全生產(chǎn)帶來了極大的安全隱患，其中包含的主要問題如下：（1）供電距離長隨著煤礦的發(fā)展，其開采規(guī)模不斷擴大，導(dǎo)致了井下的長距離電壓輸送，這引發(fā)了兩個安全問題，其一是長距離電纜的安全，電纜發(fā)熱、電纜絕緣性等；其二是遠距離端電壓的降低。我們知道，隨著電纜長度的增加，電壓降值會隨之增大，導(dǎo)致遠端饋電現(xiàn)象，而電機設(shè)備的饋電承受程度有限，在饋電情況下長時間進行大功率作業(yè)，帶來了很大的安全隱患。（2）繼電保護級數(shù)多井下供電系統(tǒng)大多采用的是銅線電纜，阻抗較小，所以各級之間的電流相差較小，不利于繼電保護的整定。同時，繁多的繼電保護級數(shù)，每一個保護級需要一個整定值，往往這個值的

4、設(shè)定不合理，所以，當(dāng)故障發(fā)生時，極易發(fā)生越級跳閘的現(xiàn)象。（3）供電電源基于煤礦井下復(fù)雜的地質(zhì)情況，所以煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦井應(yīng)具備兩個回路的電源線路，同時，兩回路應(yīng)來自不同的電網(wǎng)或變電站。但是，許多煤礦，不注重這方面的安全問題，常常引起因變電站等的檢修而導(dǎo)致煤礦的長時間斷電，根據(jù)煤礦安全規(guī)定，如果風(fēng)機停止供風(fēng)超30min即為重大事故，所以很多煤礦存在電源設(shè)置不合理的現(xiàn)象。1.2 電氣設(shè)備（1）電氣設(shè)備陳舊許多煤礦為節(jié)約成本，長時間不更換電氣設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備比較落后，在故障發(fā)生時不能或不及時預(yù)警及斷電，因此引發(fā)安全事故。（2）電氣設(shè)備不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)同樣也是為了節(jié)約成本，煤礦電氣設(shè)備如：電纜、電閘等

5、截面積不符合供電電流標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在供電過程中出現(xiàn)大量發(fā)熱及燒毀等事故，為安全和供電穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。2 供電及電氣改進技術(shù)2.1 煤礦雙電源供電系統(tǒng)增加繼電保護系統(tǒng)，在煤礦的安全生產(chǎn)中，繼電保護可以有效防止因短路或者各種故障而造成供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的損壞，同時還可以減少人員傷害和安全事故的發(fā)生。繼電保護就是監(jiān)測線路及設(shè)備的異常信息，當(dāng)突發(fā)信息達到一定值時，就會做出判斷，執(zhí)行跳閘或其他保護措施。設(shè)計備用電源自動接入裝置，即當(dāng)線路發(fā)生故障時，設(shè)備可以將備用電源自動接入，進行供電，實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的供電連續(xù)性和穩(wěn)定性，有效保障了用電機械的不間斷供電。將繼電保護和自動接入裝置同時應(yīng)用到供電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)煤礦

6、供電系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行。2.2 供電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)基于多臺微型計算機、光纖網(wǎng)絡(luò)和集成電路形成監(jiān)測自動化系統(tǒng)，用于采集數(shù)據(jù)和信息，并進行分析和判斷，最后做出指令。監(jiān)測系統(tǒng)的建立，可以有效提高煤礦供電系統(tǒng)的安全性能；提高電力人員對輸電系統(tǒng)的管理能力，對電力系統(tǒng)進行不間斷的數(shù)據(jù)監(jiān)測；提高管理人員的調(diào)度能力，監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋到控制中心，供管理人員參考與分析；減少人員工作量、提高工作效率，另一方面，也可以有效節(jié)省煤礦的開支，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。2.3 電氣節(jié)能系統(tǒng)提出了煤礦全局無功優(yōu)化技術(shù)、煤礦電能的監(jiān)測與管理技術(shù)、低壓無功與諧波補償技術(shù)，將三種技術(shù)應(yīng)用到煤礦供電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)煤礦的電能節(jié)約，減少

7、煤礦經(jīng)濟支出。同時，系統(tǒng)應(yīng)滿足實時性、可靠性及人機交互性，實時性即數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測和反饋要及時，以便相關(guān)人員作出分析、判斷和處理；可靠性即系統(tǒng)應(yīng)保證長時間的穩(wěn)定運行，而不會出現(xiàn)內(nèi)部故障；人機交互性即系統(tǒng)應(yīng)把采集數(shù)據(jù)友好、方便地呈現(xiàn)給使用人員，同時使用人員可以對系統(tǒng)進行安全控制。3煤礦供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的建議與展望煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，具有較高的安全風(fēng)險，不同于地面供電，井下供電的設(shè)計、物件基礎(chǔ)、檢修和升級換代，要比地面供電系統(tǒng)更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，不能一味注重節(jié)約成本，會帶來更多的安全隱患。為促進煤礦的安全、有效開采，相關(guān)人員有必要提高對煤礦井下供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的安全性和可靠性的重視，全面總結(jié)在供電及用電過程中可能存在的安全隱患，對于檢測到的故障，一定不能小覷，踏踏實實從源頭抓起，提高安全意識。要不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)手段，為煤礦供電系統(tǒng)及電氣提供理論基礎(chǔ)，盡量減少供電過程中因技術(shù)問題而引起的安全隱患。參考文獻：1 李慧敏. 煤礦供電技術(shù)及井下電氣的幾點探討j. 能源與節(jié)能， 2018（08）： 107-108.2 趙帥. 煤礦供電系統(tǒng)和電氣設(shè)