礦井高壓供電系統(tǒng)優(yōu)化研究與實(shí)踐

李政

【摘 要】 近年來，為了更好的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，礦井有必要進(jìn)行深部集中生產(chǎn)，由于其生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較多，電能耗費(fèi)量明顯加大，而現(xiàn)有的供電設(shè)備、供電設(shè)施等均難以適應(yīng)礦井生產(chǎn)的供電需求。本文通過分析礦井高壓供電系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化措施，對(duì)其實(shí)踐應(yīng)用展開論述。

【關(guān)鍵詞】 礦井 ?高壓供電系統(tǒng) ?優(yōu)化研究 ?實(shí)踐

礦井供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，能夠在一定程度上保證井下生產(chǎn)工作有序開展。近年來，隨著生產(chǎn)設(shè)備、電氣化程度的進(jìn)一步提高，礦井高壓供電系統(tǒng)作為井下供電系統(tǒng)的組成部分之一，其性能是否良好，對(duì)礦井的安全具有重要意義。因此，如何對(duì)礦井供電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，是礦井負(fù)責(zé)人亟需思考的問題。礦井供電系統(tǒng)技術(shù)的改造，能夠在一定程度上改善礦井供電設(shè)備的使用性能，有效減少設(shè)備維護(hù)量，從而在根本上確保礦井實(shí)現(xiàn)高效、安全、低能耗的生產(chǎn)。

1 礦井高壓供電系統(tǒng)技術(shù)的具體優(yōu)化措施

1.1 能夠加強(qiáng)過流保護(hù)的穩(wěn)定性

若設(shè)備起動(dòng)電流比較大，線路短路電流比較小，對(duì)于其引起的系列問題，要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，采取人為措施加大短路電流，從而使短路電流和起動(dòng)電流有明顯差異，確保在短路故障狀態(tài)下，保護(hù)裝置可進(jìn)行動(dòng)作，電機(jī)能夠正常啟動(dòng)。電力系統(tǒng)中，影響短路電流大小的主要因素是系統(tǒng)阻抗或者電源容量。當(dāng)前提條件恒定時(shí)，可首選大容量變電器、大截面供電電纜，有效加大短路電流值，不過此方法增加了設(shè)備的投資力度。除此之外，還應(yīng)該在保護(hù)裝置中進(jìn)行相敏保護(hù)。

1.2 為確保電網(wǎng)安全運(yùn)行，可采用安全監(jiān)測(cè)法

煤礦10kV電網(wǎng)的組成設(shè)備主要是電纜，對(duì)電纜進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)，能夠在根本上保證電網(wǎng)的安全性。因此，如果絕緣下降大于運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)值，或者發(fā)展至接地事故出現(xiàn)前發(fā)出報(bào)警信號(hào)，工作人員就要及時(shí)查找原因，進(jìn)行針對(duì)性的處理，從而將事故消除在萌芽狀態(tài)，防止電火花、電弧電纜放炮、火災(zāi)以及過電壓等引起的危險(xiǎn)事故。

1.3 有效治理礦井配電網(wǎng)的電容電流

要想主動(dòng)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)對(duì)地的電容電流，可選擇安裝消弧線圈裝置，可結(jié)合電容電流的變化自動(dòng)進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，從而使接地電流自始至終處于最小狀態(tài)，這能夠充分解決電網(wǎng)電容電流超標(biāo)的問題，并有效控制擊穿事故或者電纜放炮事故，更加快速、準(zhǔn)確的處理電纜單相接地故障，從而保證礦井生產(chǎn)的安全性與可靠性。

1.4 對(duì)礦井變電所進(jìn)行增容改造

當(dāng)主系統(tǒng)短路容量有大幅增加后，礦井下的高壓電氣設(shè)備短路容量就會(huì)有一定的不足，因此，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)短路保護(hù)，就要及時(shí)更換礦井上下的真空開關(guān)，同時(shí)還要相應(yīng)的更換變電所下級(jí)開關(guān)、地面高壓開關(guān)等。經(jīng)?；蛘叨ㄆ跈z查配電點(diǎn)或者變電所的電流互感器，確保系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，利于井下的有序生產(chǎn)。

2 礦井高壓供電系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化后的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 輸配電線路中應(yīng)用GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)

