矿井供电系统优化研究与实践

【摘要】煤矿井下供电系统的优劣直接影响到电网的妥全性、可靠性、合理性和经济性。尤其随着煤矿井下采掘机械化程度的提高、生产工作面不断向前延伸、扩大、给煤矿井下妥全供电带来了许多不刊的影响。本文主要概述了矿井供电系统优化研究与实践方面的内容，以供参考。

【关键词】矿井供电系统；优化；实践

引言

矿井供电系统的可靠运行，能够在一定程度上保证井下生产工作有序开展。近年来，随着生产设备、电气化程度的进一步提高，矿井供电系统作为井下供电系统的组成部分之一，其性能是否良好，对矿井的安全具有重要意义。因此，如何对矿井供电系统进行技术改造，是矿井负责人亟需思考的问题。矿井供电系统技术的改造，能够在一定程度上改善矿井供电设备的使用性能，有效减少设备维护量，从而在根本上确保矿井实现高效、安全、低能耗的生产。

一、矿井供电系统优化设计原则

在进行煤矿电力系统的优化设计时，必须认真贯彻落实我国相关的法律法规，按照相关规定的工作流程进行矿井电力系统的改造和优化。在设计过程中要尽量避免资源的浪费，在尽可能利用原有完好的线路的条件下进行电力系统的改造，改造方案必须做到经济合理，安全可靠，并且还要体现出现代技术的应用。设计时要注意计算机的应用，提高电力系统的稳定性能，从而保障矿井工作的安全。

二、矿井供电系统优化研究的内容

1、对地面变电所进行优化

当前矿井开采任务加重，矿井内的机械设备也逐渐增多，矿井供电负荷大，当前开滦煤矿地面变电所的主变渐渐反映出无法满足矿井负荷电容量的要求，因此应采取以下措施进行优化。①首先要对旧电源进行扩容，大部分矿井的旧电源所提供的电能己经无法满足如今的生产需求，必须扩大电源的供电能力在电源的设计中，尽量使用双电源来进行电力的供应。并且电源的位置要尽量靠近矿井的位置，从而方便电力的运输。②矿井的主变压器不仅要能满足整个矿井全负荷时的电力需要，还要保证变压器在一级负荷时能够安全运行。对于变压器的设计也要尽量使用双变压器的方式，一面单一变压器发生故障而使矿井无法工作。③矿井所处地理环境多为空旷地区或者山区等位置，极易遭受雷电灾害，因此必须做好电力系统的防雷工作。在输电线路中要设置符合要求的阀型避雷器，开关柜则要设置相应的避雷器，变电所的接地装置要采用闭环式接地。而高度超过15m的建筑也要设置相应的避雷带来进行防雷保护。防雷装置的选择时必须按照相关规定选取符合要求的避雷装置。④在进行变电所的布置时，要在变电所内分别设置配电室、低压配电室、补偿电容室以及变压器室。配电装置一般选用直流操作。配电室中要配备满足矿井要求的开关柜，开关元件要选用符合要求的真空断路器。低压配电室主要用于供给照明设备以及380V设备的用电，低压配电柜的开关选用合适的智能断路器即可。⑤由于主变压器的扩容，原有的电容补偿装置己经无法满足电力系统的工作需要，因此需要对电容补偿装置进行从新设计改造。在进行补偿装置的选择时，尽量选用具备较高自动调节能力的补偿设备，提高电力系统的自动化程度，保证电力系统。

2、对矿井供电系统的电流量进行调节控制

矿井生产中大型设备的启动运行经过会出现电流大、线路短路电流小，对这类问题目前一般都是通过增大短路电流的方式。笔者认为在进行系统优化时，可以更换为大容量的变压器或者切面较大的电缆，对于存在投资困境的煤矿企业可以增加保护装置。

3、建立供电系统的安全监测，

针对电缆的绝缘监测，更是保障矿井供电系统正常运行的关键。在矿井的供电系统中，电缆的绝缘是生产安全的重中之重，因此有必要在供电系统中的电网上安装必要的电缆接地保护装置，并连接供电系统中心进行监测，保证电网内出现超出标准值或者可能发生接地事故前能够发出报警信号，以便工作人员能够及时的反应并处理。

