煤礦地面供電系統(tǒng)技術(shù)改造應(yīng)用研究

李為民

（四川華鎣山廣能集團四方電力有限責任公司，四川廣安 638300）

0 引言

國民經(jīng)濟不斷發(fā)展，對能源的需求量越來越大，煤炭資源在能源資源中占據(jù)著重要地位，地面供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運行對于煤礦的順利生產(chǎn)至關(guān)重要。目前煤礦地面供電系統(tǒng)存在一些問題，影響煤礦的生產(chǎn)。煤礦的正常生產(chǎn)，需要供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供保障，技術(shù)改造十分關(guān)鍵。分析煤礦地面供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出煤礦地面供電系統(tǒng)技術(shù)改造的意見和建議。

1 分析我國煤礦地面供電系統(tǒng)現(xiàn)狀

科技進步及煤炭產(chǎn)量增長，大規(guī)模的應(yīng)用機械化采煤技術(shù)，使煤炭開采量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。機械化應(yīng)用到采煤工作中，對供電系統(tǒng)穩(wěn)定的要求越來越高。煤炭生產(chǎn)過程中，地面變電所供電系統(tǒng)多是35 kV，以此滿足地面操作和井下采煤作業(yè)，為其提供穩(wěn)定的電能供應(yīng)。煤礦生產(chǎn)規(guī)模增大和用電負載增大，煤礦存在地面供電系統(tǒng)不穩(wěn)定及安全隱患問題。上述問題的出現(xiàn)，對煤礦的安全生產(chǎn)造成威脅，降低煤炭生產(chǎn)量，安全隱患的存在，給人們的生命財產(chǎn)安全造成極大影響。高度重視度這些問題，制定合理的解決措施。

2 煤礦地面供電系統(tǒng)改造的重要作用

2.1 井下采煤安全作業(yè)的需要

大部分煤礦開采深度>100 m，提高對采煤安全作業(yè)的重視度，才能高效生產(chǎn)。保證井下采煤作業(yè)的有效進行，需要提供持續(xù)、穩(wěn)定的電能。改造地面供電系統(tǒng)，對原來的老舊設(shè)備進行更新，加大技術(shù)的投入力度，對相關(guān)工藝流程進行控制，優(yōu)化設(shè)備的功能、性能，最大限度的發(fā)揮電器的重要作用，為煤炭的開采提供強有力的支撐，促進高效采煤作業(yè)的實現(xiàn)，大幅度的提高我國煤炭的產(chǎn)量[2]。

2.2 保障35 kV空中輸電線路安全的要求

空中架設(shè)導(dǎo)電線纜是供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中關(guān)鍵組成部件，對于維持地面供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電意義重大。現(xiàn)代化采煤作業(yè)，在煤礦的地面供電系統(tǒng)中，跨越距離較長的空中輸電線纜，需要嚴格遵循相關(guān)工程要求。防止地面物體在下面穿過時損壞線纜。煤礦地面供電的設(shè)施中，使用的年限較長加上外部自然條件的影響，對空中架設(shè)電纜表面造成損害，這種的情況的發(fā)生，還會出現(xiàn)輸電短路現(xiàn)象，影響電纜正常輸送電能[3]；漏電短路等安全隱患的存在，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來極大的威脅，造成多種安全事故的發(fā)生。長時間使用的輸電線桿，受風(fēng)吹雨淋日曬等自然因素的影響，使它們本身發(fā)生皸裂跡象，極大的減弱輸電線桿的強度，無法對輸電安全進行保障。

2.3 變電站變壓裝置實現(xiàn)擴容的需要

基于我國目前經(jīng)濟的發(fā)展情況，煤礦用電負荷急劇增大，變電裝置電力負荷的壓力也不斷增大。改造目前變壓設(shè)備的增容意義十分重大，同時還要求優(yōu)化煤礦地面供電系統(tǒng)，設(shè)置2臺變壓裝置，1臺負責目前的電力供需，另外1臺做為備用，其中1臺變壓裝置出現(xiàn)故障時，即啟用另1臺，為煤礦的生產(chǎn)提供安全、穩(wěn)定的電能供應(yīng)[4]。2臺變壓設(shè)備的參數(shù)、性能完全一致。變電站中占主導(dǎo)地位的變壓裝置，整個負載能力必須≥70 000 kV。分析這些情況，要想達到上述的要求，必須改造變電裝置實現(xiàn)增容，只有改造完成，才能滿足目前煤礦生產(chǎn)的相關(guān)需求。

2.4 煤礦地面變電站進行高壓配電裝置設(shè)置的需要

多數(shù)煤礦，對變電控制切換設(shè)施進行設(shè)置都是在變電控制室外，一般情況電流互感控制器、電壓互感控制器、斷路控制器、水平較高的電壓切換開關(guān)選取都是35 kV的高壓輸電控制部件?；谶@些情況，這些設(shè)備都與現(xiàn)實變電控制技術(shù)要求不相符合，達不到技術(shù)的相關(guān)要求，同時對于這些設(shè)備的檢查和維修又十分繁雜、困難，當中最為主要的問題是整個配電裝置絕緣性差距非常顯著，極大的影響煤礦的安全、有效開采。變電站目前使用的設(shè)備都還是老舊設(shè)備，部件的配置和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都還存在很大不足，由于電流互感設(shè)備受潮降低絕緣等級，會對電流互感設(shè)備的正常運行造成影響[5]。電壓互感設(shè)備也會發(fā)生類似的情況。導(dǎo)致上述情況發(fā)生，究其原因，最主要還是設(shè)備自身存在缺陷。為防止這些問題的發(fā)生，需要應(yīng)用先進技術(shù)及選取高質(zhì)量的設(shè)備，進行高壓配電裝置的設(shè)置，為煤礦地面供電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行提供保障。

