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[摘要]：目前我国对能源的需求急剧增长，煤矿开采行业成为了国家经济命脉息息相关的产业，随着大型煤矿的开发，大型机电设备都投入到井下使用，这些大型设备不仅对电量需求较大，并且在使用过程当中，产生了继电保护问题、谐波问题、谐振问题和井下长距离控制问题等，其中用电安全和谐波对煤矿供电系统造成了巨大风险，当前煤矿对于矿井输电系统的风险控制提到了一个新高度。针对煤矿供电系统中存在的安全风险，提出了风险控制措施，为煤矿供电系统稳定、可靠运行提供支撑。
[关键词]：煤矿供电 供电系统 风险控制
1.引言
煤矿供电系统是煤矿生产的重要动力保障。一旦电力中断，生产将被迫停止，同时由于煤矿井下存在瓦斯和涌水，停电后极易发生瓦斯积聚、瓦斯爆炸、淹井等恶性事故。做好煤矿供电系统风险控制，关系到煤矿的安全稳定的生产。
2.供电系统中存在的问题
2.1继电保护配合问题
当前矿井用电电压和载荷逐渐增高，一般为6KV或者10KV，然而，这对高电压供电系统，目前，针对煤矿专有的继电器保护方案尚未出现。然而在工业输电和居民用电继电器保护方面的技术十分成熟，为了煤矿供电更加安全，通过借鉴电力行业继电器保护设计，然后加以安全性的改造，就可以最大限度的提高煤矿输电安全。然而，当前煤矿输电系统当中继电器保护配合当中常见的问题有负荷大，供电线路多，煤矿井下情况复杂等，这些都约束了煤矿供电系统继电保护的设置，不能够完全与供电行业当中的设置原则保持一致。
2.2谐波电流问题
近年来，随着电力行业技术的革新与发展，高性能的元件在供电系统当中得到了推广和使用，但是，凡事有利有弊，这些高性能元件在供电系统当中产生的谐波电流，严重威胁了接入线路当中设备和元件，并且降低了供电线路的寿命，不利于供电系统安全稳定的运行。在一般煤矿当中，提升系统的功率都较大，常见的为1260kW，四象限变流技术在提升系统的电机中的应用，极大的提高了提升效率和提升力，然而，类似提升马达这种大型电机，在交流变相时产生了很多高次谐波，这些高次谐波侵入电机和线路当汇总，造成了机电设备启动故障，绝缘性能降低，影响设备寿命等，甚至还有可能造成人员的伤害。另外，煤矿供电系统当中的谐波如果不及时消除，还可能影响到输电线路的安全
2.3系统发生谐振问题
一般煤矿的供电系统是中性点经过消弧线圈接地的系统，6KV母线上有电磁式的电压互感器TV，它的中性点经消谐器接地。谐振现象主要是谐振电压对输电线路造成影响，而谐振电压通常产生于供电系统恢复正常接地、电压互感器中铁芯饱和状态，电感相增大，而磁阻抗减小，电压互感器与其他电容之间容易产生振荡回路，从而产生谐振电压。谐振电压加载在一相或三相中，形成破坏性巨大的过载电压，轻则断电，重则电机烧毁，设备绝缘失效，人员伤害等。并且还容易引起线路保险丝熔断、电路跳闸、互感器被击穿，而电压保护装置异常启动，保护误动，影响了正常的生产生活。
2.4井下供电系统长距离控制问题
当前在小煤矿被关、停、并、转的煤矿开采政策下，大型和超大型煤矿越来越多，煤矿供电系统也随之承担的负荷增大，装机容量大的供电系统，在对井下长距离供电当汇总，存在着电路压降大，井下设备启动困难，应急电接入不顺畅等问题。
3.煤矿供电系统风险控制措施
3.1继电保护控制措施
为了解决当前煤矿供电系统当中继电器保护的有效性，需要依据电力供电当中继电器保护配置方案，依据煤矿生产和风险特点，制定一套完善的煤矿供电继电器保护方案，从而让煤矿生产过程随时处于安全稳定的状态。
