煤礦地面供電系統技術改造應用研究

李為民

（四川華鎣山廣能集團四方電力有限責任公司，四川廣安 638300）

0 引言

國民經濟不斷發展，對能源的需求量越來越大，煤炭資源在能源資源中占據著重要地位，地面供電系統的平穩運行對于煤礦的順利生產至關重要。目前煤礦地面供電系統存在一些問題，影響煤礦的生產。煤礦的正常生產，需要供電系統的平穩運行提供保障，技術改造十分關鍵。分析煤礦地面供電系統的現狀，提出煤礦地面供電系統技術改造的意見和建議。

1 分析我國煤礦地面供電系統現狀

科技進步及煤炭產量增長，大規模的應用機械化采煤技術，使煤炭開采量產生質的飛躍。機械化應用到采煤工作中，對供電系統穩定的要求越來越高。煤炭生產過程中，地面變電所供電系統多是35 kV，以此滿足地面操作和井下采煤作業，為其提供穩定的電能供應。煤礦生產規模增大和用電負載增大，煤礦存在地面供電系統不穩定及安全隱患問題。上述問題的出現，對煤礦的安全生產造成威脅，降低煤炭生產量，安全隱患的存在，給人們的生命財產安全造成極大影響。高度重視度這些問題，制定合理的解決措施。

2 煤礦地面供電系統改造的重要作用

2.1 井下采煤安全作業的需要

大部分煤礦開采深度>100 m，提高對采煤安全作業的重視度，才能高效生產。保證井下采煤作業的有效進行，需要提供持續、穩定的電能。改造地面供電系統，對原來的老舊設備進行更新，加大技術的投入力度，對相關工藝流程進行控制，優化設備的功能、性能，最大限度的發揮電器的重要作用，為煤炭的開采提供強有力的支撐，促進高效采煤作業的實現，大幅度的提高我國煤炭的產量[2]。

2.2 保障35 kV空中輸電線路安全的要求

空中架設導電線纜是供電網絡系統中關鍵組成部件，對于維持地面供電系統的安全、穩定供電意義重大。現代化采煤作業，在煤礦的地面供電系統中，跨越距離較長的空中輸電線纜，需要嚴格遵循相關工程要求。防止地面物體在下面穿過時損壞線纜。煤礦地面供電的設施中，使用的年限較長加上外部自然條件的影響，對空中架設電纜表面造成損害，這種的情況的發生，還會出現輸電短路現象，影響電纜正常輸送電能[3]；漏電短路等安全隱患的存在，給人們的生命財產安全帶來極大的威脅，造成多種安全事故的發生。長時間使用的輸電線桿，受風吹雨淋日曬等自然因素的影響，使它們本身發生皸裂跡象，極大的減弱輸電線桿的強度，無法對輸電安全進行保障。

2.3 變電站變壓裝置實現擴容的需要

基于我國目前經濟的發展情況，煤礦用電負荷急劇增大，變電裝置電力負荷的壓力也不斷增大。改造目前變壓設備的增容意義十分重大，同時還要求優化煤礦地面供電系統，設置2臺變壓裝置，1臺負責目前的電力供需，另外1臺做為備用，其中1臺變壓裝置出現故障時，即啟用另1臺，為煤礦的生產提供安全、穩定的電能供應[4]。2臺變壓設備的參數、性能完全一致。變電站中占主導地位的變壓裝置，整個負載能力必須≥70 000 kV。分析這些情況，要想達到上述的要求，必須改造變電裝置實現增容，只有改造完成，才能滿足目前煤礦生產的相關需求。

2.4 煤礦地面變電站進行高壓配電裝置設置的需要

多數煤礦，對變電控制切換設施進行設置都是在變電控制室外，一般情況電流互感控制器、電壓互感控制器、斷路控制器、水平較高的電壓切換開關選取都是35 kV的高壓輸電控制部件。基于這些情況，這些設備都與現實變電控制技術要求不相符合，達不到技術的相關要求，同時對于這些設備的檢查和維修又十分繁雜、困難，當中最為主要的問題是整個配電裝置絕緣性差距非常顯著，極大的影響煤礦的安全、有效開采。變電站目前使用的設備都還是老舊設備，部件的配置和內部結構都還存在很大不足，由于電流互感設備受潮降低絕緣等級，會對電流互感設備的正常運行造成影響[5]。電壓互感設備也會發生類似的情況。導致上述情況發生，究其原因，最主要還是設備自身存在缺陷。為防止這些問題的發生，需要應用先進技術及選取高質量的設備，進行高壓配電裝置的設置，為煤礦地面供電系統穩定、安全運行提供保障。

