對(duì)提高煤礦供電安全可靠性綜合措施的思考

孫文浩

【摘 要】在分析了煤礦井下低壓供電系統(tǒng)現(xiàn)狀后，對(duì)提高煤礦供電安全、可靠性的措施進(jìn)行了解析探討。

【關(guān)鍵詞】煤炭；供電；安全

眾所周知，我國(guó)煤炭資源采掘大部分在地面以下進(jìn)行，其特殊的開采條件、煤層地質(zhì)變化情況使得煤礦井下工作環(huán)境十分惡劣。尤其采掘工作面及巷道、老空地點(diǎn)周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質(zhì)，如果供用電設(shè)備、設(shè)施管理維護(hù)不及時(shí)、檢查不全面，很容易因用電設(shè)備出現(xiàn)短路、漏電、失爆、越級(jí)跳閘等故障而發(fā)生電火花、觸電、停電、設(shè)備誤動(dòng)等故障現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生井下瓦斯、煤塵爆炸等嚴(yán)重事故。本文就煤礦基層供用電管理人員對(duì)如何提高煤礦礦井供電系統(tǒng)安全可靠性的具體措施進(jìn)行總結(jié)，以便為接觸供電業(yè)務(wù)的同行提供一點(diǎn)借鑒。

1.煤礦井下供電系統(tǒng)狀況解析

從事過(guò)煤炭行業(yè)的同行都知道，煤礦井下供電系統(tǒng)設(shè)備，大多采用防爆型及增安型電器設(shè)備，建國(guó)以來(lái)，通過(guò)廣大煤炭科技工作者在防爆理念的更新，防爆設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝、加工等方面的不斷加強(qiáng)提高，已經(jīng)很大程度上提高了低壓供電系統(tǒng)的安全水平，但是由于許多煤礦井下供電系統(tǒng)存在負(fù)荷分配不均、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、諧波污染嚴(yán)重、設(shè)備型號(hào)不匹配以及供電日常管理跟不上等問(wèn)題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患，以下就常見存在問(wèn)題簡(jiǎn)述如下。

1.1主變壓器容量不足

井下負(fù)荷容量經(jīng)常大于供電系統(tǒng)原設(shè)計(jì)容量，進(jìn)而造成主變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行在效率低下工況條件下，不僅降低了供電系統(tǒng)可靠性和供電質(zhì)量，也使得系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在過(guò)負(fù)荷條件下，很容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)過(guò)熱溫度升高、絕緣加速老化、供電電纜出現(xiàn)發(fā)熱燃燒等情況，引起瓦斯煤塵爆炸，給煤炭企業(yè)安全帶來(lái)重大安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失，給職工家庭帶來(lái)心理陰影和不良的社會(huì)影響。

1.2供電質(zhì)量水平較低

隨著計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)、信息化技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)、新工藝、新裝備投入到煤礦中應(yīng)用，擁有和使用大量水平先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備已成為衡量煤礦現(xiàn)代化水平的標(biāo)志，同時(shí)也促進(jìn)了煤礦不斷的更新改造，以不斷提高安全生產(chǎn)的水平，但大量變頻整流設(shè)備（如變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、軟啟動(dòng)智能控制系統(tǒng)等）在井下供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的投用，其工作時(shí)產(chǎn)生的諧波分量，會(huì)通過(guò)低壓供電線路直接反饋入礦井低壓供電系統(tǒng)中，使井下配電網(wǎng)有功和無(wú)功間不能保持原有的平衡，供電電壓出現(xiàn)畸變，影響供電質(zhì)量，影響井下采掘等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)造成井下各種繼電保護(hù)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)“誤動(dòng)”或“拒動(dòng)”情況，降低井下供電網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的可靠性。

1.3人為誤操作

煤礦礦井由于工作環(huán)境原因，操作空間較小，而且還存在多個(gè)工種多地點(diǎn)多人同時(shí)作業(yè)的特點(diǎn)，通訊聯(lián)絡(luò)及人員素質(zhì)和技術(shù)水平不齊等原因，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都可能會(huì)發(fā)生事故或人員傷害，這就對(duì)井下煤炭生產(chǎn)安全用電及人員提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

1.4電氣防爆管理有待提高改進(jìn)

