礦井供電系統分析

摘要：礦井供電系統作為整個礦井建設事業的基礎與核心，其運行過程中的安全性及穩定性問題需要引起相關工作人員的廣泛關注與重視。本文結合唐山林西礦業公司實際，簡要分析了老礦供電系統現狀，提出其存在的問題，以及改進辦法。

關鍵詞：百年煤礦 供電系統 存在問題 改進辦法

1 概述

我公司是一個百年老礦，井深巷遠，供電系統復雜。全公司有35kV變電站3座，井上變電所9個，井下變電室30個。隨著井下生產工作面的不斷向深部延伸，不斷增多的供電設備及電纜，星羅棋布相連構成了錯綜復雜的供電網絡；同時，由于地質條件變化以及挖潛工作的開展，巷道變形嚴重，供電設備受到威脅，供電事故極易發生，除影響生產外，引起瓦斯和煤塵爆炸的機率也會加大。因此，對供電系統現狀進行分析，查找不足，并采取相應措施對提高供電系統的安全性和可靠性尤為重要。

2 地面變電站的現狀

變電站全面升級改造獲得成功，把傳統繼電保護改造成微機型綜合繼電保護，實現了微機監測，“五防“功能智能化，可視化監視系統，SVG無功補償裝置投入，基本可實現自動化。雖然有些功能受各方面影響沒有使用，但整體上可以說是一次技術革命。

3 井下供電系統存在的問題

3.1 供電系統設計不夠規范。我公司高壓供電系統，隨著生產區域向深部延伸，變電所數量不斷增加，電纜長度增加，系統顯得很復雜，但從整體看，有的變電所已失去使用價值，隨著巷道開掘電纜也可以走捷徑而縮短距離。低壓系統的供電設計缺乏統一性、全面性，各單位間設計重復與脫節現象時有發生，造成設計不規范。不僅如此，現場安裝過程中隨意性也很大，存在著實際安裝與供電設計不一致的現象。我們知道，對于整個礦井供電系統的設計而言，規范設計必須嚴格符合安全、合理且經濟的相關要求，然而在實際安裝過程中，大部分單位往往抱著這樣一種態度——電纜盡量使用截面大的，尺寸長的，開關使用容量大的，造成既不合理又不經濟，甚至由于保護整定不準確而變得不安全的綜合性問題層出不窮。

3.2 井下部分變電洞室存在隱患。隨著生產的需要不斷挖潛開采，部分變電室頂板來壓、底鼓，片幫，使供電設備歪斜，檢修間距不夠；無人值守的變電室有的門受壓變形不能上鎖；有的變電室有滴水，地面集水，設備外殼受腐蝕，線腔受潮發霉；這些都是供電設備安全運行的較大隱患；有的6米長以上的變電室由于特殊原因留一個出口，不符合規程規定。

3.3 現有低壓供電方式不適應長距離供電。近年來，隨著采掘機械化程度的提高，達千米長走向的工作面逐漸增多，大功率設備不斷增加，這樣給工作面供電增加了困難，如超長距離供電，會使開關保護范圍達不到要求，大功率設備啟動不了。現在采取加固定變壓器盡量靠近工作面的方法很難達到要求。因為風道、運道受不斷變化的地質條件影響高低不平，且壓力不斷變化，巷道不斷變形，采取移動變電站深入采區的方法有一定困難。

3.4 井下電纜環境存在安全隱患。電纜吊掛煤礦安全規程有明確的規定要求，但我公司受自然條件影響，部分巷道及斜巷受壓斷面及高度不夠，造成電纜吊掛距地面高度、間距不夠，且經常由于冒頂而埋壓電纜，電纜的安全環境受到一定威脅，增強了日程維護的困難。

3.5 井下接地系統狀況不太好。礦井老化，巷道深遠，接地系統也是錯綜復雜，由于各種原因有的接地線、接地極腐蝕較嚴重，接電線的連接、截面不符合規定現象還存在。

3.6 局扇供電的管理規定落實不好。關于局扇管理集團公司以及我公司，都有非常嚴格的管理規定。但在實際生產過程中，由于供電原因瓦斯積存事故還是不能避免。原因大概有三種情況：一是有的用電單位不能堅持每班對自動切換裝置進行試驗，一旦其中一臺局扇停電或自動切換裝置出現故障，就會造成停風事故；第二種情況是供電單位及用電單位對局扇供電設施定期檢驗堅持不好，不能保證兩趟供電線路和饋電開關處于完好狀態。第三種情況，對開關（饋電開關和磁力起動器）保護整定不認真，整定大不易及時發現故障而使故障擴大化，整定小風車啟動時掉電門。

