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【摘要】近年来,煤矿井下安全受到国家和社会的普遍关注,这对于煤矿井下供配电系统的电力安全提出了严峻的挑战。煤矿井下的供电系统属于Ⅰ级防爆场所,发生事故的后果可想而知。有资料统计,煤矿井下供配电系统经常发生的故障有:瓦斯爆炸、供电系统不稳定、漏电保护不动作、还有短路、满载、短路、接地不良、雷电等电气常见故障,另外,煤矿井下由于受工作环境所限,电气安全系数相对较低,因此必须设计一套稳定安全的供配电系统。
【关键词】双回路供电;静电危害;谐波;漏电
一、供配电系统的不稳定
在煤矿的供配电系统,导致电力系统不稳定的因素非常多,这个问题也是煤矿井下的重大安全隐患,我们分述如下:
1、变压器的容量不足
这类问题主要因为在电气设计时,没有给电力系统以充分的余量。变压器的容量不足,会使系统长时间满负荷工作,使配电系统的母线和用电负载长期发热,这样极大地损坏了电气设备和电缆的使用寿命。另外,电气设备发热后,会使阻抗增加,产生很大的电压降,导致系统波动,而且降低了系统的有功功率,电力系统运行不经济。除此之外,还有很多的坏处和隐患,可以看出因设计容量不足而产生的危害是多方面的,损坏性极大。
2、供电系统没有采用双回路供电
现在有很多的煤矿井下供电系统没有采用双回路供电,但是煤矿井下电气设计规范严格要求,矿井必须有双回路电源供电,如若不然,提人绞车、主排水泵房、通风机及低压配电所都会造成停电,这些电气设备停电,将直接造成人员损伤和企业财产的重大损失。
3、备用电源没有达到设计规范的要求
《电力法》和《电气设计规范》明确要求,已投运的和新投运的备用电源,必须在自备电源接口与电网处加装可靠的闭锁装置,其作用可以预防系统停电时自备电源向电网反送电。许多煤矿部门都没有充分重视这个事情,甚至都无人看守,也没有悬挂明显的标志牌。
我们知道,发电运行必须要同压、同相、同频率,如没有闭锁装置,真的由自备电源向电网反向送电,会发生严重的短路,酿成极大的事故,甚至导致整个电力系统崩溃。
处理措施:针对以上三点,可以做以下措施:
1、变压器容量必须留有足够的余量,一般都是按电气总功率来选取变压器的容量,变压器的容量应比电气设备总功率高20%才相对合理,如果电力负荷中大电机(55KW)采取直接起动的较多,容量就适当再大些。
2、对于刚刚建立的煤矿,相关部门应对其电力设备进行安全检查,尤其是备用电源,必须符合设计规范,对于不加闭锁装置的,不采用双回路供电的,不予开车。对于正在运行的煤矿如不加闭锁装置,不采用双回路,则强制停车安全整顿。
二、静电危害及电气火花事故
煤矿属于防尘防爆的危险场所,所以静电危害和电气火花是时刻存在的问题。我们知道,静电会产生高电压,如果接地再不良好,会发生放电火花,点燃其他可燃物质,甚至爆炸。
(1)接触器和继电器由于选择过小或者质量原因,不能分断较大的短路电流,会在其开合的瞬间产生火花,同样引起故障。
(2)电力电缆长时间在煤矿这种恶劣的环境下工作,受过负荷或外力的影响,就容易造成电气火花,甚至短路,造成瓦斯爆炸并直接使低压系统主受柜跳闸。
(3)电气操作人员的误合闸还有电气维修中的违章操作,都会形成火花,造成危害。
处理措施:
1、必须选择质量合格的,防爆等级符合设计规范的电气装置(包括电力电缆、接触器、开关等),这样可以有效的避免和降低安全事故的发生。
2、必须有动作灵敏,动作可靠的继电保护装置,当事故发生后,可以切断主电源,最大程度地降低危害。
3、设备相关要求做绝缘检定,并定期对电气设备进行检修试验。
三、供电系统电能质量差
电能质量主要的性能指标是电压和频率,由于各种原因电压的波动和影响是最大的。导致的原因也很多,我们主要以下面两点为例:
1、电气设备过载运行
