劉 超 呂成泉

山東萬祥礦業(yè)有限公司 山東 濟南 271107

1 煤礦供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前我國很多生產礦井仍然有著長長的架空輸電線路,并且隨著礦井的相繼延伸而全面得到使用,有的輸電線路使用年限已經(jīng)超過了40年,較近的也已經(jīng)使用了20年之久。尤其是在一些地面變化情況較大的情況下,隨著街道的變形、路面的起伏,一些導線相對于地面的安全距離變小,加之輸電線路使用的混凝土線桿經(jīng)過多年的風雨侵蝕已經(jīng)出現(xiàn)了很多裂紋,甚至水泥脫落,存在很大的供電隱患,嚴重威脅煤礦井下的供電安全和附近居民的人身安全。

2 煤礦供電系統(tǒng)的發(fā)展

隨著煤礦產煤量的持續(xù)增加,礦井生產用電負荷日益增加,供電系統(tǒng)中存在許多落后淘汰供電設施,已不能滿足井下正常生產供電。礦井大面積突然停電后,由于事故告警信息較少,往往很難判斷故障原因和故障部位,只有通過試送電進行供電恢復和故障查找,當試送電到故障線路后,再一次造成大面積停電,這時才判斷出故障回路,這樣不僅造成二次大面積停電,而且使電力電纜受到二次故障沖擊,嚴重影響井下供電系統(tǒng)安全。因此,需要不斷優(yōu)化礦井供電系統(tǒng),努力研究提高供電可靠性的方法及對策。

目前大多數(shù)的煤礦均采用戶外的變電設施,一般電壓等級為35kv有主變壓器、高壓隔離開關、斷路器、電壓互感器、電流互感器等高壓輸變電開關設備?，F(xiàn)如今來看,部分設備還是比較陳舊的,對于這些設備的運行、維修保養(yǎng)也非常的繁瑣,還有一個比較嚴重的問題就是在運行的過程中絕緣值下降變化特別明顯,對于企業(yè)的安全生產有著較大的影響。這些老舊設備的機構銹蝕嚴重、密封性差、污垢較多,這樣就會造成電氣設備接觸不良、發(fā)熱、受潮、閃絡等現(xiàn)象,嚴重時會引起接地、短路等事故,這些現(xiàn)象也正是因為他們的自身結構特點決定的。因此應該采取新的防護措施,使用新的產品,目前比較先進的有ZW7－40.5型戶外高壓真空斷路器、LZW－35型戶外高壓電流互感器和JDZW35型戶外干式電壓互感器等等,以新產品逐步替換老舊設備,對于整個35kv供電系統(tǒng)的可靠運行有著不可小視的作用。

現(xiàn)如今較多的礦井還都是采用一般的高防開關,其作用僅僅在過載、接地、短路時才會出現(xiàn)保護作用和進行無壓釋放等等。但是這種保護作用對動作時間的要求比較低,也沒有選擇性,精確度不高。如果選用新型的BGP9l－6AK型真空高防開關,靈敏可靠,保護功能全,具有很多保護功能,如：對負載側出現(xiàn)的短路故障,進行限時速斷保護；對負載側出現(xiàn)的持續(xù)過載,實施反時限保護；負載側出現(xiàn)的斷續(xù)過載等。

有的礦井還一直采用油浸紙絕緣高壓電纜,這種電纜鋼鎧易銹蝕,絕緣程度低,經(jīng)常發(fā)生擊穿、短路等故障,導致失電?，F(xiàn)在我們經(jīng)常使用的是交聯(lián)聚乙稀內部鋼帶鎧裝護套電力電纜,從地面降壓站由井下主要運輸巷、斜井提升軌道巷等巷道經(jīng)過簡單吊掛即可實現(xiàn)井下供電,且不易發(fā)生故障。交聯(lián)聚乙稀電纜接頭可采用專用的電纜連接附件和連接技術,安全可靠,減少了因接頭質量不好而發(fā)生事故的概率,大大提高了供電可靠性,降低事故率。

