分析煤礦供電系統(tǒng)和電氣設備的保護

梁志君

摘要：在煤礦開采過程中，電氣設備和供電系統(tǒng)是該工程項目開展的重點內(nèi)容，也是保障施工安全的首要前提。煤礦開采是一項內(nèi)容極其復雜的工程，需要依靠較多的人力、物力資源。受施工環(huán)境、地形等因素的等影響，往往存在較高的安全風險。因此，在煤礦開采前，施工團隊需要提前做好地質勘察、施工設計等準備工作，選用合適的電氣設備，構建完整的供電系統(tǒng)，以此來確保整個工程施工的安全。

關鍵詞：煤礦供電系統(tǒng);電氣設備;保護措施

引言：煤礦供電系統(tǒng)對煤礦的安全生產(chǎn)至關重要，煤礦供電系統(tǒng)在運行過程中，經(jīng)常會因使用設備短路、漏電等故障現(xiàn)象而發(fā)生不同種類的運行故障，導致了供電系統(tǒng)中電氣設備發(fā)生了不同程度的損壞現(xiàn)象。供電系統(tǒng)設計的合理與否將直接決定進行各種用電設備，各種配套的監(jiān)控系統(tǒng)的使用效果。同時由于井內(nèi)常常出現(xiàn)有一定濃度的瓦斯等有害氣體，若電路本身產(chǎn)生故障則可能引發(fā)更嚴重的事故。供電系統(tǒng)的設計必須經(jīng)過嚴密準確的理論計算，同時對硬件設備的設計搭建應保留足夠的安全余量。

1.現(xiàn)階段煤礦供電系統(tǒng)存在的問題

1.1供電系統(tǒng)超負荷工作

如今，我國經(jīng)濟水平不斷提高，各行各業(yè)之間的競爭力更加激烈。尤其是在煤礦開采行業(yè)中，想要獲取更多的經(jīng)濟效益，就必須加大煤礦開采力度，為人們提供更多的煤礦資源。不過，在這種形式下，也存在較多的不良風氣。部分企業(yè)一味地追求利益，在電氣設備的投入上不夠重視，設備在長時間的運作下，沒有得到較好的維護與保養(yǎng)。在實際使用過程中，往往會出現(xiàn)較多的故障問題，尤其是一些功率較大的電氣設備，長期處于超負荷運載狀態(tài)，很容易造成內(nèi)部零件的損壞，加上作業(yè)環(huán)境惡劣，煤礦開采難度更大，故對整個煤礦開采團隊的工作進度造成影響

1.2煤礦供電系統(tǒng)實時檢測系統(tǒng)自動化水平較低

早些年，在煤礦成立初期，由于受到資金限制以及技術水平限制，煤礦企業(yè)的供電系統(tǒng)沒有安裝監(jiān)控，近些年，雖然在有的大型煤礦企業(yè)中安裝了相應的在線監(jiān)控系統(tǒng)，但是由于系統(tǒng)沒有定期進行升級和維護，往往監(jiān)控效果一般，只是走形式主義，而在小型煤礦中仍舊采用傳統(tǒng)的模式，所以煤礦井下供電系統(tǒng)的運行情況無法快速的反饋到地上，給電力調度部門的工作增加了一定的難度，供電系統(tǒng)的安全性也無法得到保障，在遇到問題時，不能及時的進行補救，積少成多慢慢變成了事故，同時這也是重大事故的導火索。

1.3在發(fā)生故障時不能準確判斷發(fā)生故障的間隔往往需要試送的方式來判斷故障間隔，造成停送電時間過長，影響煤礦生產(chǎn)效率。

1.4井下交流電源取自照明綜保電源，存在不穩(wěn)定的因素

目前井下變電所沒有裝設井下供電監(jiān)控系統(tǒng)，不能實現(xiàn)井下各10kV變電所高壓設備的遙測、遙信和遙控以及站內(nèi)低壓系統(tǒng)的狀態(tài)量監(jiān)測，無法實現(xiàn)歷史事件查詢、歷史故障查詢、報表、棒圖等維護管理功能，也不能進行遠程定值調閱和修改，保護跳閘后不能實現(xiàn)清晰完整的故障數(shù)據(jù)上傳等。供電系統(tǒng)運行過程中，會出現(xiàn)消弧現(xiàn)象的發(fā)生，導致了電壓保護柜中的熔斷器頻繁發(fā)生熔斷現(xiàn)象，并伴隨著系統(tǒng)單相接地現(xiàn)象的發(fā)生。

1.5一般在用電設備前端，會配備相應的整流器、變頻器等電氣設備，而系統(tǒng)中用電設備的同時啟停，均會產(chǎn)生較大程度的電量沖擊，當沖擊電量超過整流器及變頻器的承載能力時，則會發(fā)生電氣設備的損壞現(xiàn)象。