不只是煤矿井下,有很多的企业因为扩容的原因和追求达产超标,使设备长期过载运行,过载运行的最大危害首先就是产生电压降,并使电气设备过热,严重会发生火灾和电气故障。
2、谐波
矿井的提升机和大量的使用变频器都会造成谐波,谐波的危害会造成电压波形的失真,在一定条件下,还会干扰弱电系统,对仪表的检测和自动化都有有嚴重的影响。(不在是正弦波形),致使电能质量降低。
处理措施:1、安全是第一,生产是第二位的,所以当发生过载运行时,要查看是变压器选型的原因还是负载不稳定或异常故障导致的,确认问题后,确认有必要停车,则联系工艺主管领导停车检修。2、提升机是因为本身的电气设备线路原因导致的谐波,可以加装电抗器等设备看看是否有效果。另外,变频器在无特殊情况下,尽量少用,它不仅会产生谐波,而且还会给电气的弱电系统(包括仪表)带来很大的影响,甚至导致仪表监控系统崩溃。
四、雷击及漏电事故
1、雷击主要指雷电进入井下的事故。许多的煤矿由于安全意识淡薄,对于防雷设施没有按照期限进行测试,结果因防雷装置失灵而造成惨重的事故。雷击入井一旦发生火花或短路,将会造成整个供电系统停电,导致全矿停产。
2、漏电事故在煤矿电气故障中也不占少数,因为煤矿亮度不够,很难用肉眼看出设备的绝缘老化和漏电的现象,问题日积月累,就会发生更大的事故。
处理措施:1、按照防雷接地布置图进行良好的接地,并按要求对防雷设施进行高压测试。2、加装漏电保护器,当有漏电或电源接地故障超过安全电流,开关会自行跳闸,维修人员就会去进行检查。另外,需要加强安全巡检,特别是电力电缆和配电盘,一定查看或者通过摇表测量有无漏电现象。
五、结束语
煤矿供电系统运行在一个比较复杂、恶劣的环境,它的防爆要求及开关与接触器的分断电流要求很高,要严格按照电气规范设计和维护,电气设备要定期的进行防雷测试、绝缘测试,尤其供电系统的电源必须保证一开一备,这样才能提高供配电系统的稳定。
参考文献
[1]陈国呈.变频调速及软开关电力变换技术[M].北京:北京机械工业出版社,2004.
[2]刘纪为.对煤矿漏电保护的一点看法[J].煤,2010,127(05):77-78,92.
[3]尚海柱.浅谈煤矿电气保护的选择性[J].电气开关,2005年01期.
【关键词】双回路供电;静电危害;谐波;漏电
一、供配电系统的不稳定
在煤矿的供配电系统,导致电力系统不稳定的因素非常多,这个问题也是煤矿井下的重大安全隐患,我们分述如下:
1、变压器的容量不足
这类问题主要因为在电气设计时,没有给电力系统以充分的余量。变压器的容量不足,会使系统长时间满负荷工作,使配电系统的母线和用电负载长期发热,这样极大地损坏了电气设备和电缆的使用寿命。另外,电气设备发热后,会使阻抗增加,产生很大的电压降,导致系统波动,而且降低了系统的有功功率,电力系统运行不经济。除此之外,还有很多的坏处和隐患,可以看出因设计容量不足而产生的危害是多方面的,损坏性极大。
2、供电系统没有采用双回路供电
现在有很多的煤矿井下供电系统没有采用双回路供电,但是煤矿井下电气设计规范严格要求,矿井必须有双回路电源供电,如若不然,提人绞车、主排水泵房、通风机及低压配电所都会造成停电,这些电气设备停电,将直接造成人员损伤和企业财产的重大损失。
3、备用电源没有达到设计规范的要求
《电力法》和《电气设计规范》明确要求,已投运的和新投运的备用电源,必须在自备电源接口与电网处加装可靠的闭锁装置,其作用可以预防系统停电时自备电源向电网反送电。许多煤矿部门都没有充分重视这个事情,甚至都无人看守,也没有悬挂明显的标志牌。
我们知道,发电运行必须要同压、同相、同频率,如没有闭锁装置,真的由自备电源向电网反向送电,会发生严重的短路,酿成极大的事故,甚至导致整个电力系统崩溃。
处理措施:针对以上三点,可以做以下措施:
