煤矿提高供电系统可靠性的研究与设计

煤矿提高供电系统可靠性的研究与设计

赵增选

山东能源枣庄矿业集团田陈煤矿山东滕州277523

摘要：近年来，我国煤矿行业获得了巨大发展，要保障煤矿生产的安全性和稳定性，必须提高供电系统的的可靠性。实现煤矿生产效率和质量的优化。

关键词：煤矿；供电系统；可靠性

Absrtact:Inrecentyears,China'scoalminingindustryhasmadetremendousprogress.Toensurethesafetyandstabilityofcoalmineproduction,itisnecessarytoimprovethereliabilityofpowersupplysystem.Realizetheoptimizationofproductionefficiencyandqualityofcoalmine.

Keywords:coalmine;powersupplysystem;reliability

引言

煤矿开采和生产是一项危险的工作，在煤矿开采过程中，出现的明火燃烧、坍塌等事故都会威胁到工作人员的人身安全。煤矿矿井内部的安全防护，很大一部分都依赖电力驱动。所以，想要确保供电系统的安全性，需要加强工作过程的安全性保护。所以，提升供电系统可靠性，做好继电保护，是当前煤矿安全供电的前提条件。

1煤矿供电安全可靠性强化的意义

第一，煤矿供电系统维护运行费用属于开采矿山的一笔重要的开支，供电安全可靠性是一项繁琐而长期性的工程，但是相比后续的维修费用以及人员成本，其本身的耗费很低。切实有效地提升矿山供电安全可靠性，不仅可以降低电力系统维修的费用开支，同时也可以降低电力系统维修成本的耗费，降低工作人员的劳动强度。第二，通过煤矿供电安全可靠性，可以了解线路与设备的实际运行情况，从而更好地管理矿山的日常工作。所以需要在供电系统安全性举措之中找到薄弱环节，针对性地进行调整，这样才可以满足安全生产工作的运行。

2煤矿供电系统存在的主要问题

2.1供电系统运行问题

尽管煤矿供电系统设计标准已经开始逐步建立，但是依旧存在选型和配套不兼容或根据工况即时调整的问题，需要引起设计、选型、安装部门的高度关注，结合实际情况建立完整的沟通协调机制。为了满足煤矿开采的实际需求，综采面生产任务重就会使得设备不停工作，设备运行功率也会超出额定负荷，甚至会造成供电系统运行失衡。一方面，供电电压和设备功率增大，对变频设备来说谐波会电网造成一定程度污染并对控制和通迅系统形成干扰风险，而非变频设备的启动大电流也会对电网造成冲击，导致设备运行过程不稳定。另一方面，供电设备数量增多、维护工作量增大等问题也随之而来，可能造成检修维护和生产运行之间出现脱节的问题，整体运行效率也不能满足实际需求。最重要的是，生产任务加重，供电系统及其配套的控制和通迅系统越来越复杂，而设备功率总容量加大，并且长时间大负荷甚至满负荷运行，对供电系统可靠性和稳定性的挑战更加严苛，供电系统管理难度增大。就会对供电系统设计结构，设计流程，设计难度提出更高要求。

3煤矿供电系统发展策略

3.1优化供电电压等级

为了保证整体运行工作的合理性，要积极整合管理流程，确保能维护供电电网的运行稳定性。供电电压和供电距离、损失程度之间存在相应的联系，在整个线路阻抗数值不变化的情况下，若是电网的电压数值增大，就会增加电容量，因此，在线路阻抗和电网输送容量参数不变的情况下，电网电压增大就会导致输送距离增大。基于此，为了有效整合相应的参数比例关系，要积极整合运维管理机制，全面落实系统化处理体系的同时，优化供电电压等级。目前较为常见的电压供电综采工作面是3.3kV，能提升供电能力的基础上，维护供电体系的可靠性，因为电缆截面较小，就会出现电力损耗减小的问题，使得供电距离也会增加。基于此，对供电电压等级要进行高级化处理，将电压等级逐渐向6kV转变，维护整体工作体系的安全性，也能提高管理工作的基本水平。