（1）将煤矿供电系统分为井下和井上两个部分，在井下和井上两个部分的供电子系统当中都设置变电装置，保证继电器可以较好的安装进入煤矿供电系统当中，同时区别对待煤矿供电系统和一般的电力行业供电系统，对现场的继电器配置进行电流大小优化，采用双向继电器配套安装。
（2）电力行业输电网输入电流通过井上变电装置，输送到井下编带装置，中间以电抗器来保证井上和井下输电的安全。然而井上和井下的电源符合差异较大，因此，速断动作电流成为了继电器配置的重要内容，在井上变电装置通往井下的过程当中，设置了限流装置、继电器、速断动作电流保护器等。
（3）变压器保护，为保证变压器后备保护的可靠性，应该从电压动作值和时限两个方面考虑，即变压器的电流保护的动作时限要与煤矿下井下路的III段时限相配合；变压器保护的负压闭锁值应该重新设定，应按照变压器低压侧末端若发生故障时的电压元件的敏度来整定。如果考虑供电的安全可靠，以及保护的灵敏性，原则上最好退出复压闭锁。
3.2谐波治理
大型煤矿当中，供电系统无功功率造成的电压波动和谐波污染等都是突出的问题，为此要进行有针对性的治理措施。
1.根据煤矿生产供电系统的实际情况，特别是对供电系统的可靠性和稳定性进行检测，确定谐波治理需要的系统补偿容量，以及关键技术的应对措施。
2.通常煤矿供电系统当中，通过电网测试，然后对系统进行无功功率的补偿，从而来抑制谐波出现。
3.常用的谐波抑制装置是SCV，即静态型动态无功补偿装置，该装置是机电一体化设备，并且有良好的UI界面，通过选择不同的频段来确定所需要的补充容量。
3.3消除谐振
谐振产生的原因多种，其中铁磁谐振是十分常见，并且危害巨大的一种谐振原因，容易产生爆炸和熔断丝熔断等现象。煤矿供电系统在煤矿安全生产当中是一个高风险系统，并且也经常出现煤矿供电系统的电力火灾，短路等，因此，要有针对性的消除谐振现象。
在中性点不接地系统中，一般限制铁磁谐振过电压措施可分为两大类。
第一类是：改变电容、电感参数，使其远离谐振匹配条件。在每相母线上安装电容器，使容抗始终大于感抗不满足谐振产生条件；采用激磁特性好的TV，并使TV组中3台TV激磁特性相近，限制同一系统中TV并联台数。
第二类是：消耗谐振能量，阻尼抑制或消除谐振发生。如在TV高压侧中性点串接电阻器；在开口三角侧接入非线性电阻器等。
通过上述两种情况的分析，通常煤矿行业当中选择了调谐补偿装置，消弧线圈和消谐器中性点接入等措施，这些都取得了较好的效果，有效的削减和控制了谐振。
3.4井下供电系统长距离控制解决措施
为了实现井下供电系统长距离控制，首先要加大短路电流，降低电路压降等措施。第一，缩短电缆长度来降低压降。由于煤矿生产的需要，电缆的长度实际上是在不断的增加的，因此，外加补偿装置来弥补电缆过长的缺陷。第二，要降低电路压降，需要改善电能的质量，主要是通过井上变电装置和井下变电装置的配合使用，提高供电系统的稳定性，减少系统的波动情况。第三，增加短路电容。当井下供电系统出现短路情况时，如果能够适當在增加短路电容，那么，电力系统维护人员能够更加直观的看到异常变化，从而解决短路故障。
4.结束语
煤矿山安全生产一直以来是国家和政府重点关注的，煤矿安全生产工作是一项长期的、艰巨的任务，煤矿供电系统，存在的安全隐患较多，并且涉及的范围也较广，加上煤矿井下情况负责，存在瓦斯柏查的风险。因此，要从供电系统本身出发，提高供电系统的安全稳定性。
参考文献：
[1]刘小柯. 小煤矿供电系统安全性能探讨[J]. 煤矿机械，2009，10：178-181.
