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提高煤矿供电系统稳定性可靠性的研究

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杨于林

摘要：随着煤炭、电力行业技术的飞速发展，煤矿的煤炭产量逐渐加大，功率较大的运输设备和采煤机组的不断应用，导致煤矿井下供电系统负荷的大大增加，另外变流装置的广泛应用也给电网增加了谐波含量，还有矿井电网中存在的如保护定值配合问题，系统谐振问题，供电线路过长引起的井下压降过大等问题的出现，也对矿井电网的供电可靠性提出了更高的要求。针对新出现的问题，必须采取一定的措施加以解决，以提高矿井供电的安全性和可靠性。

关键词：提高煤矿供电系统稳定性可靠性

：X752：A

一、我国煤矿供电系统的现状

我国煤矿井下低压供电系统采用中性点不接地方式，其优点是大大降低了电网接地电流和电容电流，提高了人身触电安全性和供电设备的安全性。供电方式与国外大体一致，主要采用中央变电所设有主变压器，总馈电开关向各分支开关馈电方式。但煤矿井下防爆电气安全水平不高，主要表现为产品设计不近完善，造成故障率及可靠性差，直接影响采掘工作面安全生产。尤其是电气故障可能引起故障产生电火，也可能引燃瓦斯煤尘爆炸事故，由此造成的伤亡人数会造成很大的后果，会给煤炭工业社会声誉和和谐社会的稳定造成不好的负面影响。低压供电系统防爆电器是煤矿生产必需的供电设备和控制设备，其性能好坏不仅直接影响煤矿井下高低压供电系统的正常供电，而且，直接影响采掘工作面生产设备的正常运转。因此，如何解决矿井供电系统电气防火防爆安全，已引起人们的重视。防爆电器传统的安全措施是采用防爆外壳、本质安全电路及各种保护装置，多年来的运行实践表明，这些安全措施可以防止事故出现，也可以防止引燃、引爆矿井瓦斯的爆炸，对保障人身安全起到了重要作用。然而，产品设计存在着不完善性，防爆外壳的结构具有一定的局限性，存在着极大安全隐患。

1、我国煤矿供电设备老化问题

在煤矿企业的设备使用上，供电设备老化已经成为了机电设备的使用中最为严重的问题，其中存在的最主要的问题就是高压防爆开关的不安全性。主要从以下几个方面阐述：第一，当闭锁机构没有切断断路器就能直接拉动隔离开关；第二，在煤矿机电设备中有些机电设备的隔离部分不防爆，这样使得当设备出现误操作时，这样就有可能引起瓦斯爆炸；第三，PB系列开关在不切断电源时可以打开机构室前盖；第四，使用GJB3型保护器具有欠压、过流、短路外，但是多数开关使用的DL1型保护器只具备短路和欠压保护，这样就不符合《煤矿安全规程》的有关要求。

2、我国煤矿测试手段落后问题

我国煤矿的试验仪器参次不齐。在一些煤矿中都有可能根本没有试验仪器，就是有也不能使用，或者有些煤矿中虽有试验仪器，但是由于引进的时间过于长久，也不能使用，致使安全保护的校验就无法实现。所以，试验仪器直接决定了煤矿的相关测试水平的高低，影响了煤矿供电系统的调试。

二、供电系统中存在的问题

1、继电保护配合问题

煤矿的供电系统对于煤矿来说非常重要，是煤矿的命脉，如果供电系统运行的不可靠、不安全的话，那么将直接影响煤矿的正常运行和生产，直接给人员以及设备带来危害，因此对于煤矿供电系统必须要设置可靠的保护和监控装置以保证系统的可靠和稳定运行。其中，继电保护是保证煤矿供电系统安全和稳定的核心。但是目前在煤矿供电系统中继电保护的配置和整定还存在一些问题。

现煤矿井下供电系统的高压电压等级一般为6KV或者l0Kv，但是没有一套完整的继电保护整定配置原则;电力行业的输送电系统中，继电保护的配置及整定技术非常成熟，因此，为了更好的使煤矿供电系统继电保护发挥作用，借鉴了电力行业输送电系统的继电保护配置原则。由于煤矿供电系统和安全生产关系密切，它的运行方式和结构也有自己的特点，如:线路相对较短而负荷较大，供电线路较多等特点，这些特点约束了煤矿供电系统的继电保护整定原则不能完全同电力行业的继电保护整定原则一致，要有自己的特点，要以井下实际情况为参考。此外，由于煤矿的电源进线保护已经由上级供电部门限定了动作时间和整定值，煤矿供电系统作为下级系统其保护整定值必须与上级线路保护配合，采用传统的整定配置方案很难与上级保护配合，造成保护装置的可靠性下降。

2、谐波电流问题

这些年来，电力电子技术的不断发展，各种较高性能的开关元件在煤矿的应用产生了大量的谐波。涌入公共电网的谐波直接影响着电气设备的正常运行和使用寿命，给自动控制、通信等系统的安全可靠运行带来严重影响。煤矿的主、副井提升机功率为1260kW，其电动机调速装置采用了四象限变流技术。这些大功率变流装置的投运行产生了大量的高次谐波，如果不采取措施消除谐波的干扰，会发生诸多莫名的电气故障，如提升机电机环火故障、电动机绝缘损坏、电缆接头事故等。同时谐波危害还造成电气设备效率降低，损耗加大，减少设备寿命，并增加了对人身安全的威胁。谐波不仅危害煤矿供电系统本身，