礦井供電系統(tǒng)分析

摘要：礦井供電系統(tǒng)作為整個(gè)礦井建設(shè)事業(yè)的基礎(chǔ)與核心，其運(yùn)行過程中的安全性及穩(wěn)定性問題需要引起相關(guān)工作人員的廣泛關(guān)注與重視。本文結(jié)合唐山林西礦業(yè)公司實(shí)際，簡要分析了老礦供電系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出其存在的問題，以及改進(jìn)辦法。

關(guān)鍵詞：百年煤礦 供電系統(tǒng) 存在問題 改進(jìn)辦法

1 概述

我公司是一個(gè)百年老礦，井深巷遠(yuǎn)，供電系統(tǒng)復(fù)雜。全公司有35kV變電站3座，井上變電所9個(gè)，井下變電室30個(gè)。隨著井下生產(chǎn)工作面的不斷向深部延伸，不斷增多的供電設(shè)備及電纜，星羅棋布相連構(gòu)成了錯(cuò)綜復(fù)雜的供電網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)，由于地質(zhì)條件變化以及挖潛工作的開展，巷道變形嚴(yán)重，供電設(shè)備受到威脅，供電事故極易發(fā)生，除影響生產(chǎn)外，引起瓦斯和煤塵爆炸的機(jī)率也會加大。因此，對供電系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，查找不足，并采取相應(yīng)措施對提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性尤為重要。

2 地面變電站的現(xiàn)狀

變電站全面升級改造獲得成功，把傳統(tǒng)繼電保護(hù)改造成微機(jī)型綜合繼電保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)監(jiān)測，“五防“功能智能化，可視化監(jiān)視系統(tǒng)，SVG無功補(bǔ)償裝置投入，基本可實(shí)現(xiàn)自動化。雖然有些功能受各方面影響沒有使用，但整體上可以說是一次技術(shù)革命。

3 井下供電系統(tǒng)存在的問題

3.1 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠規(guī)范。我公司高壓供電系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)區(qū)域向深部延伸，變電所數(shù)量不斷增加，電纜長度增加，系統(tǒng)顯得很復(fù)雜，但從整體看，有的變電所已失去使用價(jià)值，隨著巷道開掘電纜也可以走捷徑而縮短距離。低壓系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一性、全面性，各單位間設(shè)計(jì)重復(fù)與脫節(jié)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成設(shè)計(jì)不規(guī)范。不僅如此，現(xiàn)場安裝過程中隨意性也很大，存在著實(shí)際安裝與供電設(shè)計(jì)不一致的現(xiàn)象。我們知道，對于整個(gè)礦井供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，規(guī)范設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格符合安全、合理且經(jīng)濟(jì)的相關(guān)要求，然而在實(shí)際安裝過程中，大部分單位往往抱著這樣一種態(tài)度——電纜盡量使用截面大的，尺寸長的，開關(guān)使用容量大的，造成既不合理又不經(jīng)濟(jì)，甚至由于保護(hù)整定不準(zhǔn)確而變得不安全的綜合性問題層出不窮。

3.2 井下部分變電洞室存在隱患。隨著生產(chǎn)的需要不斷挖潛開采，部分變電室頂板來壓、底鼓，片幫，使供電設(shè)備歪斜，檢修間距不夠；無人值守的變電室有的門受壓變形不能上鎖；有的變電室有滴水，地面集水，設(shè)備外殼受腐蝕，線腔受潮發(fā)霉；這些都是供電設(shè)備安全運(yùn)行的較大隱患；有的6米長以上的變電室由于特殊原因留一個(gè)出口，不符合規(guī)程規(guī)定。

3.3 現(xiàn)有低壓供電方式不適應(yīng)長距離供電。近年來，隨著采掘機(jī)械化程度的提高，達(dá)千米長走向的工作面逐漸增多，大功率設(shè)備不斷增加，這樣給工作面供電增加了困難，如超長距離供電，會使開關(guān)保護(hù)范圍達(dá)不到要求，大功率設(shè)備啟動不了。現(xiàn)在采取加固定變壓器盡量靠近工作面的方法很難達(dá)到要求。因?yàn)轱L(fēng)道、運(yùn)道受不斷變化的地質(zhì)條件影響高低不平，且壓力不斷變化，巷道不斷變形，采取移動變電站深入采區(qū)的方法有一定困難。

