矿井供电系统分析

矿井供电系统分析

作者：韩涛

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2012年第06期

摘要：矿井供电系统作为整个矿井建设事业的基础与核心，其运行过程中的安全性及稳定性问题需要引起相关工作人员的广泛关注与重视。本文结合唐山林西矿业公司实际，简要分析了老矿供电系统现状，提出其存在的问题，以及改进办法。 关键词：百年煤矿 供电系统 存在问题 改进办法 1 概述

我公司是一个百年老矿，井深巷远，供电系统复杂。全公司有35kV变电站3座,井上变电所9个，井下变电室30个。随着井下生产工作面的不断向深部延伸，不断增多的供电设备及电缆，星罗棋布相连构成了错综复杂的供电网络；同时，由于地质条件变化以及挖潜工作的开展，巷道变形严重，供电设备受到威胁，供电事故极易发生，除影响生产外，引起瓦斯和煤尘爆炸的机率也会加大。因此，对供电系统现状进行分析，查找不足，并采取相应措施对提高供电系统的安全性和可靠性尤为重要。 2 地面变电站的现状

变电站全面升级改造获得成功，把传统继电保护改造成微机型综合继电保护，实现了微机监测，“五防“功能智能化，可视化监视系统，SVG无功补偿装置投入，基本可实现自动化。虽然有些功能受各方面影响没有使用，但整体上可以说是一次技术革命。 3 井下供电系统存在的问题

3.1 供电系统设计不够规范。我公司高压供电系统，随着生产区域向深部延伸，变电所数量不断增加，电缆长度增加，系统显得很复杂，但从整体看，有的变电所已失去使用价值，随着巷道开掘电缆也可以走捷径而缩短距离。低压系统的供电设计缺乏统一性、全面性，各单位间设计重复与脱节现象时有发生，造成设计不规范。不仅如此，现场安装过程中随意性也很大，存在着实际安装与供电设计不一致的现象。我们知道，对于整个矿井供电系统的设计而言，规范设计必须严格符合安全、合理且经济的相关要求，然而在实际安装过程中，大部分单位往往抱着这样一种态度——电缆尽量使用截面大的，尺寸长的，开关使用容量大的，造成既不合理又不经济，甚至由于保护整定不准确而变得不安全的综合性问题层出不穷。

3.2 井下部分变电洞室存在隐患。随着生产的需要不断挖潜开采，部分变电室顶板来压、底鼓，片帮，使供电设备歪斜，检修间距不够；无人值守的变电室有的门受压变形不能上锁；有的变电室有滴水，地面集水，设备外壳受腐蚀，线腔受潮发霉；这些都是供电设备安全运行的较大隐患；有的6米长以上的变电室由于特殊原因留一个出口，不符合规程规定。

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3.3 现有低压供电方式不适应长距离供电。近年来，随着采掘机械化程度的提高，达千米长走向的工作面逐渐增多，大功率设备不断增加，这样给工作面供电增加了困难，如超长距离供电，会使开关保护范围达不到要求，大功率设备启动不了。现在采取加固定变压器尽量靠近工作面的方法很难达到要求。因为风道、运道受不断变化的地质条件影响高低不平，且压力不断变化，巷道不断变形，采取移动变电站深入采区的方法有一定困难。

3.4 井下电缆环境存在安全隐患。电缆吊挂煤矿安全规程有明确的规定要求，但我公司受自然条件影响，部分巷道及斜巷受压断面及高度不够，造成电缆吊挂距地面高度、间距不够，且经常由于冒顶而埋压电缆，电缆的安全环境受到一定威胁，增强了日程维护的困难。 3.5 井下接地系统状况不太好。矿井老化，巷道深远，接地系统也是错综复杂，由于各种原因有的接地线、接地极腐蚀较严重，接电线的连接、截面不符合规定现象还存在。 3.6 局扇供电的管理规定落实不好。关于局扇管理集团公司以及我公司，都有非常严格的管理规定。但在实际生产过程中，由于供电原因瓦斯积存事故还是不能避免。原因大概有三种情况：一是有的用电单位不能坚持每班对自动切换装置进行试验，一旦其中一台局扇停电或自动切换装置出现故障，就会造成停风事故；第二种情况是供电单位及用电单位对局扇供电设施定期检验坚持不好，不能保证两趟供电线路和馈电开关处于完好状态。第三种情况，对开关（馈电开关和磁力起动器）保护整定不认真，整定大不易及时发现故障而使故障扩大化，整定小风车启动时掉电门。