4、对矿井变电所进行增容改造

当主系统短路容量有大幅增加后，矿井下的电气设备短路容量就会有一定的不足，因此，要实现系统短路保护，就要及时更换矿井上下的真空开关，同时还要相应的更换变电所下级开关、地面开关等。经常或者定期检查配电点或者变电所的电流互感器，确保系统可以实现正常运行，利于井下的有序生产。

三、矿井供电系统优化设计的实践应用

1、地面变电所的优化实践应用

在经过变电所的主变压器扩容后，矿井供电的稳定性和可靠性都有明显的改善，同时原来的变压器能够转为备用设备，构成供电系统的另一保障。开滦林西矿在主变扩容基础上，还在优化中选择了具有带载调压的变压器，实现了矿井用电与供电的对应调节，在保障设备运行、降低设备损耗和能量损耗上实现了共赢。针对地面的电源线还进行了避雷设置，降低了雷雨天气，矿井运行中供电的故障率。

2、矿井配电网电容电流的治理实践

矿井中电容电流的优化理论应用到实际中可以采用的方法有很多，一般采用的是用消弧线圈装置自动跟踪电网的方式，根据跟踪获得的电容电流变化自动跟踪补偿，保证接地流量的值在安全最小值，这种做法不但能够防止出现电容电流的超标，还能够降低电缆事故，保障安全。

3、矿井供电安全监测系统在实践中的应用

随着现代科学技术的发展，矿井供电系统已经基本实现了自动化和智能化的管理方式，在这一系统之上，融入监测管理系统具有可行性和必要性。目前，全国诸多地区的煤矿企业都在供电系统上进行了监测系统的融合。在监测系统的实践应用中，除了对供电系统运行的整体监测，还要注意供电设备以及生产设备的启动操作、相关的参数设置等，对细节的监测也是十分重要的。

4、输配电线路中应用GPS智能巡检综合管理系统

由于矿井供电系统的线路比较复杂，人为管理具有较大难度。因此，引入GPS智能巡检综合管理系统后，能够对业务流程进行全面控制，实现信息共享和应用，从而使输配电线路的管理逐渐形成规范、标准的管理模式。智能巡检综合管理系统可利用全球定位系统、网络通信技术等，改变传统巡检模式，以便降低错检或者漏检几率。同时，此系统不必在系统中安装信息识别载体，能够根据GPS定位系统实现巡检定位，并自动记录相关数据，提高管理效率，从而消除缺陷管理实现信息化、自动化。

5、电力调度自动化系统应用CAN总线技术

在信息技术发展的影响下，总线控制系统的时效性也有了显著提高，从而为电力系统的调度运行提供了技术支持。CAN总线是实时控制或者分布式控制的串行通信网络，此电力调度系统的各个分站点都是由测控接点击工控机组成的，每个测控点接在总线上，并对应10KV回路或者35kV回路的测控。测控点可以收集对应回路的相关信息，根据接收的命令可以将数据发送给CAN总线，然后通过提前设定的验收码控制此测控点接收的数据及命令。站点工控机可以通过CAN卡，对CAN总线接收的节点数据进行相关处理，并从网卡到集团千兆网转发给调度中心。通过实践应用，证明CAN总线的设计方式比较灵活、布线操作方便，具有很高的可靠性。

矿井供电系统优化研究与实践除了以上几点，还包括供电负荷影响下的供电管理，包括矿井生产与煤矿行政办公区、生活区等单独管理：不断对现有的生产设备和技术进行改造升级，通过矿井生产建设生产设备来减少对供电稳定的破坏。

结束语

矿井供电系统的优化研究与实践对于保证矿井的安全、稳定生产具有重要的意义，在优化研究的过程中，要加强理论的科学性研究，同时也要在研究中充分考虑到各个矿井实际供电现状的不同，在优化设计时要做到从实际出发。本文所进行的研究较为简单，在研究问题上也不够全面，希望有关研究人员继续关注矿井供电系统的优化研究，为实践提供更科学有效的优化设计指导。

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