提高礦井供電安全管理淺談

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摘要：近年來，隨著煤礦生產(chǎn)的快速發(fā)展，國家對礦井企業(yè)的監(jiān)管力度不斷加大，礦井供電作為煤礦工作中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其安全問題越來越突出，如何提高礦井供電的安全性、可靠性和持續(xù)性，已成為礦井機(jī)電管理中的一個(gè)重要課題。

關(guān)鍵詞：礦井供電；安全管理；供電可靠性

隨著煤礦機(jī)械化、信息化不斷發(fā)展，國家提出了煤礦智能化的要求，對設(shè)備的使用廣度不斷增大，先進(jìn)的電氣設(shè)備需要電能的支持，供電需求不斷擴(kuò)張，加之礦井生產(chǎn)的特殊性,負(fù)荷一般為一級負(fù)荷，一旦發(fā)生供電故障,有可能引發(fā)重要設(shè)備停運(yùn)、瓦斯超限或人身傷害，直接關(guān)系著礦井的安全生產(chǎn)和職工的人身安全。因此,煤炭企業(yè)對供電的可靠性和連續(xù)性提出了更高的要求。

1煤礦供電存在的主要問題

（1）部分礦井開采時(shí)間長，井下變電所級連層級多，使得各級進(jìn)出線繼電保護(hù)裝置階梯式定值差距小，無法完美配合，易引起越級跳閘；電氣設(shè)備容量增大，供電系統(tǒng)阻抗小，短路值大；短路電流計(jì)算：（U20為變壓器二次側(cè)空載線電壓；ZK為故障點(diǎn)電源側(cè)每相總阻抗）。供電距離長，系統(tǒng)容抗增大（；D為電纜芯線直徑；I為電纜長度；ε為介質(zhì)系數(shù)；d為極板間距），當(dāng)發(fā)生弧光短路故障時(shí)，若容性電流超標(biāo)、消弧線圈補(bǔ)償不到位，引起系統(tǒng)過電壓，破壞系統(tǒng)絕緣性能，對供電安全帶來挑戰(zhàn)。（2）礦井供電設(shè)備多，會出現(xiàn)電氣設(shè)備、設(shè)施服役年限較長的情況，如存在老式的斷路器、隔離刀閘、電動機(jī)、繼電器等，加上煤礦存在煤塵、季節(jié)性返潮各種因素，若忽視老舊設(shè)備的維修保養(yǎng)，未效驗(yàn)其性能，設(shè)備頻繁故障影響生產(chǎn)效率，且不易判斷故障原因。（3）供電設(shè)備設(shè)施未嚴(yán)格落實(shí)“所有在用設(shè)備設(shè)施，每天強(qiáng)制檢修一次”、“礦井每月必須強(qiáng)制停產(chǎn)一天，對大型固定設(shè)備、主要運(yùn)輸設(shè)備、供電系統(tǒng)及人員運(yùn)輸設(shè)備強(qiáng)制檢修”的管理規(guī)定。架線長時(shí)間未上桿檢查，接地系統(tǒng)銹蝕，連接點(diǎn)（母排、接線樁、連接器）未全面檢修，檢修把關(guān)不嚴(yán)、檢修質(zhì)量不高，設(shè)備絕緣逐漸下降，設(shè)備設(shè)施帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，埋下嚴(yán)重的供電安全隱患。（4）供電管理現(xiàn)場缺失，對供電系統(tǒng)重要部分、薄弱點(diǎn)未進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測監(jiān)控。未進(jìn)行主通風(fēng)機(jī)高壓架線、備用局部通風(fēng)機(jī)開關(guān)和纜線、入井電纜連接器等重要地點(diǎn)、重要部位的絕緣性能、溫度變化、防潮等周期性管理。上級電網(wǎng)故障、單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、單回路供電時(shí)備用系統(tǒng)不能有效持續(xù)供電，發(fā)生重要設(shè)備停機(jī)事故。（5）供電技術(shù)管理有漏洞。三段式保護(hù)整定不合理，發(fā)生短路故障時(shí)繼電保護(hù)的三段式保護(hù)不能有效攔截故障電流；防越級跳閘系統(tǒng)故障，短路故障時(shí)發(fā)生越級跳閘事故；不間斷電源失效，電力監(jiān)控不能遠(yuǎn)程操作，需電工趕赴現(xiàn)場，恢復(fù)供電時(shí)間過長。一起供電影響可導(dǎo)致礦井供電中斷4～5h。

