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【摘要】文章首先通过对矿井供电系统的概述进行了阐述，接着对煤矿井下供电系统现状分析进行了细致的分析，最后重点探讨了矿井供电系统的安全可靠性。
【关键词】矿井，供电系统，安全可靠性
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
矿井供电系统的安全可靠性在解决我国矿井的作业中起到了很大的作用，只有在作业中加强供电系统的管理，分析其出现的问题并制定解决措施，才能够使矿井供电系统的作用得到更大的发挥。
二、保证矿井供电系统安全可靠的意义
随着我国矿井自动化、信息化水平的提高,矿井的供电系统的工作环境也越来越复杂,矿井作业时应动态调整供电系统的构架,以提高其安全可靠性。众所周知，我国煤炭资源开采大多是在井下进行，其特殊的开采空间、煤层结构使得煤矿井下环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果用电不当，很容易由于用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文将结合我的工作经验，就工程中常用的提高煤礦矿井供电系统安全可靠性的具体对策和措施进行归纳总结，以便为其它相关工程提供一点借鉴意义。矿井供电系统安全可靠性直接关系着矿井的安全生产和职工的人身安全。如何提高矿区供电系统的安全可靠性，是煤矿发展过程中的重要课题，也是煤矿近期急需解决的一大难题。目前,矿井供电系统存在网络结构复杂，电压等级较多，运行方式多样，供配电设施趋于老化等问题。急需优化供电系统结构，合理调整运行方式，提高装备技术水平，逐步实现“装备现代化，控制自动化，管理信息化”，全面提高矿井供电系统的安全可靠性。
三、煤矿井下供电系统现状分析
煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备，在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患。
1、主变压器容量不足
井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量，从而造成主变压器长期运行在低效运行工况条件下，不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平，同时系统长期运行在过负荷条件下，很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故，不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失，同时还会影响企业的社会信誉。
2、供电电能质量水平较低
随着电力电子技术、通信技术、自动控制技术等在煤矿井下机电设备中应用的不断完善，大量自动化水平较高的大功率机电设备已成为煤矿井下主要操作设备，在很大程度上提高了煤矿井下开采综合自动水平，但同时大量变频整流设备(如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等)在井下供电系统中的广泛使用，其正常工作时所产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入煤矿矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，供电电压出现畸变等低质量电能，不仅影响井下开采设备的高效运行，同时还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，大大降低井下供电系统运行安全可靠性。
3、人为误操作
煤矿矿井不仅操作范围较小，同时还是一个多工种同时作业环境，这就给井下煤炭生产安全用电提出了更高的要求。
4、防爆电器自身防爆性能不符合规范要求
为了提高井下供电系统的安全可靠性，保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经在相关文件或规范中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关。在实际生产过程中发现，有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响，这些明令禁止的开关设备依然在煤矿矿井中作为主要的电源控制开关，直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性，严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全。
5、煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低
由于受当时建设技术水平和投资资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策，引起事故进一步扩大，造成巨大的人身财产损失。
四、矿井供电系统的安全可靠性
1、构筑合理的井下供电结构
合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。任何分支回路都是独立运行的，不能在在分支线路上“T”接其它负荷，并及时调整进行开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性。
2、选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节，不仅可以提高矿井低压供电系统的安全可靠性和供电综合质量水平，为井下各电气设备提供功率因数和供电质量均优越的电能资源，同时还可以有效抑制井下低压供电系统中各机电设备运行时产生的高次谐波分量，降低谐波对供配电网的冲击，保证各煤矿开采机电设备高效稳定运行，提高其综合使用寿命。
3、构筑完善井下低压供电系统继电保护系统
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行，为矿井低压供电系统安全可靠供电提供重要支持。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护系统，可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生，从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。
4、配置先进供电安全实时在线监测系统
对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
5、供电电源的确定
矿井两回供电电源的引入有两种方式：第一种引自域外供电网络同一电源变电所的不同母线段，第二种方式引自域外供电网络不同的电源变电所。由于矿井常常处于供电网络的末端，所以设计中经常采用第一种方式。在供电系统说明书中，一些同志只描述电源变电所的地理位置、主变容量、距矿井变电所的距离，依据矿井的计算负荷校验，就得出电源可以满足矿井供电要求的结论。这种论证方式的缺陷在于缺少对电源点的现状加以评价：该电源点已经带有多少负荷?线路。例如,某矿井两回电源采用35kV 电压等级引至地方1l0～35kV 变电站。由于110 ／35kV 变电站主变压器供电能力不足，电力部门承诺增加一台变压器，与原主变压器并列运行。粗看起来，110 ／ 35kV 变电站改造后可以满足矿井供电的需求。其实,110 ／35kV 变电站所采用的运行方式决定了该电源点只满足了矿井用电负荷这一个条件，而不能满足“矿井应有两回路电源线路”? 的供电要求。因为1 l 0～35kV 变电站新增变压器与原主变压器采用并列运行方式，其二次侧(35kV 侧)只能为单母线运行。矿井的两回电源线都接在了35kV 一个运行母线上，当发生故障时，母线一旦失电，矿井两回线路会同时断电。该电源变电所只能作为一个电源点对待，矿井的另一回电源，只好引自系统的另一变电所。只有电源变电所两段母线分列运行时，接于两段母线的馈电线路才能构成两回路电源，这是由一个电源变电所引出两回电源的必要条件。
五、结束语
矿井供电系统对于井下作业来说意义重大，尤其要加强供电系统的安全可靠性中常见问题的认识与研究，提高安全意识，结合实际情况进行作业，加强矿井供电系统的稳定。
参考文献
[1]李海华，张瑞新.应用Surpac软件进行矿井采矿工程的可视化［J］.中国矿业，2004