3 煤礦地面供電系統技術改造的策略

3.1 吸引優秀人才并引進先進技術

地面供電系統技術改造的關鍵就在于技術和人才，對此需要提高對這兩方面重視度。技術方面，應用當前先進的技術，并購置先進技術設備，投入到地面供電系統中，對當中的老舊設備進行更新。同時還需要吸引優秀的技術管理人員，對系統的設備進行維護，確保地面供電系統的有效運行，為煤礦生產提供條件[6]。對于技術管理人才，要求他們要具備專業的理論知識及專業操作技能，對于地面供電系統中出現的突發情況能冷靜、沉著、靜下心進行問題的分析，找出有效的解決策略，處理系統中的故障。并且具備進行老舊設備改造的遠見，要想維持系統的平穩運行，促進企業的長遠發展，技術改造是關鍵。

3.2 采用真空高防開關

大部分以前的煤炭礦井在選取高仿控制開關時，大多都是選擇普通的，只有線路電流超過正常運行負荷時才行，而對無壓釋放功能還不能進行。這種普通的高仿控制開關維護線路超電流的時間不固定，選擇性不強，因此其精確度也不高。基于上述這些情況，需要對目前非常先進的BGP91-6AK真空型高仿切換開關進行利用才能達到相關要求。這種真空型高仿切換開關，具有較高的靈敏性，在維護電器安全方面的功能較為完備，它涵蓋的電氣保護性功能有:針對負載端出現的短路事件，可及時切斷電源，防止安全事故的發生；針對負載端超載時間較長的情況，可實現逆限時維護，對負載端發生的短時間的超載保護功能進行有效發揮[7]。

3.3 更新并改造高壓電纜接線工藝

由于高壓電纜在空氣管方面還有很大的缺失，加上空氣管內部容易受潮，極容易導致高壓電纜帶區域遭受腐蝕。除此之外，電纜空氣管常年不進行檢查和維修，常因頂部發生脫落對高壓電纜造成損壞，高壓電纜進行敷設的時間較長，由于這些情況的存在，導致嚴重的超負荷的現象屢次發生[8]。基于以上種種情況，對此需要高壓電纜接線工藝進行優化和改造，可對聚乙烯護套電力電纜及交聯聚乙烯內部鋼帶鎧裝MYJV22-6型進行利用，主要應用原理是:低下主要傳導巷、提升方式、斜井等在煤礦區變電站低下溝內進行橫躺，這與《煤礦安全條例》中的四百六十六條規定中，“在特殊回風道及總回風道不應進行電纜鋪設”的要求相符合[9]。以前進行電纜管道的安裝，通常在風洞中設置，這樣做的優勢是可以保持高壓電纜的干燥，避免其受潮，影響輸電線路的正常運行，同時高壓電纜出現火花時，發生瓦斯爆炸事故的幾率較小，可對及時發現當中存在的問題或者事故并采取有效的手段進行處理，有效的防止安全事故的發生。

4 結束語

煤礦生產的正常進行，需要提高對安全的重視度，經濟建設的需要，對于煤炭的需求量不斷增長，同時對煤礦生產的要求也越來越高。基于大規模機械自動化生產煤礦的情況，地面供電系統的平穩運行十分關鍵，它可保證煤礦高效、安全生產，進而促進煤礦生產產量的提升。基于當前煤炭生產的實際情況，以前的地面供電系統已經不能適應當前煤礦的生產需求，對此需要對供電系統進行各項技術改造。為改善煤礦生產情況，在地面供電系統中，需要引入技術人員和管理技術，對以前的老舊設備進行更新，促進供電技術能力的提高，為煤礦的安全、高效生產創設良好的條件。