2提高礦井供電安全可靠性的措施

（1）優(yōu)化供電結(jié)構(gòu)，提高供電質(zhì)量。煤礦供電系統(tǒng)一般遵循“地面變電站-井下中央變電所-采區(qū)變電所”的模式，盡量減少系統(tǒng)層級，轉(zhuǎn)接點(diǎn)越多，三相系統(tǒng)絕緣值相差越大，轉(zhuǎn)接點(diǎn)越少三相電流越能保持平衡，系統(tǒng)產(chǎn)生的零序電流越小。（零序電流，K電流互感器變比，三相對稱時(shí)，）。三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗，會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高。系統(tǒng)優(yōu)化后，減少系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，管理有重點(diǎn)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。（2）35kV主變壓器選擇合理化的運(yùn)行方式。按照《煤礦安全規(guī)程》436條：正常情況下，礦井電源應(yīng)當(dāng)采用分列運(yùn)行方式。若一回路運(yùn)行，另一回路必須帶電備用。設(shè)置雙主變的地面變電站，當(dāng)任一饋線出現(xiàn)故障，由于主變分列運(yùn)行，故障電流不會通過變壓器影響到另一回路，可保證礦井主要設(shè)備（局部通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)、主排水、主提升）始終有一回保持供電（主通風(fēng)機(jī)和瓦斯泵可快速倒運(yùn)至另一回路），避免因大電流波及整個(gè)電網(wǎng)，保障雙回供電的獨(dú)立性，從而解決“動力停電，影響風(fēng)機(jī)”的問題，確保了礦區(qū)供電的可靠性和連續(xù)性。當(dāng)然分列運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不如一用一備，檢修操作程序稍顯復(fù)雜，兩個(gè)主變負(fù)荷盡量均衡等問題。由此可見，一用一備符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，對供電可靠性要求高的單位推薦分列運(yùn)行。（3）強(qiáng)制檢修+重點(diǎn)監(jiān)控。煤礦發(fā)生供電故障時(shí)主要有這幾個(gè)方面原因：一是供電系統(tǒng)未按規(guī)定進(jìn)行檢查檢修，二是上級電網(wǎng)影響，三是人為誤操作，四是對供電系統(tǒng)薄弱點(diǎn)監(jiān)控不力。礦井應(yīng)提高對檢修工作的重要性認(rèn)知，建立完善、可靠的運(yùn)行維修體制，完善檢修內(nèi)容，編制詳細(xì)的電氣設(shè)備周期性強(qiáng)制檢修計(jì)劃，嚴(yán)格落實(shí)每日、每月強(qiáng)檢任務(wù)，加大重要設(shè)備、絕緣薄弱環(huán)節(jié)檢修頻次、力度，確保檢修質(zhì)量，徹底消除檢測盲區(qū)、隱患。建立重要設(shè)備、重點(diǎn)線路絕緣監(jiān)測周期表，監(jiān)測主通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)設(shè)備和纜線、入井電纜、中央變電所設(shè)備和纜線等重要地點(diǎn)、重點(diǎn)部位絕緣阻值和溫度，根據(jù)周期表進(jìn)行趨勢預(yù)判及時(shí)消除隱患萌芽。利用強(qiáng)制檢修+重點(diǎn)監(jiān)控提升設(shè)備現(xiàn)場管理，提高供電能力和供電的安全可靠性。（4）加強(qiáng)供電系統(tǒng)建設(shè)，積極引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備。進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦供電電源、供電設(shè)備能力、供電線路等方面建設(shè)，提升煤礦供電智能化。一是持續(xù)完善供電安全設(shè)備設(shè)施，更新服務(wù)年限較長、技術(shù)落后的供電裝備，從源頭上減少供電安全隱患。二是逐步實(shí)現(xiàn)供電裝備設(shè)施智能化建設(shè)，礦井高壓開關(guān)應(yīng)具有數(shù)據(jù)辨識、防越級跳閘、故障診斷等功能，斷路器小車移動、接地刀閘操作實(shí)現(xiàn)電動化，從而實(shí)現(xiàn)智能順序控制，縮短恢復(fù)供電時(shí)間；電器設(shè)備連接部位的溫度、絕緣、電器元件的位移、環(huán)境濕度、環(huán)境粉塵等實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控，可采用無人機(jī)巡線機(jī)器人，變電所巡檢機(jī)器人等先進(jìn)有效技術(shù)提升煤礦供電智能化水平，不斷提高煤礦供電安全保障能力。（5）做好供電基礎(chǔ)工作，強(qiáng)化供電技術(shù)管理，堅(jiān)持煤礦供電從業(yè)人員培訓(xùn)。礦井進(jìn)一步完善礦井檢查檢修的各項(xiàng)管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)電管理“四制一排查”，落實(shí)各級人員責(zé)任，強(qiáng)化考核；按照規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整定保護(hù)、供電設(shè)備性能檢測等方面管理工作，確保電力監(jiān)控及防越級跳閘系統(tǒng)完好；建立健全技術(shù)人員、專業(yè)人員培養(yǎng)體系，做好供電新技術(shù)、智能化專業(yè)培訓(xùn)，形成人才接續(xù)良性循環(huán)。供電安全是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證，礦井應(yīng)提高認(rèn)識，高度重視煤礦供電工作。防范礦井供電安全問題，必須從管理與技術(shù)兩方面著手，統(tǒng)籌規(guī)劃，全面加快推進(jìn)供電系統(tǒng)建設(shè)，杜絕礦井供電系統(tǒng)漏洞，提升供電裝備安全保障能力，不斷提高礦井供電的安全性、可靠性和持續(xù)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晶，趙巧芝，李宗強(qiáng).對如何提高礦井供電可靠性的幾點(diǎn)認(rèn)識[J].中小企業(yè)管理與科技,10.3969/j.issn.1009-0797.2004.04.015.

[2]姚興利.如何提高礦井供電安全的可靠性[J].電力設(shè)備2019-07-16T14:08:24.093Z.

作者:李民 張少毅 單位:韓城礦業(yè)有限公司機(jī)電動力部