[2]矿山供电［M］.煤炭工业出版社，2009
[3]高登来，伊敏矿井2011年采掘设备使用统计数据，2011
【关键词】矿井，供电系统，安全可靠性
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
矿井供电系统的安全可靠性在解决我国矿井的作业中起到了很大的作用，只有在作业中加强供电系统的管理，分析其出现的问题并制定解决措施，才能够使矿井供电系统的作用得到更大的发挥。
二、保证矿井供电系统安全可靠的意义
随着我国矿井自动化、信息化水平的提高,矿井的供电系统的工作环境也越来越复杂,矿井作业时应动态调整供电系统的构架,以提高其安全可靠性。众所周知，我国煤炭资源开采大多是在井下进行，其特殊的开采空间、煤层结构使得煤矿井下环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果用电不当，很容易由于用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文将结合我的工作经验，就工程中常用的提高煤礦矿井供电系统安全可靠性的具体对策和措施进行归纳总结，以便为其它相关工程提供一点借鉴意义。矿井供电系统安全可靠性直接关系着矿井的安全生产和职工的人身安全。如何提高矿区供电系统的安全可靠性，是煤矿发展过程中的重要课题，也是煤矿近期急需解决的一大难题。目前,矿井供电系统存在网络结构复杂，电压等级较多，运行方式多样，供配电设施趋于老化等问题。急需优化供电系统结构，合理调整运行方式，提高装备技术水平，逐步实现“装备现代化，控制自动化，管理信息化”，全面提高矿井供电系统的安全可靠性。
三、煤矿井下供电系统现状分析
煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备，在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患。
1、主变压器容量不足
井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量，从而造成主变压器长期运行在低效运行工况条件下，不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平，同时系统长期运行在过负荷条件下，很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故，不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失，同时还会影响企业的社会信誉。
2、供电电能质量水平较低
随着电力电子技术、通信技术、自动控制技术等在煤矿井下机电设备中应用的不断完善，大量自动化水平较高的大功率机电设备已成为煤矿井下主要操作设备，在很大程度上提高了煤矿井下开采综合自动水平，但同时大量变频整流设备(如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等)在井下供电系统中的广泛使用，其正常工作时所产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入煤矿矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，供电电压出现畸变等低质量电能，不仅影响井下开采设备的高效运行，同时还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，大大降低井下供电系统运行安全可靠性。
3、人为误操作
煤矿矿井不仅操作范围较小，同时还是一个多工种同时作业环境，这就给井下煤炭生产安全用电提出了更高的要求。
4、防爆电器自身防爆性能不符合规范要求
为了提高井下供电系统的安全可靠性，保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经在相关文件或规范中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关。在实际生产过程中发现，有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响，这些明令禁止的开关设备依然在煤矿矿井中作为主要的电源控制开关，直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性，严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全。
5、煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低
由于受当时建设技术水平和投资资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策，引起事故进一步扩大，造成巨大的人身财产损失。
四、矿井供电系统的安全可靠性
1、构筑合理的井下供电结构
合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。任何分支回路都是独立运行的，不能在在分支线路上“T”接其它负荷，并及时调整进行开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性。
2、选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节，不仅可以提高矿井低压供电系统的安全可靠性和供电综合质量水平，为井下各电气设备提供功率因数和供电质量均优越的电能资源，同时还可以有效抑制井下低压供电系统中各机电设备运行时产生的高次谐波分量，降低谐波对供配电网的冲击，保证各煤矿开采机电设备高效稳定运行，提高其综合使用寿命。
3、构筑完善井下低压供电系统继电保护系统
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行，为矿井低压供电系统安全可靠供电提供重要支持。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护系统，可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生，从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。
4、配置先进供电安全实时在线监测系统
对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
5、供电电源的确定
矿井两回供电电源的引入有两种方式：第一种引自域外供电网络同一电源变电所的不同母线段，第二种方式引自域外供电网络不同的电源变电所。由于矿井常常处于供电网络的末端，所以设计中经常采用第一种方式。在供电系统说明书中，一些同志只描述电源变电所的地理位置、主变容量、距矿井变电所的距离，依据矿井的计算负荷校验，就得出电源可以满足矿井供电要求的结论。这种论证方式的缺陷在于缺少对电源点的现状加以评价：该电源点已经带有多少负荷?线路。例如,某矿井两回电源采用35kV 电压等级引至地方1l0～35kV 变电站。由于110 ／35kV 变电站主变压器供电能力不足，电力部门承诺增加一台变压器，与原主变压器并列运行。粗看起来，110 ／ 35kV 变电站改造后可以满足矿井供电的需求。其实,110 ／35kV 变电站所采用的运行方式决定了该电源点只满足了矿井用电负荷这一个条件，而不能满足“矿井应有两回路电源线路”? 的供电要求。因为1 l 0～35kV 变电站新增变压器与原主变压器采用并列运行方式，其二次侧(35kV 侧)只能为单母线运行。矿井的两回电源线都接在了35kV 一个运行母线上，当发生故障时，母线一旦失电，矿井两回线路会同时断电。该电源变电所只能作为一个电源点对待，矿井的另一回电源，只好引自系统的另一变电所。只有电源变电所两段母线分列运行时，接于两段母线的馈电线路才能构成两回路电源，这是由一个电源变电所引出两回电源的必要条件。
五、结束语
矿井供电系统对于井下作业来说意义重大，尤其要加强供电系统的安全可靠性中常见问题的认识与研究，提高安全意识，结合实际情况进行作业，加强矿井供电系统的稳定。
参考文献
[1]李海华，张瑞新.应用Surpac软件进行矿井采矿工程的可视化［J］.中国矿业，2004
[2]矿山供电［M］.煤炭工业出版社，2009
[3]高登来，伊敏矿井2011年采掘设备使用统计数据，2011