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摘要：阐述了煤矿供电在煤矿日常生产的重要性，介绍了矿井供电的基本要求，重点分析了在实践中提高供电质量的方法及措施。
关键词：供电质量 可靠性 功率因数 无功补偿
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-592-02
1 矿井供电的重要性
电力是现代煤矿工业的主要动力，在煤炭生产中占有十分重要的地位。电力可以方便、经济地远距离输送和分配，并且具有便于调度、测量和实现自动控制的优点。从安全的角度上讲，由于煤炭生产中存在着各种自然灾害，而这些灾害的预防、预报和排除，也直接或间接地取决与矿井供电的正常与否，矿井供电工作不仅直接影响煤矿企业的高效生产，而且关系着矿井和工作人员的人身安全。因此，高可靠性是对矿井供电的必然要求。
2 矿井供电的基本要求
（1）供电可靠
供电可靠性就是要求不间断供电的能力。供电中断不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。例如矿井主要运输设备停电，会造成大量的减产；矿井提升设备突然停电，会使提升机紧急制动，产生很大的冲击力，使钢丝绳损坏；突然断电还会使主通风机、局部通风机及水泵停止运转，危及矿井和人身安全。因此，对煤矿中的重要用电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续供电，以保证供电的可靠性。
（2）供电安全
供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。
（3）供电质量
供电不仅要求有可靠性，还要要求电源具有较高的质量，能够保证用电设备的正常运行。衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。
（4）供电技术经济合理
在满足上述三项要求的前提下，还要使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。
3 在实践中提高矿井供电可靠性的方法
根据上述基本要求，在现实工作中，我们总结出了一些提高矿井供电可靠性的方法，即装备、培训、管理并重的原则。
（1） 装备方面
作为投产20余年的老矿井，可能还存有一些老旧电气设备、老旧线路，随着生产能力的提高，它们不仅是超期而且还是在超负荷运行，这正是影响供电可靠性的重要因素。因此，从装备上增加投入，淘汰旧设备、淘汰不节能设备、淘汰绝缘性能差的电缆，使用新型真空断路器开关，使用可靠的微机智能型保护装置，电力系统动态无功补偿装置与高次谐波滤波装置，小电流接地选线装置，做到对事故超前预防，超前报警。设置完善的不间断操作电源，改造危旧线路，从硬件上强身固本，打造一个完整可靠的符合矿井生产能力的供电系统，是保障供电高可靠性的基础工作。具体表现为：
①（TCR+FC）型SVC高壓动态无功补偿装置的应用
主副井绞车等大功率设备重载启动给供电设备带来污染，其中无功冲击引起的电压波动、整流设备注入系统大量高次谐波，谐波电流注入系统使设备发热，设备运行可靠性降低、功率因数低，加大系统供配电和生产成本表现尤为明显。
为解决上述问题，在矿井中央变电所二次母线侧加装（TCR+FC）型SVC装置。
SVC的调节器自动跟踪负荷（冲击无功功率）的工作状态，发出与冲击负荷相关的TCR晶闸管的触发脉冲，通过光电转换及高压光缆的传递，使触发脉冲触发各晶闸管，不同的触发角改变了TCR主抗器的电流量，从而改变了TCR回路的感性无功率量，通过TCR回路的感性无功功率的跟随作用，使流入电网的无功功率趋于零。由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快，即实现了动态补偿的功能。依靠FC回路的作用，消除流经系统的高次谐波，向系统提供容性无功，提高功率因数。同时，通过SVC调节器的检测，运算和调节作用，平衡负荷的不对称有功，抑制电网的负序分量。
