對提高煤礦供電系統可靠性的相關探討

朱發和 金明明 董京閣(淮北礦業集團楊柳煤礦機電科,安徽淮北 235000)

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對提高煤礦供電系統可靠性的相關探討

朱發和 金明明 董京閣
(淮北礦業集團楊柳煤礦機電科,安徽淮北 235000)

【摘 要】在煤礦現代化程度日益提高的今天，煤礦井下的大型機電設備逐漸顯露出了一種多樣化的發展趨勢。由于目前煤礦機電設備的運行都是以電為動力為主，所以如何來讓煤礦供電系統的可靠性得到提高，將成為一個相當關鍵的環節。本文將基于現代煤礦企業的現狀，提出了一些加強煤礦供電系統管理的對策，旨在提高煤礦供電系統的可靠性。

【關鍵詞】煤礦供電系統 可靠性 對策

在國民經濟高速發展的今天，我國煤礦企業也隨之得到了迅猛的發展。不難發現，在現代煤礦企業當中，供電系統已經逐漸的成為了其高效生產的基礎部分。與供電系統的初級運行階段相比，現代煤礦企業逐漸的開始重視供電系統的可靠性，相關可靠性的研究也必然成為現代煤礦企業發展過程中的一項持久而艱巨的任務。那么，我們在實際的工作中將如何來讓煤礦供電系統的可靠性得到不斷增強呢？

1 保障礦井雙電源雙回路供電系統

在礦井地面中，無論是配電所還是變電所，其高低壓母線的連接都必須采用單母線分段連接方式來實現。只有這樣，礦井供電的連續性才能夠得到充分的保證。具體而言，應該設置兩回路電源路線。針對立井提升機、通風機、瓦斯抽放泵、主排水泵等設備來說，應該具有兩會路直接由變電所饋出的供電線路。在這其中，供電線路應該使用各自的母線段與變壓器，并堅決不能分解任何其它的負荷。而針對于輔助設備、控制回路而言，則需要具有可靠的備用電源。要想讓漏電裝置的監測得到進一步的加強，我們必須保證礦井的正常、安全生產，所以應該進一步完善高低壓安全保護裝置，對其進行及時的升級與更換，并通過智能型綜合安全保護裝置的采用來建立起針對于礦井的綜合自動化系統。另外，在檢測漏電的過程中，應該采用功率方向法或零序電流法，以此來讓抗干擾能力得到進一步的提升，從而讓因為保護誤動而產生的停電事故得到最大限度的降低[1]。

2 采用先進的無功補償設備

由于煤礦供電系統中的異步電動機與變壓器都屬于感性負載，加之要想實現電磁場的建立，相應異步電動機與大容量的變壓器就必須在運行時從系統中吸收一定的無功功率。在這樣的背景下，系統對于無功功率的需求必然將不斷增加。我們知道，線路中無功功率的增加將直接導致增加線路的供電損耗與供電系統運行的經濟性不斷下降，且用于補償異步電動機與供電變壓器的無功需求也會隨之下降。那么，為了提高煤礦供電系統的可靠性，就必須增加無功補償電容器，以此來滿足異步電動機與供電變壓器的無功需求。具體來說，無功補償設備的增加可以通過兩種方式實現，即分散式與集中式。分散式，即是在異步電動機或者大容量變壓器設備區安裝無功補償電容器，并將其與相應的無功消耗設備連接在同一段母線上，要讓電容器組的容量始終都與用電設備的無功需求處于相互匹配的狀態。集中式，即是在變電站母線側安裝補償電容器[3]。針對于電容器組的投切，應該通過無功功率的數值或者變電站進線側的功率因素來進行合理的調整，從而讓無功功率在供電系統進線側的平衡得以實現。總之，無功補償裝置應該隨著用電設備的投入而同步進入到系統當中。只有這樣，無功功率的就地平衡才能夠得到真正的實現。

例:某礦從地面變電站向井下綜采工作面實施供電，其供電的距離是5km，而輸電電纜采用的是3×120mm2的交聯電纜，一次電壓和二次電壓分別為6kV和1140V，其工作面的總負荷為3000kW，負荷率為0.7，平均功率因數為0.65。那么，其年工作時間則為6120h （340×18）。通過無功補償技術的采用，一般情況下，工作面移變二次側并聯電容器組的系統平均功率因數將達到0.95左右，那么其補償前后的節約費用即為：

2.1 線路損耗節損的費用

補償之前：I0=（[(3000成×0.7）)/×1140×0.65)×103]=1636A

那么，如果折算到6kV系統之中，則：I0=1636/5=327A

補償之后：I1=(3000×0.7）/×1140×0.95)×103=1120A

那么，如果折算到6kV系統之中，則：I1=1120/5=224A

所以，每公里每小時所降低的功率損耗為：

△P線線=3(I02-I)R=3×(3282-2242)×0.188=32kW

那么，全年所節省的電費則為：6120×32×5×0.37=36.2萬元

式中：0.188Ω/ km-3×120高壓電纜每千米電阻值

2.2 電纜投資節省的費用

補償之前：I0= 327A，選擇3×120mm2的電纜，其截流量為335A

補償之后：I0= 224A，選擇3×70mm2的電纜，其截流量為242A

那么，在根據上述兩種電纜的市場批發價，差價即為：

(218-120）×5000=49萬元

2.3 變壓器投資所節省的費用

補償之前：S0=3000/0.65=4615kVA

補償之后：S1=3000/0.95=3158kVA

那么S=S0-S1=4615-3158=1457kVA

所以，根據上述變壓器容量補償前后的差異可以看出，我們可以少投入一臺市場價位35萬左右的1250kVA變壓器。

綜上所述，對于這樣的工作面而言，通過無功補償技術的應用，每年節約的資金至少都在120萬左右。

3 結語

總而言之，煤礦供電系統可靠性的提高，必然是一項龐大且負責的系統工程。煤礦供電系統可靠性的提高必須在人員、材料、設備、管理、制度等各種方面因素的共同配合下才能得以實現。對于每一個方面的影響因素，我們必須進行認真的梳理，從中找出影響供電系統穩定性的因素與環節，然后根據實際的生產情況來制定出科學合理的處理方案。另外，提高煤礦供電系統可靠性的工作，必然具備了長期性的特征，需要我們廣大電氣工作者的不懈努力，我們必須以不斷的調整來適應實際的生產需求。

參考文獻:

[1]呂小輝.煤礦井下供電系統的設計與探討[J].科技展望,2014,14: 103.

[2]王秀穎.提高煤礦供電安全可靠性的對策研究[J].產業與科技論壇,2013,01:232-233.

[3]丁建文.對提高煤礦供電系統的可靠性分析研究[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2011(11):36.

作者簡介:朱發和(1978—),男,安徽樅陽人,安徽省淮北市淮北礦業集團楊柳煤礦機電工程師,碩士研究生。研究方向:礦山機電。