1.6該煤礦供電系統(tǒng)在使用中普遍存在越級跳閘、選擇性漏電保護裝置選線不可靠、供電自動化水平不高等問題，

3.改進煤礦供電系統(tǒng)和電氣設備的相關措施

3.1對電氣設備電源進行合理設計

如何提升煤礦供電設備的穩(wěn)定性，使其在有高負荷的自動化設備運轉時能夠有持續(xù)的、穩(wěn)定的電壓，這就需要對供電的持續(xù)性進行加強，降低設備在運行中的故障發(fā)生概率，降低電氣設備的耗損率，同時保證安全生產(chǎn)。所以，這更需要相關工作者對電氣設備電源進行合理、科學的設計，結合煤礦企業(yè)的實際生產(chǎn)狀況，不斷的升級優(yōu)化供電系統(tǒng)，針對出現(xiàn)的問題要能夠及時提出更改策略，對于關鍵的電氣設備，要設置多個供電電源，以此來保證電氣設備的穩(wěn)定狀態(tài)，保證其安全性。對電氣設備電源的設計不是一成不變的，要根據(jù)實際需求，適時地進行調整，以最大程度的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，滿足煤礦的用電需求，最終推動煤礦的持續(xù)發(fā)展。

3.2排查故障

在煤礦電氣系統(tǒng)的保護過程中，企業(yè)應加強對煤礦電氣系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的管理力度，做好電氣設備的維護與管理工作。對于部分煤礦企業(yè)而言，在煤礦活動實際開展過程中，較多的大功率設備往往呈現(xiàn)出超負荷運轉狀態(tài)，在這種情況下，設備自身的使用壽命會大大縮減，其內(nèi)部零件也會出現(xiàn)不同程度的損壞?；诖?，想要提高煤礦電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，應定期對設備故障進行排查，通過對以往常出現(xiàn)的設備故障問題進行分析，總結工作經(jīng)驗，找出設備故障的發(fā)生規(guī)律，以此來提高搶修人員自身工作水平。

3.3針對供電線路做好安全防范措施

由于煤礦作業(yè)的特點，工作環(huán)境復雜，條件惡劣，電氣設備在運行中極易發(fā)生安全事故，所以，在對于供電線路的鋪設中更要多注意，對于遠距離的線路，要有更高的要求，開展特殊地段特殊設置，對于關鍵連接點，更要做好防范工作，引入高性能的電氣設備，有需要的可以增加增壓設備，保證電壓的平穩(wěn)和持續(xù)，做好遠距離供電的保障工作。

3.4完善漏電的預防和保護措施

在煤礦開采過程中，電纜漏電也是電氣設備運行中常出現(xiàn)的問題。一旦發(fā)生電纜漏電現(xiàn)象，往往會導致線路短路，如果工作人員沒有正確的辨識意識，很容易出現(xiàn)觸電事故，繼而對員工的生命安全造成威脅。此外，在電纜漏電時，線路中的電流運行狀態(tài)發(fā)生異常變化，周圍金屬管道也會遭受電力的侵襲，造成管道的毀損或腐蝕，嚴重情況下，還會引起管道爆炸，從而引發(fā)更大的安全事故。此外，漏電問題處理不當，在電火花的作用下，周圍燃點性能較低的物品很容易成為火源，進而引發(fā)更大的災難。

3.5對先進繼電保護裝置加強應用

在煤礦的井下供電系統(tǒng)中，繼電保護裝置必須要以煤礦的實際生產(chǎn)為基礎，建立相應的繼電保護系統(tǒng)，從煤礦的整體進行著手，拆分生產(chǎn)細節(jié)，在各個生產(chǎn)細節(jié)中進行加強，將細節(jié)問題進行逐一掌控，最大限度的保護煤礦的安全生產(chǎn)，提高對故障的反應速度;其次對于高壓設備的設計中，要注意對超負荷問題增加保護，最大限度的保護設備的安全，保證線路的正常運行;另外，在供電線路中應該對各個線路都實施保護，一旦發(fā)生線路問題或故障，能夠對此段線路進行隔離，從而不影響其它線路的正常運轉。井下供電系統(tǒng)的優(yōu)化措施為了驗證井下供電系統(tǒng)計算的正確性，文中分別對2～7kV電動機電流速斷保護性能、高壓斷路器性能校核、研究變壓器的經(jīng)濟運行區(qū)分析性能進行了測試驗證。選擇了井下中央水泵房的MAR241-8型異步電動機為分析對象，測試系統(tǒng)對電流速斷保護計算，計算結果與數(shù)值結算相符。

結束語

煤礦資源是我國企業(yè)發(fā)展的主要能源支撐。在煤礦開采活動中，企業(yè)應將重點放在電氣系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的安全維護上，引進更加先進的電氣設備，做好全面的安全防護措施，在保障工作人員生命安全的前提下，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益，促進我國煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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