3.4 井下電纜環(huán)境存在安全隱患。電纜吊掛煤礦安全規(guī)程有明確的規(guī)定要求，但我公司受自然條件影響，部分巷道及斜巷受壓斷面及高度不夠，造成電纜吊掛距地面高度、間距不夠，且經(jīng)常由于冒頂而埋壓電纜，電纜的安全環(huán)境受到一定威脅，增強(qiáng)了日程維護(hù)的困難。

3.5 井下接地系統(tǒng)狀況不太好。礦井老化，巷道深遠(yuǎn)，接地系統(tǒng)也是錯(cuò)綜復(fù)雜，由于各種原因有的接地線、接地極腐蝕較嚴(yán)重，接電線的連接、截面不符合規(guī)定現(xiàn)象還存在。

3.6 局扇供電的管理規(guī)定落實(shí)不好。關(guān)于局扇管理集團(tuán)公司以及我公司，都有非常嚴(yán)格的管理規(guī)定。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于供電原因瓦斯積存事故還是不能避免。原因大概有三種情況：一是有的用電單位不能堅(jiān)持每班對自動切換裝置進(jìn)行試驗(yàn)，一旦其中一臺局扇停電或自動切換裝置出現(xiàn)故障，就會造成停風(fēng)事故；第二種情況是供電單位及用電單位對局扇供電設(shè)施定期檢驗(yàn)堅(jiān)持不好，不能保證兩趟供電線路和饋電開關(guān)處于完好狀態(tài)。第三種情況，對開關(guān)（饋電開關(guān)和磁力起動器）保護(hù)整定不認(rèn)真，整定大不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障而使故障擴(kuò)大化，整定小風(fēng)車啟動時(shí)掉電門。

3.7 工人較嚴(yán)重的電氣習(xí)慣性違章還存在。設(shè)備失爆現(xiàn)象還沒完全杜絕，設(shè)備防爆工作是煤礦的一項(xiàng)重要工作，雖然不會產(chǎn)生明顯效益，但對安全保證具有重大意義。例如：在礦用隔爆防爆電氣設(shè)備的檢修中是不允許帶電打開隔爆外殼的是規(guī)程規(guī)定。一些隔爆電氣設(shè)備設(shè)有閉鎖裝置，人為不打開閉鎖，帶電時(shí)是打不開蓋的，但井下隔爆開關(guān)是采取接線腔和主腔兩腔隔爆的型式，主腔閉鎖結(jié)構(gòu)多為機(jī)械式閉鎖結(jié)構(gòu)，與之相對應(yīng)的接線腔卻無任何機(jī)械式或是電氣式閉鎖結(jié)構(gòu)，整個(gè)防爆電器產(chǎn)品在設(shè)計(jì)方面存在著不完善性。這就使員工的操作行為完全靠自覺遵守規(guī)程來保證。給安全帶來隱患，一些習(xí)慣性違章的工人如誤打開帶電設(shè)備不僅易造成觸電事故而且易產(chǎn)生火花，有可能造成瓦斯爆炸的嚴(yán)重后果。

部分工人對保護(hù)的使用認(rèn)識不夠，甩保護(hù)還是時(shí)有發(fā)生，不按規(guī)定對各種保護(hù)進(jìn)行整定、試驗(yàn)現(xiàn)象還存在，使供電安全失去了最根本的保證，后果使設(shè)備以及人身可能受到損壞與傷害，雖然公司加大查處力度，但不可能對工人時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)督，還要靠工人自覺嚴(yán)格約束自己的行為。

3.8 井下變電室沒有實(shí)現(xiàn)自動化。一旦出現(xiàn)開關(guān)跳閘事故，由于巷道較長，用人力合電，往往花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)，延長事故時(shí)間。實(shí)現(xiàn)自動化后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控又可節(jié)省人力又可大大縮短時(shí)間。