3 煤礦供電系統(tǒng)的現(xiàn)代化技術應用

3.1 電源快速切換裝置應用 根據(jù)煤礦安全生產的供電要求,煤礦主供電系統(tǒng)需采用雙回路供電來保證其設備的正常連續(xù)運轉?？焖偾袚Q電源,保證下級開關不跳閘,使用電設備實現(xiàn)不失電的效果,可以說安裝電源快速切換裝置是一個最安全、有效的辦法。煤礦用電有多種切換方式,依靠電源開關的動作順序分類一般可分為并聯(lián)切換、串聯(lián)切換和同時切換；按照電源切換速度分類,可分為殘壓切換、同期捕捉切換、長延時切換和快速切換；按照電源切換的啟動原因分類,又可分為異常失壓或誤跳引起的切換、手動切換,手動切換的接線方式相對容易,主要是通過手動啟動或關閉來實現(xiàn)。

電源快速切換裝置能夠及時準確的判斷線路故障,當一回路電源線路發(fā)生故障停電時,能夠快速的切換至另一回路電源線路供電,避免了礦井大面積失電現(xiàn)象,使主供電系統(tǒng)更加安全可靠,為礦井安全生產奠定了堅實的基礎。

3.2 煤礦變電站綜合自動化技術應用 變電所綜合自動化技術是將變電站的二次設備經(jīng)過功能性組合和優(yōu)化設計,利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信號處理技術,實現(xiàn)對變電站的主要設備和輸配電線路自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護,同時實現(xiàn)與調度中心通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。變電所綜合自動化技術的優(yōu)點非常突出：可利用軟件實現(xiàn)在線監(jiān)測,具有故障診斷等功能；可大大提高電壓合格率,降低損耗,節(jié)約電能；可與礦內局域網(wǎng)連接,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和在線修改；具有故障自檢功能,可定期診斷自身系統(tǒng)內部故障；與調度中心通過環(huán)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)遠程控制。變電站綜合自動化技術的應用,真正實現(xiàn)了 “五遙”功能,為煤礦安全生產奠定了堅實的基礎。

3.3 防越級跳閘技術應用 由于煤礦井下供配電網(wǎng)絡運行環(huán)境和設備的特殊性,導致井下供配電系統(tǒng)容易發(fā)生短路、過流、漏電、電壓波動等供電故障,經(jīng)常導致保護聯(lián)鎖動作,故障排查極為困難,尤其發(fā)生越級跳閘事故時,只依靠人工方式進行排查,可能會延長事故影響時間,也可能會使事故擴大。

隨著科學技術的發(fā)展,技術人員已經(jīng)研發(fā)出多種解決方案,其中使用最為普遍的是光纖縱差保護法。下級開關光纖縱差保護器的輸出信號通過光纖接入上級開關光纖縱差保護器,上級開關光纖縱差保護器計算兩臺開關的電流差值。正常運行時,兩個開關之間線路不發(fā)生故障,流過的電流相等,電流差值為零,當兩臺開關之間線路出現(xiàn)故障時,短路點上級開關會流過大電流,上下級開關流過的電流不相等,會有一定的電流差值,當電流差值達到保護器的跳閘啟動值時,短路點上級開關跳閘,切斷電源。當短路點的上級開關因故障拒動時,它的上一級開關保護器的定時限過流保護啟動,延時約100ms后動作,切斷故障回路,作為下級開關的后備保護。

3.4 高壓選擇性漏電保護裝置應用 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第453條規(guī)定：井上、下變電所的高壓饋電線上,必須具備有選擇性的單相接地保護；向移動變電站和電動機供電的高壓饋電線上,必須具有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護。

選擇性漏電保護是指當電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時,能夠有選擇的發(fā)出故障信號或切斷故障支路,保證非故障部分繼續(xù)運行,從而減小故障影響范圍,便于查找漏電故障點,縮短事故影響時間。高壓選擇性漏電保護裝置除了具有保護功能外,還具有故障記錄、網(wǎng)絡通信等輔助功能,這對事故分析、故障處理和保護裝置的調試等有著非常重要的意義。

4 結束語

我國的煤礦就生產規(guī)模而言,一直為國內能源系統(tǒng)提供了良好優(yōu)質的煤炭,為我國經(jīng)濟發(fā)展做出了貢獻。伴隨著開采深度的增加,用電負荷也隨之增加,對煤礦供電系統(tǒng)應該有新的技術要求,我們必須根據(jù)企業(yè)自身特點,設計出一套安全可靠、經(jīng)濟合理的煤礦供電系統(tǒng)。