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【摘 要】在分析了煤矿井下低压供电系统现状后，对提高煤矿供电安全、可靠性的措施进行了解析探讨。
【关键词】煤炭；供电；安全
众所周知，我国煤炭资源采掘大部分在地面以下进行，其特殊的开采条件、煤层地质变化情况使得煤矿井下工作环境十分恶劣。尤其采掘工作面及巷道、老空地点周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果供用电设备、设施管理维护不及时、检查不全面，很容易因用电设备出现短路、漏电、失爆、越级跳闸等故障而发生电火花、触电、停电、设备误动等故障现象，进而发生井下瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文就煤矿基层供用电管理人员对如何提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的具体措施进行总结，以便为接触供电业务的同行提供一点借鉴。
1.煤矿井下供电系统状况解析
从事过煤炭行业的同行都知道，煤矿井下供电系统设备，大多采用防爆型及增安型电器设备，建国以来，通过广大煤炭科技工作者在防爆理念的更新，防爆设备设计、工艺、加工等方面的不断加强提高，已经很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于许多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、供电系统设计不合理、谐波污染严重、设备型号不匹配以及供电日常管理跟不上等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患，以下就常见存在问题简述如下。
1.1主变压器容量不足
井下负荷容量经常大于供电系统原设计容量，进而造成主变压器长期运行在效率低下工况条件下，不仅降低了供电系统可靠性和供电质量，也使得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温度升高、绝缘加速老化、供电电缆出现发热燃烧等情况，引起瓦斯煤尘爆炸，给煤炭企业安全带来重大安全隐患和经济损失，给职工家庭带来心理阴影和不良的社会影响。
1.2供电质量水平较低
随着计算机及其软件技术、信息化技术、自动控制技术的发展，越来越多的新技术、新工艺、新装备投入到煤矿中应用，拥有和使用大量水平先进的机电设备已成为衡量煤矿现代化水平的标志，同时也促进了煤矿不断的更新改造，以不断提高安全生产的水平，但大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电网络系统中的投用，其工作时产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入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，影响供电质量，影响井下采掘等设备的稳定运行，还会造成井下各种继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，降低井下供电网络安全运行的可靠性。
1.3人为误操作
煤矿矿井由于工作环境原因，操作空间较小，而且还存在多个工种多地点多人同时作业的特点，通讯联络及人员素质和技术水平不齐等原因，任何一个环节出现错误，都可能会发生事故或人员伤害，这就对井下煤炭生产安全用电及人员提出了更高的标准和要求。
1.4电气防爆管理有待提高改进
为了提高供电系统的安全可靠性，加强对用电设备的跟踪分析及监察，及时掌握情况采取措施；严防突发停电引发煤矿事故。保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经多次下发相关文件，明令淘汰或禁止使用部分落后的电气设备和工艺，而在实际生产过程中，部分矿井由于改造资金缺乏或企业负责人不重视，没有认识到因此所造成的严重后果，这些明令禁止使用的的电气设备或工艺依然在煤矿矿井中使用，直接影响煤矿矿井低压供电系统可靠性和生产、人员安全。
1.5煤矿供电系统在线监测水平较低
由于受矿井建设期技术能力和建設资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统建设初期均没有配置实时监测监控系统，随着矿井生产发展的需要，井下供电系统的运行数据信息不能实时反馈回指挥调度系统，导致地面调度管理人员不能实时掌握井下供电系统运行情况，难以及时指挥井下供电系统值班人员投切电气设备，对可能存在的隐患和发生的故障无法及时作出预测和调整补救措施，引发事故，造成人身和财产损失。
2.提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的措施
2.1设计完善合理的井下供电网络
合理可靠的供配电网络是保证煤矿井下安全生产的基础。任何分支线存在隐患或不合理的设计，都会引发事故，因此供电系统在安装前就要全面科学规划，精心组织安装，负荷出现变化或工作区域进行调整时，要及时调整供电系统，优化供电网络线路，调整开关及参数，减少配电冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性。
2.2选用安装动态功率补偿及消谐装置
通过对设备无功、有功负荷的调节，既可以提高矿井供电系统的安全可靠性和供电质量，还能有效抑制低压供电系统中电气设备运行所产生的高次谐波分量，降低其对供电网络的冲击，提高其使用效能。
2.3完善井下供电继电保护系统
随着井下供电系统容量日益增大，网络越来越复杂，仅设置系统各元件的继电保护装置，还不能防止发生全矿井大面积停电事故。为此必须研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等问题。尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。因此，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术。近年来，随着计算机技术的飞速发展以及在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.4配置先进供电实时在线监测系统
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。同时对供电监测系统进行升级改造，以提高在线监测水平，保证对供电网络全面及时掌握和控制。如SHZN电力线路运行在线监测系统，可安装在输配电线路上，用于在线监测线路运行、故障情况及线路参数，是一套可分布监控、集中管理、即时通知型的智能化电力线路管理系统。在系统中，检测终端分布挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如：各分支处，各事故多发事段、电缆接头上等），可以实时监测线路运行情况，在线路出现短路故障、接地故障、停电、送电、盗割等情况下，监控中心在数十秒内报警显示，并发信息给维护值班人员。可以显示线路负荷电流、温度变化情况。可以足不出户，全面掌握线路运行情况。并且可以根据用户需要增加其他监测内容。
3.结束语
