提高礦井供電安全管理淺談
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摘要：近年來，隨著煤礦生產的快速發展，國家對礦井企業的監管力度不斷加大，礦井供電作為煤礦工作中最基礎、最關鍵的環節，其安全問題越來越突出，如何提高礦井供電的安全性、可靠性和持續性，已成為礦井機電管理中的一個重要課題。
關鍵詞：礦井供電；安全管理；供電可靠性
隨著煤礦機械化、信息化不斷發展，國家提出了煤礦智能化的要求，對設備的使用廣度不斷增大，先進的電氣設備需要電能的支持，供電需求不斷擴張，加之礦井生產的特殊性,負荷一般為一級負荷，一旦發生供電故障,有可能引發重要設備停運、瓦斯超限或人身傷害，直接關系著礦井的安全生產和職工的人身安全。因此,煤炭企業對供電的可靠性和連續性提出了更高的要求。
1煤礦供電存在的主要問題
（1）部分礦井開采時間長，井下變電所級連層級多，使得各級進出線繼電保護裝置階梯式定值差距小，無法完美配合，易引起越級跳閘；電氣設備容量增大，供電系統阻抗小，短路值大；短路電流計算：（U20為變壓器二次側空載線電壓；ZK為故障點電源側每相總阻抗）。供電距離長，系統容抗增大（；D為電纜芯線直徑；I為電纜長度；ε為介質系數；d為極板間距），當發生弧光短路故障時，若容性電流超標、消弧線圈補償不到位，引起系統過電壓，破壞系統絕緣性能，對供電安全帶來挑戰。（2）礦井供電設備多，會出現電氣設備、設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、繼電器等，加上煤礦存在煤塵、季節性返潮各種因素，若忽視老舊設備的維修保養，未效驗其性能，設備頻繁故障影響生產效率，且不易判斷故障原因。（3）供電設備設施未嚴格落實“所有在用設備設施，每天強制檢修一次”、“礦井每月必須強制停產一天，對大型固定設備、主要運輸設備、供電系統及人員運輸設備強制檢修”的管理規定。架線長時間未上桿檢查，接地系統銹蝕，連接點（母排、接線樁、連接器）未全面檢修，檢修把關不嚴、檢修質量不高，設備絕緣逐漸下降，設備設施帶病運轉，埋下嚴重的供電安全隱患。（4）供電管理現場缺失，對供電系統重要部分、薄弱點未進行重點監測監控。未進行主通風機高壓架線、備用局部通風機開關和纜線、入井電纜連接器等重要地點、重要部位的絕緣性能、溫度變化、防潮等周期性管理。上級電網故障、單機運轉、單回路供電時備用系統不能有效持續供電，發生重要設備停機事故。（5）供電技術管理有漏洞。三段式保護整定不合理，發生短路故障時繼電保護的三段式保護不能有效攔截故障電流；防越級跳閘系統故障，短路故障時發生越級跳閘事故；不間斷電源失效，電力監控不能遠程操作，需電工趕赴現場，恢復供電時間過長。一起供電影響可導致礦井供電中斷4～5h。
2提高礦井供電安全可靠性的措施
（1）優化供電結構，提高供電質量。煤礦供電系統一般遵循“地面變電站-井下中央變電所-采區變電所”的模式，盡量減少系統層級，轉接點越多，三相系統絕緣值相差越大，轉接點越少三相電流越能保持平衡，系統產生的零序電流越小。（零序電流，K電流互感器變比，三相對稱時，）。三相負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。系統優化后，減少系統風險點，管理有重點，系統更加穩定。（2）35kV主變壓器選擇合理化的運行方式。按照《煤礦安全規程》436條：正常情況下，礦井電源應當采用分列運行方式。若一回路運行，另一回路必須帶電備用。設置雙主變的地面變電站，當任一饋線出現故障，由于主變分列運行，故障電流不會通過變壓器影響到另一回路，可保證礦井主要設備（局部通風機、壓風、主排水、主提升）始終有一回保持供電（主通風機和瓦斯泵可快速倒運至另一回路），避免因大電流波及整個電網，保障雙回供電的獨立性，從而解決“動力停電，影響風機”的問題，確保了礦區供電的可靠性和連續性。當然分列運行的經濟性不如一用一備，檢修操作程序稍顯復雜，兩個主變負荷盡量均衡等問題。由此可見，一用一備符合《煤礦安全規程》規定，對供電可靠性要求高的單位推薦分列運行。（3）強制檢修+重點監控。煤礦發生供電故障時主要有這幾個方面原因：一是供電系統未按規定進行檢查檢修，二是上級電網影響，三是人為誤操作，四是對供電系統薄弱點監控不力。礦井應提高對檢修工作的重要性認知，建立完善、可靠的運行維修體制，完善檢修內容，編制詳細的電氣設備周期性強制檢修計劃，嚴格落實每日、每月強檢任務，加大重要設備、絕緣薄弱環節檢修頻次、力度，確保檢修質量，徹底消除檢測盲區、隱患。建立重要設備、重點線路絕緣監測周期表，監測主通風機、局部通風機設備和纜線、入井電纜、中央變電所設備和纜線等重要地點、重點部位絕緣阻值和溫度，根據周期表進行趨勢預判及時消除隱患萌芽。利用強制檢修+重點監控提升設備現場管理，提高供電能力和供電的安全可靠性。（4）加強供電系統建設，積極引進新技術、新設備。進一步加強煤礦供電電源、供電設備能力、供電線路等方面建設，提升煤礦供電智能化。一是持續完善供電安全設備設施，更新服務年限較長、技術落后的供電裝備，從源頭上減少供電安全隱患。二是逐步實現供電裝備設施智能化建設，礦井高壓開關應具有數據辨識、防越級跳閘、故障診斷等功能，斷路器小車移動、接地刀閘操作實現電動化，從而實現智能順序控制，縮短恢復供電時間；電器設備連接部位的溫度、絕緣、電器元件的位移、環境濕度、環境粉塵等實時監測監控，可采用無人機巡線機器人，變電所巡檢機器人等先進有效技術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）做好供電基礎工作，強化供電技術管理，堅持煤礦供電從業人員培訓。礦井進一步完善礦井檢查檢修的各項管理制度，嚴格執行機電管理“四制一排查”，落實各級人員責任，強化考核；按照規范、規程、標準加強供電系統設計、整定保護、供電設備性能檢測等方面管理工作，確保電力監控及防越級跳閘系統完好；建立健全技術人員、專業人員培養體系，做好供電新技術、智能化專業培訓，形成人才接續良性循環。供電安全是煤礦安全生產的重要保證，礦井應提高認識，高度重視煤礦供電工作。防范礦井供電安全問題，必須從管理與技術兩方面著手，統籌規劃，全面加快推進供電系統建設，杜絕礦井供電系統漏洞，提升供電裝備安全保障能力，不斷提高礦井供電的安全性、可靠性和持續性。
參考文獻：
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[2]姚興利.如何提高礦井供電安全的可靠性[J].電力設備2019-07-16T14:08:24.093Z.
作者:李民 張少毅 單位:韓城礦業有限公司機電動力部