礦井高壓供電系統優化研究與實踐

李政

【摘 要】 近年來，為了更好的實現生產，礦井有必要進行深部集中生產，由于其生產環節比較多，電能耗費量明顯加大，而現有的供電設備、供電設施等均難以適應礦井生產的供電需求。本文通過分析礦井高壓供電系統技術的優化措施，對其實踐應用展開論述。

【關鍵詞】 礦井 ?高壓供電系統 ?優化研究 ?實踐

礦井供電系統的可靠運行，能夠在一定程度上保證井下生產工作有序開展。近年來，隨著生產設備、電氣化程度的進一步提高，礦井高壓供電系統作為井下供電系統的組成部分之一，其性能是否良好，對礦井的安全具有重要意義。因此，如何對礦井供電系統進行技術改造，是礦井負責人亟需思考的問題。礦井供電系統技術的改造，能夠在一定程度上改善礦井供電設備的使用性能，有效減少設備維護量，從而在根本上確保礦井實現高效、安全、低能耗的生產。

1 礦井高壓供電系統技術的具體優化措施

1.1 能夠加強過流保護的穩定性

若設備起動電流比較大，線路短路電流比較小，對于其引起的系列問題，要結合系統運行的實際情況，采取人為措施加大短路電流，從而使短路電流和起動電流有明顯差異，確保在短路故障狀態下，保護裝置可進行動作，電機能夠正常啟動。電力系統中，影響短路電流大小的主要因素是系統阻抗或者電源容量。當前提條件恒定時，可首選大容量變電器、大截面供電電纜，有效加大短路電流值，不過此方法增加了設備的投資力度。除此之外，還應該在保護裝置中進行相敏保護。

1.2 為確保電網安全運行，可采用安全監測法

煤礦10kV電網的組成設備主要是電纜，對電纜進行絕緣監測，能夠在根本上保證電網的安全性。因此，如果絕緣下降大于運行標準值，或者發展至接地事故出現前發出報警信號，工作人員就要及時查找原因，進行針對性的處理，從而將事故消除在萌芽狀態，防止電火花、電弧電纜放炮、火災以及過電壓等引起的危險事故。

1.3 有效治理礦井配電網的電容電流

要想主動監測電網對地的電容電流，可選擇安裝消弧線圈裝置，可結合電容電流的變化自動進行跟蹤補償，從而使接地電流自始至終處于最小狀態，這能夠充分解決電網電容電流超標的問題，并有效控制擊穿事故或者電纜放炮事故，更加快速、準確的處理電纜單相接地故障，從而保證礦井生產的安全性與可靠性。

1.4 對礦井變電所進行增容改造

當主系統短路容量有大幅增加后，礦井下的高壓電氣設備短路容量就會有一定的不足，因此，要實現系統短路保護，就要及時更換礦井上下的真空開關，同時還要相應的更換變電所下級開關、地面高壓開關等。經常或者定期檢查配電點或者變電所的電流互感器，確保系統可以實現正常運行，利于井下的有序生產。

2 礦井高壓供電系統技術優化后的實踐應用

2.1 輸配電線路中應用GPS智能巡檢綜合管理系統

由于礦井高壓供電系統的高壓線路比較復雜，人為管理具有較大難度。因此，引入GPS智能巡檢綜合管理系統后，能夠對業務流程進行全面控制，實現信息共享和應用，從而使輸配電線路的管理逐漸形成規范、標準的管理模式。智能巡檢綜合管理系統可利用全球定位系統、網絡通信技術等，改變傳統巡檢模式，以便降低錯檢或者漏檢幾率。同時，此系統不必在系統中安裝信息識別載體，能夠根據GPS定位系統實現巡檢定位，并自動記錄相關數據，提高管理效率，從而消除缺陷管理實現信息化、自動化。

2.2 電力調度自動化系統應用CAN總線技術

在信息技術發展的影響下，總線控制系統的時效性也有了顯著提高，從而為電力系統的調度運行提供了技術支持。CAN總線是實時控制或者分布式控制的串行通信網絡，此電力調度系統的各個分站點都是由測控接點擊工控機組成的，每個測控點接在總線上，并對應10KV回路或者35kV回路的測控。測控點可以收集對應回路的相關信息，根據接收的命令可以將數據發送給CAN總線，然后通過提前設定的驗收碼控制此測控點接收的數據及命令。站點工控機可以通過CAN卡，對CAN總線接收的節點數據進行相關處理，并從網卡到集團千兆網轉發給調度中心。通過實踐應用，證明CAN總線的設計方式比較靈活、布線操作方便，具有很高的可靠性。

2.3 在礦井10KV電網中應用自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置

通過應用自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置，有效改善了礦井10KV中性點不接地系統出現的電容電流超標問題，經檢測，電網剩余物功電流實際值均低于3A，和《煤礦安全規程》的相關規定相符，且投入補償速度較快，利于系統的穩定運行。礦井負荷不斷增大后，傳統消弧線圈估算出的電容電流和實際電容電流具有很大誤差，而人工調諧需要短時停電，對補償的連續性有明顯影響。自動跟蹤補償消弧線圈成套裝置能夠根據消弧線圈的電源開關柜，投切消弧線圈，并通過RS485接口接入變電所的綜合自動化系統。充分利用電源開關柜和消弧線圈中的控制電纜，能夠發揮其具有的閉鎖、遠程控制以及保護跳閘等功能。

2.4 在礦井中應用供電安全監測及管理系統

礦井安全監測及管理系統，涵蓋的內容比較多，它集計算機輔助設計、礦井供電系統、供電設備管理系統、供電系統運行電量監測系統等為一體，包括變電所供電監測子系統、井下低電網安全監測子系統以及供電設備管理子系統等部分，并由智能串卡、調制解調等構成電話線組網。此系統的建立，35kV變電所可以實現全部電量監測，并顯示出功率因數曲線或者負荷曲線，生成報表。系統使用附加低頻電源的方法，準確監測了電網絕緣值，從而在根本上對井下低壓電網分支線路進行絕緣參數的實時監測，并把監測量傳輸給地面，以便工作人員快速處理相關供電事故。因此，供電系統應用了CAD可視化設計技術后，有效提高了其自動化程度，方便供電系統實施規范化管理。

3 結語

綜上所述，礦井生產需求的發展，使原先礦井中的供電設備、供電設施等都難以適應生產的實際需要，因此，要通過進行技術改革，充分利用并發揮高科技技術及設備的作用，解決礦井現有的高壓供電系統中存在的安全隱患，從而使礦井實現安全、高效的生產。

參考文獻

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