煤矿井下供电系统运行在一个特殊环境中，提高其运行安全性是一项系统、不断改进的系统工程，必须结合煤矿行业的现状，长远综合考虑，进行充分考虑，不断完善井下供电设计，才能提高供电可靠性，保障生产的安全稳定、高效进行。 [科]
【关键词】煤炭；供电；安全
众所周知，我国煤炭资源采掘大部分在地面以下进行，其特殊的开采条件、煤层地质变化情况使得煤矿井下工作环境十分恶劣。尤其采掘工作面及巷道、老空地点周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，如果供用电设备、设施管理维护不及时、检查不全面，很容易因用电设备出现短路、漏电、失爆、越级跳闸等故障而发生电火花、触电、停电、设备误动等故障现象，进而发生井下瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。本文就煤矿基层供用电管理人员对如何提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的具体措施进行总结，以便为接触供电业务的同行提供一点借鉴。
1.煤矿井下供电系统状况解析
从事过煤炭行业的同行都知道，煤矿井下供电系统设备，大多采用防爆型及增安型电器设备，建国以来，通过广大煤炭科技工作者在防爆理念的更新，防爆设备设计、工艺、加工等方面的不断加强提高，已经很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于许多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、供电系统设计不合理、谐波污染严重、设备型号不匹配以及供电日常管理跟不上等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患，以下就常见存在问题简述如下。
1.1主变压器容量不足
井下负荷容量经常大于供电系统原设计容量，进而造成主变压器长期运行在效率低下工况条件下，不仅降低了供电系统可靠性和供电质量，也使得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温度升高、绝缘加速老化、供电电缆出现发热燃烧等情况，引起瓦斯煤尘爆炸，给煤炭企业安全带来重大安全隐患和经济损失，给职工家庭带来心理阴影和不良的社会影响。
1.2供电质量水平较低
随着计算机及其软件技术、信息化技术、自动控制技术的发展，越来越多的新技术、新工艺、新装备投入到煤矿中应用，拥有和使用大量水平先进的机电设备已成为衡量煤矿现代化水平的标志，同时也促进了煤矿不断的更新改造，以不断提高安全生产的水平，但大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电网络系统中的投用，其工作时产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入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，影响供电质量，影响井下采掘等设备的稳定运行，还会造成井下各种继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，降低井下供电网络安全运行的可靠性。
1.3人为误操作
煤矿矿井由于工作环境原因，操作空间较小，而且还存在多个工种多地点多人同时作业的特点，通讯联络及人员素质和技术水平不齐等原因，任何一个环节出现错误，都可能会发生事故或人员伤害，这就对井下煤炭生产安全用电及人员提出了更高的标准和要求。
1.4电气防爆管理有待提高改进
为了提高供电系统的安全可靠性，加强对用电设备的跟踪分析及监察，及时掌握情况采取措施；严防突发停电引发煤矿事故。保证井下作业员工的人身财产安全，国家已经多次下发相关文件，明令淘汰或禁止使用部分落后的电气设备和工艺，而在实际生产过程中，部分矿井由于改造资金缺乏或企业负责人不重视，没有认识到因此所造成的严重后果，这些明令禁止使用的的电气设备或工艺依然在煤矿矿井中使用，直接影响煤矿矿井低压供电系统可靠性和生产、人员安全。
1.5煤矿供电系统在线监测水平较低
由于受矿井建设期技术能力和建設资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统建设初期均没有配置实时监测监控系统，随着矿井生产发展的需要，井下供电系统的运行数据信息不能实时反馈回指挥调度系统，导致地面调度管理人员不能实时掌握井下供电系统运行情况，难以及时指挥井下供电系统值班人员投切电气设备，对可能存在的隐患和发生的故障无法及时作出预测和调整补救措施，引发事故，造成人身和财产损失。
2.提高煤矿矿井供电系统安全可靠性的措施
2.1设计完善合理的井下供电网络
合理可靠的供配电网络是保证煤矿井下安全生产的基础。任何分支线存在隐患或不合理的设计，都会引发事故，因此供电系统在安装前就要全面科学规划，精心组织安装，负荷出现变化或工作区域进行调整时，要及时调整供电系统，优化供电网络线路，调整开关及参数，减少配电冗余线路，提高供电系统运行安全经济可靠性。
2.2选用安装动态功率补偿及消谐装置
通过对设备无功、有功负荷的调节，既可以提高矿井供电系统的安全可靠性和供电质量，还能有效抑制低压供电系统中电气设备运行所产生的高次谐波分量，降低其对供电网络的冲击，提高其使用效能。
2.3完善井下供电继电保护系统
随着井下供电系统容量日益增大，网络越来越复杂，仅设置系统各元件的继电保护装置，还不能防止发生全矿井大面积停电事故。为此必须研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等问题。尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。因此，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术。近年来，随着计算机技术的飞速发展以及在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.4配置先进供电实时在线监测系统
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。同时对供电监测系统进行升级改造，以提高在线监测水平，保证对供电网络全面及时掌握和控制。如SHZN电力线路运行在线监测系统，可安装在输配电线路上，用于在线监测线路运行、故障情况及线路参数，是一套可分布监控、集中管理、即时通知型的智能化电力线路管理系统。在系统中，检测终端分布挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如：各分支处，各事故多发事段、电缆接头上等），可以实时监测线路运行情况，在线路出现短路故障、接地故障、停电、送电、盗割等情况下，监控中心在数十秒内报警显示，并发信息给维护值班人员。可以显示线路负荷电流、温度变化情况。可以足不出户，全面掌握线路运行情况。并且可以根据用户需要增加其他监测内容。
3.结束语
煤矿井下供电系统运行在一个特殊环境中，提高其运行安全性是一项系统、不断改进的系统工程，必须结合煤矿行业的现状，长远综合考虑，进行充分考虑，不断完善井下供电设计，才能提高供电可靠性，保障生产的安全稳定、高效进行。 [科]