礦山設(shè)備高壓供電研究與改進(jìn)

高燕清，張?jiān)泼?/p>

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

筆者在對(duì)山西省太鋼集團(tuán)代縣礦業(yè)有限公司進(jìn)行研究后完成，并以此為例，針對(duì)其礦山設(shè)備改進(jìn)舉措的研究和應(yīng)用進(jìn)行分析。選擇王家河段主變電站部分進(jìn)行研究，其設(shè)計(jì)總負(fù)荷達(dá)到了7.15萬(wàn)千伏安，從其特點(diǎn)來(lái)看，主要是通過(guò)單電源110/6kV線路方式達(dá)到供電目的。借助于沂州供電分公司棗林變電站185?；芈饭╇娫诖诉^(guò)程中所產(chǎn)生的積極作用，將該變電站中110kV饋出母線直接引入到王家河主變電站位置[1]。整條110kV電源線路全部采用架空線路的供電方式，在線路選擇方面，利用了LGJ-150鋼芯鋁絞線來(lái)達(dá)到供電目的。

在王家河主變電站位置為其配置了2臺(tái)主要變壓器，其容量分別為3.15萬(wàn)千伏安和4萬(wàn)千伏安。在6kv出線位置，為其配置了16條回路，將其作為備用電源。在整個(gè)采礦工程中可能會(huì)涉及到諸多影響因素，對(duì)采礦工作產(chǎn)生一定影響。因此，借助到備用電源方式的積極作用，保障整個(gè)采礦工作的順利開(kāi)展。需要注意的是，該部分電路日常負(fù)荷需要被控制在3萬(wàn)千瓦左右，不宜過(guò)低或過(guò)高。否則，將會(huì)導(dǎo)致其效果無(wú)法得到有效發(fā)揮，甚至還會(huì)對(duì)正常采礦作業(yè)的有效開(kāi)展產(chǎn)生負(fù)面影響。

1 礦山設(shè)備供電相關(guān)概述

根據(jù)對(duì)代縣礦業(yè)有限公司采場(chǎng)生產(chǎn)和作業(yè)用電狀況研究來(lái)看：其中主要是110kv王家河變電站位置為其提供所需要的電力。整個(gè)供電范圍包括了開(kāi)閉所、井下高壓室、平峒、破篩、磨礦選別等十多所高壓室。在開(kāi)閉所部分，借助于669#線路，井下高壓室位置選擇的是673#線路，平峒則主要包括了一峒、二峒和驅(qū)動(dòng)站三個(gè)重要部分組成。在開(kāi)閉所6kv饋出線位置一共供出了7趟回路，其主要目的是為了保障生產(chǎn)系統(tǒng)電鏟、牙輪鉆機(jī)等相關(guān)礦山設(shè)備能夠保持在正常運(yùn)行狀態(tài)中。井下高壓室673#線路則主要是為了保障井下開(kāi)采壓氣和主排水泵站高壓室、通風(fēng)高壓室等重要設(shè)備能夠保持在相對(duì)安全、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)中，促進(jìn)整個(gè)采礦作業(yè)的順利開(kāi)展，進(jìn)一步提升作業(yè)效率，從而創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在開(kāi)展井下作業(yè)時(shí)，需要將673#線路作為其中的主供線路、669#線路作為備用性線路所存在。在具體運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)出現(xiàn)了電氣故障問(wèn)題，并且需要停電才能夠進(jìn)行檢修時(shí)[2]。將會(huì)讓主供線路停止運(yùn)行，備用線路發(fā)揮其積極作用，完成對(duì)線路的有效控制。在井下開(kāi)采作業(yè)時(shí)，其需要保障配電能夠達(dá)到一級(jí)負(fù)荷要求。結(jié)合電氣使用規(guī)范、國(guó)家部門相關(guān)要求以及井下地采安全用電需求方面內(nèi)容進(jìn)行綜合性考慮，對(duì)井下生產(chǎn)用電負(fù)荷進(jìn)行再次改造和升級(jí)。其中，借助到專線雙電源或者雙回路供電方式，便可以達(dá)到安全供電需求，從而在一定程度上有效避免了供電線路中所出現(xiàn)的各種隱患性問(wèn)題，為后期開(kāi)采工作的順利開(kāi)展提供了充足保障。

2 礦山設(shè)備供電所的研究與改進(jìn)