中央变电所安装运行SVC装置后，可提高电力系统的功率因数；系统的电压稳定，谐波引起的电缆和电机发热等问题得到有效解决，从而增加了变压器和输配电线路的有效容量，提高了设备的运行可靠性，减少了设备维护周期和运行成本，也减少了功率因数调整电费的支出，收到良好的经济效益。
② 中央变电所综合自动化改造
矿井经济的快速发展和现代化程度的提高，变电所传统的控制系统已不适应矿井生产要求，采用现代控制技术，对变电所进行自动化控制势在必行。投入运行后可收到以下效果：
能够实时在线监视电网运行参数、设备运行状况；自检、自诊断设备本身的异常发现设备异常变化或装置内部异常时，立即自动报警并相应的闭锁出口动作，以防止事态扩大。
电网出现事故时，能够快速采样、判断、决策，迅速隔离和消除事故，将故障限制在最小范围。
控制和调节由计算机完成，减轻了劳动强度，避免了误操作。原来常规的指针式仪表作为测量仪器，其准确度低、读数不方便。采用微机监控系统后，指针式仪表被CRT显示器上的数字所代替，精确直观。传统的人工抄表由打印机打印报表所代替，既减轻了值班员的劳动，又提高了测量精度和管理的科学性。
简化了二次接线及设备。综合了变电所内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。微机监控子系统综合了原来的仪表屏、操作屏、中央信号等功能；微机保护子系统替代了电磁式保护系统，还具有小电流接地等子系统功能。
通过对设备监视和自诊断，延长了设备检修周期，提高了运行可靠性。
③风井高压架空线路改造
传统风井线路均为水泥电杆架空线路，每个风井各有两回线路，分别接在两段母线上，一路运行，另一路热备用。由于水泥电杆架空线路受周围环境变化影响较大和自身特点，线路供电安全性、可靠性较差，存在安全隐患，威胁扇风机安全运行。
为确保矿井通风安全，采用电缆替代原架空裸导线，使用钢管塔替代水泥杆架空敷设两路电缆，路径避开采空塌陷区沿公路至各风井。
风井线路改造完成后，由于使用钢管塔做支撑，采用电缆供电，提高了线路稳定性，增强了抗风险能力。
④井下采区变电所高、低防开关真空化改造
通过对采区变电所高、低防开关的真空化改造，提高井下采区供电的可靠性和安全性，降低事故率，保证生产正常供电。表现在：
高、低防开关全部采用真空断路器，
关键词：供电质量 可靠性 功率因数 无功补偿
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-592-02
1 矿井供电的重要性
电力是现代煤矿工业的主要动力，在煤炭生产中占有十分重要的地位。电力可以方便、经济地远距离输送和分配，并且具有便于调度、测量和实现自动控制的优点。从安全的角度上讲，由于煤炭生产中存在着各种自然灾害，而这些灾害的预防、预报和排除，也直接或间接地取决与矿井供电的正常与否，矿井供电工作不仅直接影响煤矿企业的高效生产，而且关系着矿井和工作人员的人身安全。因此，高可靠性是对矿井供电的必然要求。
2 矿井供电的基本要求
（1）供电可靠
供电可靠性就是要求不间断供电的能力。供电中断不仅会影响矿井的原煤产量，而且可能损坏设备，甚至发生人身事故和造成矿井的破坏。例如矿井主要运输设备停电，会造成大量的减产；矿井提升设备突然停电，会使提升机紧急制动，产生很大的冲击力，使钢丝绳损坏；突然断电还会使主通风机、局部通风机及水泵停止运转，危及矿井和人身安全。因此，对煤矿中的重要用电设备，要求采用两个独立电源的双回路或环式供电方式，两路电源线路互为备用，当一路电源线路故障或停电检修时，则由另一路电源线路继续供电，以保证供电的可靠性。
（2）供电安全
供电安全具有两个方面的意义，即防止人身触电和防止由于电气设备的损坏和故障引起的电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。
（3）供电质量
供电不仅要求有可靠性，还要要求电源具有较高的质量，能够保证用电设备的正常运行。衡量供电质量高低的技术指标是频率的稳定性和电压的偏移。
（4）供电技术经济合理
在满足上述三项要求的前提下，还要使供电系统的投资和运行达到最佳的经济效益。