[2]贾利平. 煤矿供电系统的发展趋势[J]. 科技创业家，2013，15：91.
[3]高虹. 提高地方煤矿供电系统安全性的思路[J]. 煤炭工程，2006，09：19-20.
[关键词]：煤矿供电 供电系统 风险控制
1.引言
煤矿供电系统是煤矿生产的重要动力保障。一旦电力中断，生产将被迫停止，同时由于煤矿井下存在瓦斯和涌水，停电后极易发生瓦斯积聚、瓦斯爆炸、淹井等恶性事故。做好煤矿供电系统风险控制，关系到煤矿的安全稳定的生产。
2.供电系统中存在的问题
2.1继电保护配合问题
当前矿井用电电压和载荷逐渐增高，一般为6KV或者10KV，然而，这对高电压供电系统，目前，针对煤矿专有的继电器保护方案尚未出现。然而在工业输电和居民用电继电器保护方面的技术十分成熟，为了煤矿供电更加安全，通过借鉴电力行业继电器保护设计，然后加以安全性的改造，就可以最大限度的提高煤矿输电安全。然而，当前煤矿输电系统当中继电器保护配合当中常见的问题有负荷大，供电线路多，煤矿井下情况复杂等，这些都约束了煤矿供电系统继电保护的设置，不能够完全与供电行业当中的设置原则保持一致。
2.2谐波电流问题
近年来，随着电力行业技术的革新与发展，高性能的元件在供电系统当中得到了推广和使用，但是，凡事有利有弊，这些高性能元件在供电系统当中产生的谐波电流，严重威胁了接入线路当中设备和元件，并且降低了供电线路的寿命，不利于供电系统安全稳定的运行。在一般煤矿当中，提升系统的功率都较大，常见的为1260kW，四象限变流技术在提升系统的电机中的应用，极大的提高了提升效率和提升力，然而，类似提升马达这种大型电机，在交流变相时产生了很多高次谐波，这些高次谐波侵入电机和线路当汇总，造成了机电设备启动故障，绝缘性能降低，影响设备寿命等，甚至还有可能造成人员的伤害。另外，煤矿供电系统当中的谐波如果不及时消除，还可能影响到输电线路的安全
2.3系统发生谐振问题
一般煤矿的供电系统是中性点经过消弧线圈接地的系统，6KV母线上有电磁式的电压互感器TV，它的中性点经消谐器接地。谐振现象主要是谐振电压对输电线路造成影响，而谐振电压通常产生于供电系统恢复正常接地、电压互感器中铁芯饱和状态，电感相增大，而磁阻抗减小，电压互感器与其他电容之间容易产生振荡回路，从而产生谐振电压。谐振电压加载在一相或三相中，形成破坏性巨大的过载电压，轻则断电，重则电机烧毁，设备绝缘失效，人员伤害等。并且还容易引起线路保险丝熔断、电路跳闸、互感器被击穿，而电压保护装置异常启动，保护误动，影响了正常的生产生活。
2.4井下供电系统长距离控制问题
当前在小煤矿被关、停、并、转的煤矿开采政策下，大型和超大型煤矿越来越多，煤矿供电系统也随之承担的负荷增大，装机容量大的供电系统，在对井下长距离供电当汇总，存在着电路压降大，井下设备启动困难，应急电接入不顺畅等问题。
3.煤矿供电系统风险控制措施
3.1继电保护控制措施
为了解决当前煤矿供电系统当中继电器保护的有效性，需要依据电力供电当中继电器保护配置方案，依据煤矿生产和风险特点，制定一套完善的煤矿供电继电器保护方案，从而让煤矿生产过程随时处于安全稳定的状态。
（1）将煤矿供电系统分为井下和井上两个部分，在井下和井上两个部分的供电子系统当中都设置变电装置，保证继电器可以较好的安装进入煤矿供电系统当中，同时区别对待煤矿供电系统和一般的电力行业供电系统，对现场的继电器配置进行电流大小优化，采用双向继电器配套安装。
