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(tuán)四方電力有限責(zé)任公司，四川廣安 638300）

0 引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求量越來(lái)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(yùn)行對(duì)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(wèn)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(yùn)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(jiàn)和建議。

1 分析我國(guó)煤礦地面供電系統(tǒng)現(xiàn)狀

科技進(jìn)步及煤炭產(chǎn)量增長(zhǎng)，大規(guī)模的應(yīng)用機(jī)械化采煤技術(shù)，使煤炭開(kāi)采量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。機(jī)械化應(yīng)用到采煤工作中，對(duì)供電系統(tǒng)穩(wěn)定的要求越來(lái)越高。煤炭生產(chǎn)過(guò)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(fù)載增大，煤礦存在地面供電系統(tǒng)不穩(wěn)定及安全隱患問(wèn)題。上述問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)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(cái)產(chǎn)安全造成極大影響。高度重視度這些問(wèn)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(kāi)采深度>100 m，提高對(duì)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(jìn)行，需要提供持續(xù)、穩(wěn)定的電能。改造地面供電系統(tǒng)，對(duì)原來(lái)的老舊設(shè)備進(jìn)行更新，加大技術(shù)的投入力度，對(duì)相關(guān)工藝流程進(jìn)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(kāi)采提供強(qiáng)有力的支撐，促進(jìn)高效采煤作業(yè)的實(shí)現(xiàn)，大幅度的提高我國(guó)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(duì)于維持地面供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電意義重大?，F(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(zhǎng)的空中輸電線纜，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)工程要求。防止地面物體在下面穿過(guò)時(shí)損壞線纜。煤礦地面供電的設(shè)施中，使用的年限較長(zhǎng)加上外部自然條件的影響，對(duì)空中架設(shè)電纜表面造成損害，這種的情況的發(fā)生，還會(huì)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(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大的威脅，造成多種安全事故的發(fā)生。長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)度，無(wú)法對(duì)輸電安全進(jìn)行保障。

2.3 變電站變壓裝置實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容的需要

基于我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況，煤礦用電負(fù)荷急劇增大，變電裝置電力負(fù)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(shí)還要求優(yōu)化煤礦地面供電系統(tǒng)，設(shè)置2 臺(tái)變壓裝置，1 臺(tái)負(fù)責(zé)目前的電力供需，另外1 臺(tái)做為備用，其中1 臺(tái)變壓裝置出現(xiàn)故障時(shí)，即啟用另1 臺(tái)，為煤礦的生產(chǎn)提供安全、穩(wěn)定的電能供應(yīng)[4]。2 臺(tái)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(gè)負(fù)載能力必須≥70 000 kV。分析這些情況，要想達(dá)到上述的要求，必須改造變電裝置實(shí)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(jìn)行高壓配電裝置設(shè)置的需要

多數(shù)煤礦，對(duì)變電控制切換設(shè)施進(jìn)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(kāi)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(shí)變電控制技術(shù)要求不相符合，達(dá)不到技術(shù)的相關(guān)要求，同時(shí)對(duì)于這些設(shè)備的檢查和維修又十分繁雜、困難，當(dāng)中最為主要的問(wèn)題是整個(gè)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(kāi)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(jí)，會(huì)對(duì)電流互感設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響[5]。電壓互感設(shè)備也會(huì)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(wèn)題的發(fā)生，需要應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)及選取高質(zhì)量的設(shè)備，進(jìn)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(yùn)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(jìn)先進(jìn)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(duì)此需要提高對(duì)這兩方面重視度。技術(shù)方面，應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)，并購(gòu)置先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，投入到地面供電系統(tǒng)中，對(duì)當(dāng)中的老舊設(shè)備進(jìn)行更新。同時(shí)還需要吸引優(yōu)秀的技術(shù)管理人員，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，確保地面供電系統(tǒng)的有效運(yùn)行，為煤礦生產(chǎn)提供條件[6]。對(duì)于技術(shù)管理人才，要求他們要具備專業(yè)的理論知識(shí)及專業(yè)操作技能，對(duì)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(jìn)行問(wèn)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(jìn)行老舊設(shè)備改造的遠(yuǎn)見(jiàn)，要想維持系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，技術(shù)改造是關(guān)鍵。

3.2 采用真空高防開(kāi)關(guān)

大部分以前的煤炭礦井在選取高仿控制開(kāi)關(guān)時(shí)，大多都是選擇普通的，只有線路電流超過(guò)正常運(yùn)行負(fù)荷時(shí)才行，而對(duì)無(wú)壓釋放功能還不能進(jìn)行。這種普通的高仿控制開(kāi)關(guān)維護(hù)線路超電流的時(shí)間不固定，選擇性不強(qiáng)，因此其精確度也不高。基于上述這些情況，需要對(duì)目前非常先進(jìn)的BGP91-6AK 真空型高仿切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行利用才能達(dá)到相關(guān)要求。這種真空型高仿切換開(kāi)關(guān)，具有較高的靈敏性，在維護(hù)電器安全方面的功能較為完備，它涵蓋的電氣保護(hù)性功能有：針對(duì)負(fù)載端出現(xiàn)的短路事件，可及時(shí)切斷電源，防止安全事故的發(fā)生；針對(duì)負(fù)載端超載時(shí)間較長(zhǎng)的情況，可實(shí)現(xiàn)逆限時(shí)維護(hù)，對(duì)負(fù)載端發(fā)生的短時(shí)間的超載保護(hù)功能進(jìn)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(jìn)行檢查和維修，常因頂部發(fā)生脫落對(duì)高壓電纜造成損壞，高壓電纜進(jìn)行敷設(shè)的時(shí)間較長(zhǎng)，由于這些情況的存在，導(dǎo)致嚴(yán)重的超負(fù)荷的現(xiàn)象屢次發(fā)生[8]?；谝陨戏N種情況，對(duì)此需要高壓電纜接線工藝進(jìn)行優(yōu)化和改造，可對(duì)聚乙烯護(hù)套電力電纜及交聯(lián)聚乙烯內(nèi)部鋼帶鎧裝MYJV22-6 型進(jìn)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(jìn)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(jìn)行電纜鋪設(shè)”的要求相符合[9]。以前進(jìn)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(shì)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(yùn)行，同時(shí)高壓電纜出現(xiàn)火花時(shí)，發(fā)生瓦斯爆炸事故的幾率較小，可對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)中存在的問(wèn)題或者事故并采取有效的手段進(jìn)行處理，有效的防止安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行，需要提高對(duì)安全的重視度，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，對(duì)于煤炭的需求量不斷增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)煤礦生產(chǎn)的要求也越來(lái)越高。基于大規(guī)模機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)煤礦的情況，地面供電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行十分關(guān)鍵，它可保證煤礦高效、安全生產(chǎn)，進(jìn)而促進(jìn)煤礦生產(chǎn)產(chǎn)量的提升?；诋?dāng)前煤炭生產(chǎn)的實(shí)際情況，以前的地面供電系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前煤礦的生產(chǎn)需求，對(duì)此需要對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)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(duì)以前的老舊設(shè)備進(jìn)行更新，促進(jìn)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。