3.7 工人較嚴重的電氣習慣性違章還存在。設備失爆現象還沒完全杜絕，設備防爆工作是煤礦的一項重要工作，雖然不會產生明顯效益，但對安全保證具有重大意義。例如：在礦用隔爆防爆電氣設備的檢修中是不允許帶電打開隔爆外殼的是規程規定。一些隔爆電氣設備設有閉鎖裝置，人為不打開閉鎖，帶電時是打不開蓋的，但井下隔爆開關是采取接線腔和主腔兩腔隔爆的型式，主腔閉鎖結構多為機械式閉鎖結構，與之相對應的接線腔卻無任何機械式或是電氣式閉鎖結構，整個防爆電器產品在設計方面存在著不完善性。這就使員工的操作行為完全靠自覺遵守規程來保證。給安全帶來隱患，一些習慣性違章的工人如誤打開帶電設備不僅易造成觸電事故而且易產生火花，有可能造成瓦斯爆炸的嚴重后果。

部分工人對保護的使用認識不夠，甩保護還是時有發生，不按規定對各種保護進行整定、試驗現象還存在，使供電安全失去了最根本的保證，后果使設備以及人身可能受到損壞與傷害，雖然公司加大查處力度，但不可能對工人時刻進行監督，還要靠工人自覺嚴格約束自己的行為。

3.8 井下變電室沒有實現自動化。一旦出現開關跳閘事故，由于巷道較長，用人力合電，往往花費幾個小時，延長事故時間。實現自動化后實現遠方監控又可節省人力又可大大縮短時間。

另外，供電系統污染逐漸顯現，電力網中非線性負載的逐漸增加是大趨勢，如節能熒光燈、變頻驅動或晶閘管整流直流驅動設備逐漸應用于我礦井下供電系統，這些非線性負載將導致電網污染，電力品質下降，自動保護誤跳閘，嚴重時引起供用電設備故障，甚至引發嚴重火災事故等。

以上的幾個問題，有的是老舊礦井存在的特有問題，井深巷遠，開采難度大，使供電網絡復雜，設備所處環境差，有的是人的行為及主觀方面和技術方面問題。

4 供電系統現存問題的改進措施

4.1 對高壓供電系統進行統一優化設計，通過合理分析、認真計算，去掉冗余部分，達到既經濟有合理的高壓供電系統。低壓系統公司制定個設計規范，安排專門技術人員統一設計，并督促按設計施工，遇自然條件或其它原因按設計施工較困難時可對設計進行更改，務必使設計與現場安裝相一致；安裝結束要經職能部門對安裝質量進行嚴格的監督檢查和驗收合格后，整個低壓供電系統才能投入運行，從而為其以后的安全生產奠定堅實的基礎。

4.2 對于超長距離供電，可以采用下列補救措施來解決：①有條件的地方盡量增設移動變電站，深入工作面，是最有效、最安全的方法；②實在條件不允許可采取增設分段保護開關(增加400饋電開關)、增大電纜截面、相敏保護、提高供電電網的電壓等級、變壓器容量等措施。幾項措施可單獨采取，也可多措并舉。如果仍不能滿足要求，安排工程使變壓器更靠近工作面縮短距離。

4.3 為了避免局扇供電安全隱患，堅持“四雙”、“三專”、“兩閉鎖”、“一切換”的規定。用電單位要按《煤礦安全規程》規定對局扇的自動切換裝置每班進行試驗，供電單位要加強對局扇的供電設施包括高壓開關、干式變壓器、低壓饋電開關及電纜等的定期檢驗，做好檢驗記錄。

4.4 對防爆問題，除從技術方面考慮外，主要加強對人的行為管理，加強培訓，加大考核處罰力度，使工人養成一個好的習慣。防爆設備管理把好三關，有專職防爆檢查員檢查下井防爆設備，有維修電工對其安裝、檢修，有專職防爆檢查員巡視檢查。

4.5 加強巷道維護，變電室標準化治理，使供電設備處在安全的環境中。作為一個百年老礦，存在一些問題是正常的。把一個逐漸衰老的礦井，建成一個煥發青春的本質安全型礦井，不是一件容易的事情。這幾年來，隨著公司領導對安全、標準化的重視，在資金及生產條件緊張的情況下，各種達標治理正逐步開展，對變電室、大巷的治理以完成大部分，供電設備基本全部更新改造，地面變電站投入監測監控設備，投入電源凈化裝置進行諧波抑制，安裝SVG無功補償裝置進行功率補償，提高供電質量。完善各種管理制度，加大管理力度，各種違章情況逐漸減少。各方面成績顯著，百年老礦正朝著標準化礦井大步邁進。

5 結語

供電系統的安全可靠對煤礦企業的安全高效生產是非常重要的。在工作中，不斷查找不足，不斷改進提高，才能更好地完善供電系統，才能更好地為安全生產提供保證。

參考文獻：

[1]顧永輝等.煤礦電工手冊 第二分冊.北京：煤炭工業出版社，1996.

[2]丁昱.工業企業供電，北京：冶金工業出版社，2002.