為了提高供電系統(tǒng)的安全可靠性，加強(qiáng)對(duì)用電設(shè)備的跟蹤分析及監(jiān)察，及時(shí)掌握情況采取措施；嚴(yán)防突發(fā)停電引發(fā)煤礦事故。保證井下作業(yè)員工的人身財(cái)產(chǎn)安全，國(guó)家已經(jīng)多次下發(fā)相關(guān)文件，明令淘汰或禁止使用部分落后的電氣設(shè)備和工藝，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，部分礦井由于改造資金缺乏或企業(yè)負(fù)責(zé)人不重視，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到因此所造成的嚴(yán)重后果，這些明令禁止使用的的電氣設(shè)備或工藝依然在煤礦礦井中使用，直接影響煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)可靠性和生產(chǎn)、人員安全。

1.5煤礦供電系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)水平較低

由于受礦井建設(shè)期技術(shù)能力和建設(shè)資金的制約，很多煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)建設(shè)初期均沒(méi)有配置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，隨著礦井生產(chǎn)發(fā)展的需要，井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息不能實(shí)時(shí)反饋回指揮調(diào)度系統(tǒng)，導(dǎo)致地面調(diào)度管理人員不能實(shí)時(shí)掌握井下供電系統(tǒng)運(yùn)行情況，難以及時(shí)指揮井下供電系統(tǒng)值班人員投切電氣設(shè)備，對(duì)可能存在的隱患和發(fā)生的故障無(wú)法及時(shí)作出預(yù)測(cè)和調(diào)整補(bǔ)救措施，引發(fā)事故，造成人身和財(cái)產(chǎn)損失。

2.提高煤礦礦井供電系統(tǒng)安全可靠性的措施

2.1設(shè)計(jì)完善合理的井下供電網(wǎng)絡(luò)

合理可靠的供配電網(wǎng)絡(luò)是保證煤礦井下安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。任何分支線存在隱患或不合理的設(shè)計(jì)，都會(huì)引發(fā)事故，因此供電系統(tǒng)在安裝前就要全面科學(xué)規(guī)劃，精心組織安裝，負(fù)荷出現(xiàn)變化或工作區(qū)域進(jìn)行調(diào)整時(shí)，要及時(shí)調(diào)整供電系統(tǒng)，優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò)線路，調(diào)整開關(guān)及參數(shù)，減少配電冗余線路，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)可靠性。

2.2選用安裝動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償及消諧裝置

通過(guò)對(duì)設(shè)備無(wú)功、有功負(fù)荷的調(diào)節(jié)，既可以提高礦井供電系統(tǒng)的安全可靠性和供電質(zhì)量，還能有效抑制低壓供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的高次諧波分量，降低其對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的沖擊，提高其使用效能。

2.3完善井下供電繼電保護(hù)系統(tǒng)

隨著井下供電系統(tǒng)容量日益增大，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，還不能防止發(fā)生全礦井大面積停電事故。為此必須研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行等問(wèn)題。盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時(shí)間減到最短。因此，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測(cè)技術(shù)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

2.4配置先進(jìn)供電實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

對(duì)于供電系統(tǒng)中存在的高隱患非安全型或高耗能型設(shè)備應(yīng)予淘汰并重新規(guī)劃選型。同時(shí)對(duì)供電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，以提高在線監(jiān)測(cè)水平，保證對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)全面及時(shí)掌握和控制。如SHZN電力線路運(yùn)行在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可安裝在輸配電線路上，用于在線監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行、故障情況及線路參數(shù)，是一套可分布監(jiān)控、集中管理、即時(shí)通知型的智能化電力線路管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，檢測(cè)終端分布掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上需要監(jiān)測(cè)的位置（如：各分支處，各事故多發(fā)事段、電纜接頭上等），可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行情況，在線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、停電、送電、盜割等情況下，監(jiān)控中心在數(shù)十秒內(nèi)報(bào)警顯示，并發(fā)信息給維護(hù)值班人員?？梢燥@示線路負(fù)荷電流、溫度變化情況。可以足不出戶，全面掌握線路運(yùn)行情況。并且可以根據(jù)用戶需要增加其他監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

3.結(jié)束語(yǔ)

煤礦井下供電系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)特殊環(huán)境中，提高其運(yùn)行安全性是一項(xiàng)系統(tǒng)、不斷改進(jìn)的系統(tǒng)工程，必須結(jié)合煤礦行業(yè)的現(xiàn)狀，長(zhǎng)遠(yuǎn)綜合考慮，進(jìn)行充分考慮，不斷完善井下供電設(shè)計(jì)，才能提高供電可靠性，保障生產(chǎn)的安全穩(wěn)定、高效進(jìn)行。 [科]