3 煤礦地面供電系統(tǒng)技術(shù)改造的策略

3.1 吸引優(yōu)秀人才并引進先進技術(shù)

地面供電系統(tǒng)技術(shù)改造的關(guān)鍵就在于技術(shù)和人才，對此需要提高對這兩方面重視度。技術(shù)方面，應(yīng)用當前先進的技術(shù)，并購置先進技術(shù)設(shè)備，投入到地面供電系統(tǒng)中，對當中的老舊設(shè)備進行更新。同時還需要吸引優(yōu)秀的技術(shù)管理人員，對系統(tǒng)的設(shè)備進行維護，確保地面供電系統(tǒng)的有效運行，為煤礦生產(chǎn)提供條件[6]。對于技術(shù)管理人才，要求他們要具備專業(yè)的理論知識及專業(yè)操作技能，對于地面供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的突發(fā)情況能冷靜、沉著、靜下心進行問題的分析，找出有效的解決策略，處理系統(tǒng)中的故障。并且具備進行老舊設(shè)備改造的遠見，要想維持系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，促進企業(yè)的長遠發(fā)展，技術(shù)改造是關(guān)鍵。

3.2 采用真空高防開關(guān)

大部分以前的煤炭礦井在選取高仿控制開關(guān)時，大多都是選擇普通的，只有線路電流超過正常運行負荷時才行，而對無壓釋放功能還不能進行。這種普通的高仿控制開關(guān)維護線路超電流的時間不固定，選擇性不強，因此其精確度也不高。基于上述這些情況，需要對目前非常先進的BGP91-6AK真空型高仿切換開關(guān)進行利用才能達到相關(guān)要求。這種真空型高仿切換開關(guān)，具有較高的靈敏性，在維護電器安全方面的功能較為完備，它涵蓋的電氣保護性功能有:針對負載端出現(xiàn)的短路事件，可及時切斷電源，防止安全事故的發(fā)生；針對負載端超載時間較長的情況，可實現(xiàn)逆限時維護，對負載端發(fā)生的短時間的超載保護功能進行有效發(fā)揮[7]。

3.3 更新并改造高壓電纜接線工藝

由于高壓電纜在空氣管方面還有很大的缺失，加上空氣管內(nèi)部容易受潮，極容易導(dǎo)致高壓電纜帶區(qū)域遭受腐蝕。除此之外，電纜空氣管常年不進行檢查和維修，常因頂部發(fā)生脫落對高壓電纜造成損壞，高壓電纜進行敷設(shè)的時間較長，由于這些情況的存在，導(dǎo)致嚴重的超負荷的現(xiàn)象屢次發(fā)生[8]。基于以上種種情況，對此需要高壓電纜接線工藝進行優(yōu)化和改造，可對聚乙烯護套電力電纜及交聯(lián)聚乙烯內(nèi)部鋼帶鎧裝MYJV22-6型進行利用，主要應(yīng)用原理是:低下主要傳導(dǎo)巷、提升方式、斜井等在煤礦區(qū)變電站低下溝內(nèi)進行橫躺，這與《煤礦安全條例》中的四百六十六條規(guī)定中，“在特殊回風(fēng)道及總回風(fēng)道不應(yīng)進行電纜鋪設(shè)”的要求相符合[9]。以前進行電纜管道的安裝，通常在風(fēng)洞中設(shè)置，這樣做的優(yōu)勢是可以保持高壓電纜的干燥，避免其受潮，影響輸電線路的正常運行，同時高壓電纜出現(xiàn)火花時，發(fā)生瓦斯爆炸事故的幾率較小，可對及時發(fā)現(xiàn)當中存在的問題或者事故并采取有效的手段進行處理，有效的防止安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

煤礦生產(chǎn)的正常進行，需要提高對安全的重視度，經(jīng)濟建設(shè)的需要，對于煤炭的需求量不斷增長，同時對煤礦生產(chǎn)的要求也越來越高。基于大規(guī)模機械自動化生產(chǎn)煤礦的情況，地面供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運行十分關(guān)鍵，它可保證煤礦高效、安全生產(chǎn)，進而促進煤礦生產(chǎn)產(chǎn)量的提升。基于當前煤炭生產(chǎn)的實際情況，以前的地面供電系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當前煤礦的生產(chǎn)需求，對此需要對供電系統(tǒng)進行各項技術(shù)改造。為改善煤礦生產(chǎn)情況，在地面供電系統(tǒng)中，需要引入技術(shù)人員和管理技術(shù)，對以前的老舊設(shè)備進行更新，促進供電技術(shù)能力的提高，為煤礦的安全、高效生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)良好的條件。