1、变压器容量必须留有足够的余量,一般都是按电气总功率来选取变压器的容量,变压器的容量应比电气设备总功率高20%才相对合理,如果电力负荷中大电机(55KW)采取直接起动的较多,容量就适当再大些。
2、对于刚刚建立的煤矿,相关部门应对其电力设备进行安全检查,尤其是备用电源,必须符合设计规范,对于不加闭锁装置的,不采用双回路供电的,不予开车。对于正在运行的煤矿如不加闭锁装置,不采用双回路,则强制停车安全整顿。
二、静电危害及电气火花事故
煤矿属于防尘防爆的危险场所,所以静电危害和电气火花是时刻存在的问题。我们知道,静电会产生高电压,如果接地再不良好,会发生放电火花,点燃其他可燃物质,甚至爆炸。
(1)接触器和继电器由于选择过小或者质量原因,不能分断较大的短路电流,会在其开合的瞬间产生火花,同样引起故障。
(2)电力电缆长时间在煤矿这种恶劣的环境下工作,受过负荷或外力的影响,就容易造成电气火花,甚至短路,造成瓦斯爆炸并直接使低压系统主受柜跳闸。
(3)电气操作人员的误合闸还有电气维修中的违章操作,都会形成火花,造成危害。
处理措施:
1、必须选择质量合格的,防爆等级符合设计规范的电气装置(包括电力电缆、接触器、开关等),这样可以有效的避免和降低安全事故的发生。
2、必须有动作灵敏,动作可靠的继电保护装置,当事故发生后,可以切断主电源,最大程度地降低危害。
3、设备相关要求做绝缘检定,并定期对电气设备进行检修试验。
三、供电系统电能质量差
电能质量主要的性能指标是电压和频率,由于各种原因电压的波动和影响是最大的。导致的原因也很多,我们主要以下面两点为例:
1、电气设备过载运行
不只是煤矿井下,有很多的企业因为扩容的原因和追求达产超标,使设备长期过载运行,过载运行的最大危害首先就是产生电压降,并使电气设备过热,严重会发生火灾和电气故障。
2、谐波
矿井的提升机和大量的使用变频器都会造成谐波,谐波的危害会造成电压波形的失真,在一定条件下,还会干扰弱电系统,对仪表的检测和自动化都有有嚴重的影响。(不在是正弦波形),致使电能质量降低。
处理措施:1、安全是第一,生产是第二位的,所以当发生过载运行时,要查看是变压器选型的原因还是负载不稳定或异常故障导致的,确认问题后,确认有必要停车,则联系工艺主管领导停车检修。2、提升机是因为本身的电气设备线路原因导致的谐波,可以加装电抗器等设备看看是否有效果。另外,变频器在无特殊情况下,尽量少用,它不仅会产生谐波,而且还会给电气的弱电系统(包括仪表)带来很大的影响,甚至导致仪表监控系统崩溃。
四、雷击及漏电事故
1、雷击主要指雷电进入井下的事故。许多的煤矿由于安全意识淡薄,对于防雷设施没有按照期限进行测试,结果因防雷装置失灵而造成惨重的事故。雷击入井一旦发生火花或短路,将会造成整个供电系统停电,导致全矿停产。
2、漏电事故在煤矿电气故障中也不占少数,因为煤矿亮度不够,很难用肉眼看出设备的绝缘老化和漏电的现象,问题日积月累,就会发生更大的事故。
处理措施:1、按照防雷接地布置图进行良好的接地,并按要求对防雷设施进行高压测试。2、加装漏电保护器,当有漏电或电源接地故障超过安全电流,开关会自行跳闸,维修人员就会去进行检查。另外,需要加强安全巡检,特别是电力电缆和配电盘,一定查看或者通过摇表测量有无漏电现象。
五、结束语
煤矿供电系统运行在一个比较复杂、恶劣的环境,它的防爆要求及开关与接触器的分断电流要求很高,要严格按照电气规范设计和维护,电气设备要定期的进行防雷测试、绝缘测试,尤其供电系统的电源必须保证一开一备,这样才能提高供配电系统的稳定。
参考文献
[1]陈国呈.变频调速及软开关电力变换技术[M].北京:北京机械工业出版社,2004.
[2]刘纪为.对煤矿漏电保护的一点看法[J].煤,2010,127(05):77-78,92.
[3]尚海柱.浅谈煤矿电气保护的选择性[J].电气开关,2005年01期.