由于礦井高壓供電系統(tǒng)的高壓線路比較復(fù)雜，人為管理具有較大難度。因此，引入GPS智能巡檢綜合管理系統(tǒng)后，能夠?qū)I(yè)務(wù)流程進(jìn)行全面控制，實(shí)現(xiàn)信息共享和應(yīng)用，從而使輸配電線路的管理逐漸形成規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的管理模式。智能巡檢綜合管理系統(tǒng)可利用全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，改變傳統(tǒng)巡檢模式，以便降低錯(cuò)檢或者漏檢幾率。同時(shí)，此系統(tǒng)不必在系統(tǒng)中安裝信息識(shí)別載體，能夠根據(jù)GPS定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)巡檢定位，并自動(dòng)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，提高管理效率，從而消除缺陷管理實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化。

2.2 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用CAN總線技術(shù)

在信息技術(shù)發(fā)展的影響下，總線控制系統(tǒng)的時(shí)效性也有了顯著提高，從而為電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行提供了技術(shù)支持。CAN總線是實(shí)時(shí)控制或者分布式控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，此電力調(diào)度系統(tǒng)的各個(gè)分站點(diǎn)都是由測(cè)控接點(diǎn)擊工控機(jī)組成的，每個(gè)測(cè)控點(diǎn)接在總線上，并對(duì)應(yīng)10KV回路或者35kV回路的測(cè)控。測(cè)控點(diǎn)可以收集對(duì)應(yīng)回路的相關(guān)信息，根據(jù)接收的命令可以將數(shù)據(jù)發(fā)送給CAN總線，然后通過提前設(shè)定的驗(yàn)收碼控制此測(cè)控點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)及命令。站點(diǎn)工控機(jī)可以通過CAN卡，對(duì)CAN總線接收的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，并從網(wǎng)卡到集團(tuán)千兆網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度中心。通過實(shí)踐應(yīng)用，證明CAN總線的設(shè)計(jì)方式比較靈活、布線操作方便，具有很高的可靠性。

2.3 在礦井10KV電網(wǎng)中應(yīng)用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈成套裝置

通過應(yīng)用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈成套裝置，有效改善了礦井10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)出現(xiàn)的電容電流超標(biāo)問題，經(jīng)檢測(cè)，電網(wǎng)剩余物功電流實(shí)際值均低于3A，和《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定相符，且投入補(bǔ)償速度較快，利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。礦井負(fù)荷不斷增大后，傳統(tǒng)消弧線圈估算出的電容電流和實(shí)際電容電流具有很大誤差，而人工調(diào)諧需要短時(shí)停電，對(duì)補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)性有明顯影響。自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈成套裝置能夠根據(jù)消弧線圈的電源開關(guān)柜，投切消弧線圈，并通過RS485接口接入變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。充分利用電源開關(guān)柜和消弧線圈中的控制電纜，能夠發(fā)揮其具有的閉鎖、遠(yuǎn)程控制以及保護(hù)跳閘等功能。

2.4 在礦井中應(yīng)用供電安全監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)

礦井安全監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)，涵蓋的內(nèi)容比較多，它集計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、礦井供電系統(tǒng)、供電設(shè)備管理系統(tǒng)、供電系統(tǒng)運(yùn)行電量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等為一體，包括變電所供電監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、井下低電網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)以及供電設(shè)備管理子系統(tǒng)等部分，并由智能串卡、調(diào)制解調(diào)等構(gòu)成電話線組網(wǎng)。此系統(tǒng)的建立，35kV變電所可以實(shí)現(xiàn)全部電量監(jiān)測(cè)，并顯示出功率因數(shù)曲線或者負(fù)荷曲線，生成報(bào)表。系統(tǒng)使用附加低頻電源的方法，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)了電網(wǎng)絕緣值，從而在根本上對(duì)井下低壓電網(wǎng)分支線路進(jìn)行絕緣參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)量傳輸給地面，以便工作人員快速處理相關(guān)供電事故。因此，供電系統(tǒng)應(yīng)用了CAD可視化設(shè)計(jì)技術(shù)后，有效提高了其自動(dòng)化程度，方便供電系統(tǒng)實(shí)施規(guī)范化管理。

3 結(jié)語

綜上所述，礦井生產(chǎn)需求的發(fā)展，使原先礦井中的供電設(shè)備、供電設(shè)施等都難以適應(yīng)生產(chǎn)的實(shí)際需要，因此，要通過進(jìn)行技術(shù)改革，充分利用并發(fā)揮高科技技術(shù)及設(shè)備的作用，解決礦井現(xiàn)有的高壓供電系統(tǒng)中存在的安全隱患，從而使礦井實(shí)現(xiàn)安全、高效的生產(chǎn)。

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