在礦山開(kāi)采作業(yè)時(shí)，其經(jīng)常會(huì)受到井下壓氣、排水系統(tǒng)以及通風(fēng)因素等多方面影響，從而會(huì)導(dǎo)致大量安全隱患存在。因此，便可以將現(xiàn)階段電路中所實(shí)行的單電源或者單回路改進(jìn)為雙電源或者是雙回路電源供電方式。從其積極作用來(lái)看，這能夠保障開(kāi)采作業(yè)在順利完成基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提升整個(gè)供電系統(tǒng)的安全性。如果在開(kāi)采作業(yè)時(shí)，某一回路因?yàn)橐恍┕收闲詥?wèn)題出現(xiàn)了電路故障或者停止供電問(wèn)題。那么，另一條線路會(huì)迅速做出反應(yīng)，保持在相對(duì)穩(wěn)定、安全運(yùn)行狀態(tài)中，從而保障開(kāi)采壓氣、排水工作和通風(fēng)等方面內(nèi)容能夠得到既定要求，為其承擔(dān)一定負(fù)荷。需要注意的是，在進(jìn)行井下開(kāi)采雙回路電源線路接線時(shí)，不能夠?yàn)槠浞纸尤魏呜?fù)荷。就目前研究狀況來(lái)看，井下開(kāi)采電源多是會(huì)采用分列運(yùn)行方式。具體來(lái)看，便是讓一條線路維持在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)中，另一條回路需要做好準(zhǔn)備，處于帶電備用狀態(tài)。一旦某條線路出現(xiàn)故障問(wèn)題，另一條線路能夠迅速調(diào)整，從而保障井下壓氣、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備能夠保持在相對(duì)安全運(yùn)行狀態(tài)，有較為穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的電源為其提供電能。

2.1 高壓供電所中井下開(kāi)采雙回路供電運(yùn)行方式的研究

在目前工作中，雙回路供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要可以分為分列運(yùn)行和并列運(yùn)行兩種方式。其中，分列運(yùn)行方式主要值的是：兩條線路保持在不同運(yùn)行中[3]。如果其中一條線路正處于正常運(yùn)行狀態(tài)中，另一條則需要帶電備用。需要注意的是，必須要保障兩段母線之間聯(lián)絡(luò)的開(kāi)關(guān)處于連接狀態(tài)。如果在礦山開(kāi)采過(guò)程中，出現(xiàn)了各種意外狀況，另一條線路能夠迅速做出反應(yīng)，保障開(kāi)采作業(yè)順利開(kāi)展。并列運(yùn)行則主要指的是兩條供電線路同時(shí)處于運(yùn)行裝填中，同時(shí)，兩條母線之間的開(kāi)關(guān)還需要處于斷開(kāi)狀態(tài)中。

2.2 高壓供電所中分列、并列運(yùn)行供電優(yōu)缺點(diǎn)

在對(duì)任何一項(xiàng)事務(wù)進(jìn)行調(diào)查和研究時(shí)，都需要看到其中的優(yōu)勢(shì)和其所存在的弊端。因此，對(duì)于并列運(yùn)行、分列運(yùn)行兩種供電方式進(jìn)行了多次調(diào)查和研究之后，可以發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)和弊端主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。不同線路針對(duì)性不同。在進(jìn)行運(yùn)行方式選擇時(shí)，需要結(jié)合其具體工作狀態(tài)、實(shí)際工作需求角度進(jìn)行充分考慮，選擇合適運(yùn)行方式。

首先，分列運(yùn)行多是被使用在一些負(fù)荷相對(duì)較小的變配電所中。從其積極作用來(lái)看，兩條回路的負(fù)荷保持一致，并且其總配電開(kāi)關(guān)在整定值方面保持了較高的一致性。因此，可以達(dá)到雙回路切換的目標(biāo)。但這種運(yùn)行方式也存在著較為明顯的弊端。在運(yùn)行時(shí)，其產(chǎn)生的電流、壓降較大。在整條線路運(yùn)行時(shí)，各段線路之間的距離相對(duì)較短。

其次，從并列運(yùn)行角度來(lái)看，其多是被應(yīng)用在一些負(fù)荷相對(duì)較大的變配電所中。在運(yùn)行時(shí)，因其電流、壓降相對(duì)較小，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)行目的。但是，在線路運(yùn)行時(shí)，兩條回路之間的負(fù)荷差異性較為明顯。如果其中某條回路出現(xiàn)斷電、停電問(wèn)題時(shí)，另一條線路的總開(kāi)關(guān)則需要進(jìn)行重新整定。因此，這便在一定程度上增加了雙回路切換的難度。