3.2加强运行管理，故障及时抢修

配电系统最常有的作业就是带电作业，在具体工作中，可以使用断开接电等方法，及时修补电网，而对于故障能否及时检修就要看领导的重视力度的多少。所以，要提高领导对于供电系统在人们生活中的重要性的认知，加强对于供电设备的管理。线路运行管理主要是为了保障用户用电的可靠性，因此，将线路运行管理贯彻到整体的工作中是必要的，同时，在管理中发现问题，解决问题。工作人员要时常注意供电系统中各种元件是否有变色、损坏等情况，对于出现的故障做好记录，故障原因的分析、检修的结果都要记录在册，健全档案管理资料，进行标准化、规范化的管理，方便日后有依可查。每月完成所管辖设备的运行分析，保障设备安全稳定运行。

3.3进一步加强电力系统供电设施设备保养与维护

电力系统设施设备是系统基础单元，也是直接影响供电可靠性的重要组成元件。在加强上杭县官庄乡电力系统供电设施设备保养与维护方面，可以通过以下几方面措施进行。首先，在电力系统建设之初的元件设备选取时进行严格筛选，尽量选用高质量、高性能，安全系数高、可靠性强的基础设施，铺设线路时尽量选用故障率低的绝缘材质代替裸导线，提高电网绝缘化覆盖率；其次，及时对设施设备进行检修，对于老旧元件则要及时更换，因为使用年限过长、型号老旧的设备，发生用户停电等供电故障的概率相对较高，及时检修与更换必不可少；最后，注意采取有效的防风、防雨以及防雷电措施，切实加强设施设备对自然灾害的抵御能力，同时注意防止供电外露设施设备遭受物理性破坏，如车辆撞击、盗取、施工作业损坏等，要对外露供电设备设置明显警示牌或保护栏，从而减少可避免的线路损耗，提高供电质量和安全系数。此外，切实加强社会群众对供电设施设备的保护意识，注重对相关法律法规以及安全常识的广泛宣传。

3.4井下线路的保护

3.4.1定时限过流保护

定时的限过流保护整定原则，就是在最大负荷电流基础上，将定时过流值直接避开，其灵敏度高于1.5，在进行校验分析的时候，主要是通过线路末端两相短路电流来实现。考虑到阶梯时限，就可以满足整定方面的处理。

3.4.2限时速断保护

矿山井下高压供电系统本身存在特殊性，由于其高压电网是电缆线路直接构成的，各个线路距离都小于1km，这样就使得母线短路电流差值不大，所以，纵向选择无法依靠工作电流差来保护，但是在配合上也可以选择延时时限来进行，利用0.3s的短延时，就能符合要求，也能满足纵向需求。所以，确定动作电流整定值，还需要合理的进行阐述。

3.4.3瞬时速断保护

如6kV的馈出开关，其本身为三段的保护模式，就可以利用线路末端的三相短路电流来对动作电流值进行验证和分析，进而实现对三相短路电流的躲过。假设存在两相短路，其保护范围能够囊括线路的20%，这样就可以保护好剩余的60%的线路。瞬时速断的设定，一般需要基于三相短路电流的躲过来实现，如采区的变电所、井下中央变电所的进线开关和馈出开关，虽然电缆线路很短，但是在最小的运行方式下，其两端短路保护范围直接为0，不过穷限时速断的保护灵敏度较高，并且时限很短，这样就能在短时间内直接切除故障。所以，将顺势速断保护投入开关之中，就可以提升供电的可靠性，但是对于灵敏度的要求并不高。

结语

总而言之，在社会全面发展的背景下，煤矿工作系统要想实现全面进步，就要结合实际需求建立完整的控制机制，整合供电系统管理流程的基础上，合理性优化系统设计和发展流程，促进煤矿工作的顺利开展，实现煤矿管理工作的可持续进步。

参考文献

[1]马路平.浅谈煤矿综采工作面供电系统的现状及发展[J].机械管理开发,2018(6):126-127,165.

[2]赵子冠.浅议提高煤矿供电系统可靠性的措施［J］.能源与节能，2017（11）：51-52.

[3]魏志强.提高煤矿供电系统可靠性的措施［J］.机电工程技术，2017，46（09）：151-153.

[4]张帅，吕善送.提高煤矿供电系统可靠性技术研究［J］.山东工业技术，2017（17）：94.

[5]张水添.配电运行中提高供电可靠性方法研究[J].中国高新技术企业，2018（6）：133-135.

作者简介：赵增选（1983-），男，山东枣庄，本科，毕业于山东科技大学，自动化专业，山东能源枣矿集团田陈煤矿。