3.7 工人较严重的电气习惯性违章还存在。设备失爆现象还没完全杜绝，设备防爆工作是煤矿的一项重要工作，虽然不会产生明显效益，但对安全保证具有重大意义。例如：在矿用隔爆防爆电气设备的检修中是不允许带电打开隔爆外壳的是规程规定。一些隔爆电气设备设有闭锁装置，人为不打开闭锁，带电时是打不开盖的，但井下隔爆开关是采取接线腔和主腔两腔隔爆的型式，主腔闭锁结构多为机械式闭锁结构，与之相对应的接线腔却无任何机械式或是电气式闭锁结构，整个防爆电器产品在设计方面存在着不完善性。这就使员工的操作行为完全靠自觉遵守规程来保证。给安全带来隐患，一些习惯性违章的工人如误打开带电设备不仅易造成触电事故而且易产生火花，有可能造成瓦斯爆炸的严重后果。

部分工人对保护的使用认识不够，甩保护还是时有发生，不按规定对各种保护进行整定、试验现象还存在，使供电安全失去了最根本的保证，后果使设备以及人身可能受到损坏与伤害，虽然公司加大查处力度，但不可能对工人时刻进行监督，还要靠工人自觉严格约束自己的行为。

3.8 井下变电室没有实现自动化。一旦出现开关跳闸事故，由于巷道较长，用人力合电，往往花费几个小时，延长事故时间。实现自动化后实现远方监控又可节省人力又可大大缩短时间。

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另外，供电系统污染逐渐显现，电力网中非线性负载的逐渐增加是大趋势，如节能荧光灯、变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备逐渐应用于我矿井下供电系统，这些非线性负载将导致电网污染，电力品质下降，自动保护误跳闸，严重时引起供用电设备故障，甚至引发严重火灾事故等。

以上的几个问题，有的是老旧矿井存在的特有问题，井深巷远，开采难度大，使供电网络复杂，设备所处环境差，有的是人的行为及主观方面和技术方面问题。 4 供电系统现存问题的改进措施

4.1 对高压供电系统进行统一优化设计，通过合理分析、认真计算，去掉冗余部分，达到既经济有合理的高压供电系统。低压系统公司制定个设计规范，安排专门技术人员统一设计，并督促按设计施工，遇自然条件或其它原因按设计施工较困难时可对设计进行更改，务必使设计与现场安装相一致；安装结束要经职能部门对安装质量进行严格的监督检查和验收合格后，整个低压供电系统才能投入运行，从而为其以后的安全生产奠定坚实的基础。

4.2 对于超长距离供电，可以采用下列补救措施来解决：①有条件的地方尽量增设移动变电站，深入工作面，是最有效、最安全的方法；②实在条件不允许可采取增设分段保护开关(增加400馈电开关)、增大电缆截面、相敏保护、提高供电电网的电压等级、变压器容量等措施。几项措施可单独采取，也可多措并举。如果仍不能满足要求，安排工程使变压器更靠近工作面缩短距离。

4.3 为了避免局扇供电安全隐患，坚持“四双”、“三专”、“两闭锁”、“一切换”的规定。用电单位要按《煤矿安全规程》规定对局扇的自动切换装置每班进行试验，供电单位要加强对局扇的供电设施包括高压开关、干式变压器、低压馈电开关及电缆等的定期检验，做好检验记录。 4.4 对防爆问题，除从技术方面考虑外，主要加强对人的行为管理，加强培训，加大考核处罚力度，使工人养成一个好的习惯。防爆设备管理把好三关，有专职防爆检查员检查下井防爆设备，有维修电工对其安装、检修，有专职防爆检查员巡视检查。

4.5 加强巷道维护，变电室标准化治理，使供电设备处在安全的环境中。作为一个百年老矿，存在一些问题是正常的。把一个逐渐衰老的矿井，建成一个焕发青春的本质安全型矿井，不是一件容易的事情。这几年来，随着公司领导对安全、标准化的重视，在资金及生产条件紧张的情况下，各种达标治理正逐步开展，对变电室、大巷的治理以完成大部分，供电设备基本全部更新改造，地面变电站投入监测监控设备，投入电源净化装置进行谐波抑制，安装SVG无功补偿装置进行功率补偿，提高供电质量。完善各种管理制度，加大管理力度，各种违章情况逐渐减少。各方面成绩显著，百年老矿正朝着标准化矿井大步迈进。 5 结语

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供电系统的安全可靠对煤矿企业的安全高效生产是非常重要的。在工作中，不断查找不足，不断改进提高，才能更好地完善供电系统，才能更好地为安全生产提供保证。 参考文献：

[1]顾永辉等.煤矿电工手册 第二分册.北京：煤炭工业出版社，1996.