2.3 針對(duì)高壓供電所中分列設(shè)備運(yùn)行供電的改進(jìn)

在進(jìn)行具體改造時(shí)，需要從110kv王家河主變電站位置為其接入電源。從其目的來(lái)看，主要是為了保障整個(gè)井下采場(chǎng)相關(guān)作業(yè)能夠順利開(kāi)展。在傳統(tǒng)工作中，如果其中某條線路發(fā)生了故障問(wèn)題之后，另一條線路將會(huì)無(wú)法正常運(yùn)行。因此，使用分列設(shè)備方式，完成對(duì)線路改造，便可以保障整個(gè)系統(tǒng)和相關(guān)作業(yè)的有序開(kāi)展。代縣礦業(yè)有限公司在以往供電方式選擇時(shí)，多是利用到并列運(yùn)行方式，整體效率不高。將其改進(jìn)為現(xiàn)階段所用的分列運(yùn)行方式，并且需要保障雙回路總配電開(kāi)關(guān)保護(hù)整定值數(shù)值保較高一致性。另外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，還有效借助到了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。將整個(gè)供電工作中所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都及時(shí)上傳到系統(tǒng)中，并進(jìn)行更新，從而為后期工作的順利開(kāi)展提供了充足的數(shù)據(jù)保障。

其中，669#、673#架空線路終端桿經(jīng)常會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境影響，導(dǎo)致其內(nèi)部絕緣瓷瓶出現(xiàn)歪斜、碎裂等問(wèn)題，從而導(dǎo)致整條線路的安全事故發(fā)生率大大增加。在之前變電站位置選擇時(shí)。多是集中在一些人群較少、海拔較高地區(qū)。在一些工人經(jīng)常通過(guò)地區(qū)，借助于架空穿越跨線方式，將桿塔上絕緣子所承受的拉力大大增加，導(dǎo)致短路、絕緣子破碎等現(xiàn)象經(jīng)常性發(fā)生。

3 對(duì)高壓供電所改進(jìn)之后的效果

從改進(jìn)效果角度來(lái)看，將原來(lái)所使用的露天和井下高壓開(kāi)采工作中所使用的673#、669#高壓供電線路進(jìn)行整改之后，更換為專供井下開(kāi)采所使用的雙回路獨(dú)立供電，從而有效避免在傳統(tǒng)供電時(shí)，出現(xiàn)的支路影響性較大問(wèn)題的發(fā)生。

另外，在完成了線路改造之后，能夠?qū)€路中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)防和及時(shí)解決，從而在一定程度上降低了安全故障、線路故障發(fā)生率[4]。當(dāng)井下通風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)都保持在了相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)中，也能夠有效保障井下作業(yè)人員的生命安全，讓工作人員處于較為安全的工作環(huán)境中。

線路改進(jìn)之后，進(jìn)一步提升了供電質(zhì)量和供電效率。如果在井下作業(yè)時(shí)，發(fā)生了安全故障問(wèn)題，相關(guān)工作人員能夠及時(shí)撤離，從而降低了人員傷亡事故發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)安全事故為零的工作目標(biāo)。

將多條線路進(jìn)行有效融合，使得整條線路保持在相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)中。如果其中某條線路或者某部分出現(xiàn)了電路故障問(wèn)題，也不會(huì)對(duì)整條產(chǎn)生較大影響。因此，從這方面特點(diǎn)來(lái)看，其還能夠在一定程度上降低各條線路停電次數(shù)，提高了開(kāi)采效率，有效提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)看，在完成了對(duì)礦山設(shè)備高壓供電所改進(jìn)工作之后，在一定程度上有效避免在傳統(tǒng)供電過(guò)程中所出現(xiàn)的效率低、安全隱患較高、安全事故發(fā)生率較高的問(wèn)題，從而保障了相關(guān)工作順利開(kāi)展，進(jìn)一步提升了開(kāi)采作業(yè)的安全性。從深層次角度來(lái)看，這也能夠?qū)φ麄€(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一些啟示，為其他行業(yè)的發(fā)展和改革提供借鑒意義。