另外，供電系統(tǒng)污染逐漸顯現(xiàn)，電力網(wǎng)中非線性負(fù)載的逐漸增加是大趨勢，如節(jié)能熒光燈、變頻驅(qū)動或晶閘管整流直流驅(qū)動設(shè)備逐漸應(yīng)用于我礦井下供電系統(tǒng)，這些非線性負(fù)載將導(dǎo)致電網(wǎng)污染，電力品質(zhì)下降，自動保護(hù)誤跳閘，嚴(yán)重時(shí)引起供用電設(shè)備故障，甚至引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)事故等。

以上的幾個(gè)問題，有的是老舊礦井存在的特有問題，井深巷遠(yuǎn)，開采難度大，使供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，設(shè)備所處環(huán)境差，有的是人的行為及主觀方面和技術(shù)方面問題。

4 供電系統(tǒng)現(xiàn)存問題的改進(jìn)措施

4.1 對高壓供電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過合理分析、認(rèn)真計(jì)算，去掉冗余部分，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)有合理的高壓供電系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)公司制定個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范，安排專門技術(shù)人員統(tǒng)一設(shè)計(jì)，并督促按設(shè)計(jì)施工，遇自然條件或其它原因按設(shè)計(jì)施工較困難時(shí)可對設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，務(wù)必使設(shè)計(jì)與現(xiàn)場安裝相一致；安裝結(jié)束要經(jīng)職能部門對安裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查和驗(yàn)收合格后，整個(gè)低壓供電系統(tǒng)才能投入運(yùn)行，從而為其以后的安全生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 對于超長距離供電，可以采用下列補(bǔ)救措施來解決：①有條件的地方盡量增設(shè)移動變電站，深入工作面，是最有效、最安全的方法；②實(shí)在條件不允許可采取增設(shè)分段保護(hù)開關(guān)(增加400饋電開關(guān))、增大電纜截面、相敏保護(hù)、提高供電電網(wǎng)的電壓等級、變壓器容量等措施。幾項(xiàng)措施可單獨(dú)采取，也可多措并舉。如果仍不能滿足要求，安排工程使變壓器更靠近工作面縮短距離。

4.3 為了避免局扇供電安全隱患，堅(jiān)持“四雙”、“三?！?、“兩閉鎖”、“一切換”的規(guī)定。用電單位要按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定對局扇的自動切換裝置每班進(jìn)行試驗(yàn)，供電單位要加強(qiáng)對局扇的供電設(shè)施包括高壓開關(guān)、干式變壓器、低壓饋電開關(guān)及電纜等的定期檢驗(yàn)，做好檢驗(yàn)記錄。

4.4 對防爆問題，除從技術(shù)方面考慮外，主要加強(qiáng)對人的行為管理，加強(qiáng)培訓(xùn)，加大考核處罰力度，使工人養(yǎng)成一個(gè)好的習(xí)慣。防爆設(shè)備管理把好三關(guān)，有專職防爆檢查員檢查下井防爆設(shè)備，有維修電工對其安裝、檢修，有專職防爆檢查員巡視檢查。

4.5 加強(qiáng)巷道維護(hù)，變電室標(biāo)準(zhǔn)化治理，使供電設(shè)備處在安全的環(huán)境中。作為一個(gè)百年老礦，存在一些問題是正常的。把一個(gè)逐漸衰老的礦井，建成一個(gè)煥發(fā)青春的本質(zhì)安全型礦井，不是一件容易的事情。這幾年來，隨著公司領(lǐng)導(dǎo)對安全、標(biāo)準(zhǔn)化的重視，在資金及生產(chǎn)條件緊張的情況下，各種達(dá)標(biāo)治理正逐步開展，對變電室、大巷的治理以完成大部分，供電設(shè)備基本全部更新改造，地面變電站投入監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，投入電源凈化裝置進(jìn)行諧波抑制，安裝SVG無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行功率補(bǔ)償，提高供電質(zhì)量。完善各種管理制度，加大管理力度，各種違章情況逐漸減少。各方面成績顯著，百年老礦正朝著標(biāo)準(zhǔn)化礦井大步邁進(jìn)。

5 結(jié)語

供電系統(tǒng)的安全可靠對煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)是非常重要的。在工作中，不斷查找不足，不斷改進(jìn)提高，才能更好地完善供電系統(tǒng)，才能更好地為安全生產(chǎn)提供保證。

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