3 在实践中提高矿井供电可靠性的方法
根据上述基本要求，在现实工作中，我们总结出了一些提高矿井供电可靠性的方法，即装备、培训、管理并重的原则。
（1） 装备方面
作为投产20余年的老矿井，可能还存有一些老旧电气设备、老旧线路，随着生产能力的提高，它们不仅是超期而且还是在超负荷运行，这正是影响供电可靠性的重要因素。因此，从装备上增加投入，淘汰旧设备、淘汰不节能设备、淘汰绝缘性能差的电缆，使用新型真空断路器开关，使用可靠的微机智能型保护装置，电力系统动态无功补偿装置与高次谐波滤波装置，小电流接地选线装置，做到对事故超前预防，超前报警。设置完善的不间断操作电源，改造危旧线路，从硬件上强身固本，打造一个完整可靠的符合矿井生产能力的供电系统，是保障供电高可靠性的基础工作。具体表现为：
①（TCR+FC）型SVC高壓动态无功补偿装置的应用
主副井绞车等大功率设备重载启动给供电设备带来污染，其中无功冲击引起的电压波动、整流设备注入系统大量高次谐波，谐波电流注入系统使设备发热，设备运行可靠性降低、功率因数低，加大系统供配电和生产成本表现尤为明显。
为解决上述问题，在矿井中央变电所二次母线侧加装（TCR+FC）型SVC装置。
SVC的调节器自动跟踪负荷（冲击无功功率）的工作状态，发出与冲击负荷相关的TCR晶闸管的触发脉冲，通过光电转换及高压光缆的传递，使触发脉冲触发各晶闸管，不同的触发角改变了TCR主抗器的电流量，从而改变了TCR回路的感性无功率量，通过TCR回路的感性无功功率的跟随作用，使流入电网的无功功率趋于零。由于晶闸管阀及电子设备的动态响应很快，即实现了动态补偿的功能。依靠FC回路的作用，消除流经系统的高次谐波，向系统提供容性无功，提高功率因数。同时，通过SVC调节器的检测，运算和调节作用，平衡负荷的不对称有功，抑制电网的负序分量。
中央变电所安装运行SVC装置后，可提高电力系统的功率因数；系统的电压稳定，谐波引起的电缆和电机发热等问题得到有效解决，从而增加了变压器和输配电线路的有效容量，提高了设备的运行可靠性，减少了设备维护周期和运行成本，也减少了功率因数调整电费的支出，收到良好的经济效益。
② 中央变电所综合自动化改造
矿井经济的快速发展和现代化程度的提高，变电所传统的控制系统已不适应矿井生产要求，采用现代控制技术，对变电所进行自动化控制势在必行。投入运行后可收到以下效果：
能够实时在线监视电网运行参数、设备运行状况；自检、自诊断设备本身的异常发现设备异常变化或装置内部异常时，立即自动报警并相应的闭锁出口动作，以防止事态扩大。
电网出现事故时，能够快速采样、判断、决策，迅速隔离和消除事故，将故障限制在最小范围。
控制和调节由计算机完成，减轻了劳动强度，避免了误操作。原来常规的指针式仪表作为测量仪器，其准确度低、读数不方便。采用微机监控系统后，指针式仪表被CRT显示器上的数字所代替，精确直观。传统的人工抄表由打印机打印报表所代替，既减轻了值班员的劳动，又提高了测量精度和管理的科学性。
简化了二次接线及设备。综合了变电所内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。微机监控子系统综合了原来的仪表屏、操作屏、中央信号等功能；微机保护子系统替代了电磁式保护系统，还具有小电流接地等子系统功能。
通过对设备监视和自诊断，延长了设备检修周期，提高了运行可靠性。
③风井高压架空线路改造
传统风井线路均为水泥电杆架空线路，每个风井各有两回线路，分别接在两段母线上，一路运行，另一路热备用。由于水泥电杆架空线路受周围环境变化影响较大和自身特点，线路供电安全性、可靠性较差，存在安全隐患，威胁扇风机安全运行。
为确保矿井通风安全，采用电缆替代原架空裸导线，使用钢管塔替代水泥杆架空敷设两路电缆，路径避开采空塌陷区沿公路至各风井。
风井线路改造完成后，由于使用钢管塔做支撑，采用电缆供电，提高了线路稳定性，增强了抗风险能力。
④井下采区变电所高、低防开关真空化改造
通过对采区变电所高、低防开关的真空化改造，提高井下采区供电的可靠性和安全性，降低事故率，保证生产正常供电。表现在：
高、低防开关全部采用真空断路器，