（2）电力行业输电网输入电流通过井上变电装置，输送到井下编带装置，中间以电抗器来保证井上和井下输电的安全。然而井上和井下的电源符合差异较大，因此，速断动作电流成为了继电器配置的重要内容，在井上变电装置通往井下的过程当中，设置了限流装置、继电器、速断动作电流保护器等。
（3）变压器保护，为保证变压器后备保护的可靠性，应该从电压动作值和时限两个方面考虑，即变压器的电流保护的动作时限要与煤矿下井下路的III段时限相配合；变压器保护的负压闭锁值应该重新设定，应按照变压器低压侧末端若发生故障时的电压元件的敏度来整定。如果考虑供电的安全可靠，以及保护的灵敏性，原则上最好退出复压闭锁。
3.2谐波治理
大型煤矿当中，供电系统无功功率造成的电压波动和谐波污染等都是突出的问题，为此要进行有针对性的治理措施。
1.根据煤矿生产供电系统的实际情况，特别是对供电系统的可靠性和稳定性进行检测，确定谐波治理需要的系统补偿容量，以及关键技术的应对措施。
2.通常煤矿供电系统当中，通过电网测试，然后对系统进行无功功率的补偿，从而来抑制谐波出现。
3.常用的谐波抑制装置是SCV，即静态型动态无功补偿装置，该装置是机电一体化设备，并且有良好的UI界面，通过选择不同的频段来确定所需要的补充容量。
3.3消除谐振
谐振产生的原因多种，其中铁磁谐振是十分常见，并且危害巨大的一种谐振原因，容易产生爆炸和熔断丝熔断等现象。煤矿供电系统在煤矿安全生产当中是一个高风险系统，并且也经常出现煤矿供电系统的电力火灾，短路等，因此，要有针对性的消除谐振现象。
在中性点不接地系统中，一般限制铁磁谐振过电压措施可分为两大类。
第一类是：改变电容、电感参数，使其远离谐振匹配条件。在每相母线上安装电容器，使容抗始终大于感抗不满足谐振产生条件；采用激磁特性好的TV，并使TV组中3台TV激磁特性相近，限制同一系统中TV并联台数。
第二类是：消耗谐振能量，阻尼抑制或消除谐振发生。如在TV高压侧中性点串接电阻器；在开口三角侧接入非线性电阻器等。
通过上述两种情况的分析，通常煤矿行业当中选择了调谐补偿装置，消弧线圈和消谐器中性点接入等措施，这些都取得了较好的效果，有效的削减和控制了谐振。
3.4井下供电系统长距离控制解决措施
为了实现井下供电系统长距离控制，首先要加大短路电流，降低电路压降等措施。第一，缩短电缆长度来降低压降。由于煤矿生产的需要，电缆的长度实际上是在不断的增加的，因此，外加补偿装置来弥补电缆过长的缺陷。第二，要降低电路压降，需要改善电能的质量，主要是通过井上变电装置和井下变电装置的配合使用，提高供电系统的稳定性，减少系统的波动情况。第三，增加短路电容。当井下供电系统出现短路情况时，如果能够适當在增加短路电容，那么，电力系统维护人员能够更加直观的看到异常变化，从而解决短路故障。
4.结束语
煤矿山安全生产一直以来是国家和政府重点关注的，煤矿安全生产工作是一项长期的、艰巨的任务，煤矿供电系统，存在的安全隐患较多，并且涉及的范围也较广，加上煤矿井下情况负责，存在瓦斯柏查的风险。因此，要从供电系统本身出发，提高供电系统的安全稳定性。
参考文献：
[1]刘小柯. 小煤矿供电系统安全性能探讨[J]. 煤矿机械，2009，10：178-181.
[2]贾利平. 煤矿供电系统的发展趋势[J]. 科技创业家，2013，15：91.
[3]高虹. 提高地方煤矿供电系统安全性的思路[J]. 煤炭工程，2006，09：19-20.