浅谈矿井安全供电技术

[摘 要]矿山变电所担负着从电力系统接受电能、变换电压和分配电能的义务，它是矿山供电系统的枢纽。正确选择变电所的结线方式和变电所的位置，对供电系统合理规划及提高供电牢靠性、经济性和供电质量都是至关重要的。对此笔者结合自身工作经历，对矿井安全供电进行技术研究，具有一定借鉴意义。

[关键词]矿井；安全供电；接地保护

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0064-01

引言

近年来，矿井的安全供电问题渐趋成为的焦点。矿井的安全供电技术要点中的供电设备、供电距离及管理人员的管理操作方式等众多因素都影响着供电安全。加大供电安全管理，推进供电安全技术开发，已经成为煤矿企业及社会关注的重要课题。科学、合理的供电系统接线方式可保证供电系统的可靠、经济运行，然而部分煤矿井下供电接线方式不合理，给安全生产带来隐患，主要为：大部分重负荷集中在线路末端，采用多级供电形式；供电电缆短，短路电流大；大型设备驱动频繁，驱动电流大，时间长，电压质量差；保护动作级差小，过流保护电流和时间级差无法配合，越级跳闸时，停电范围增大，影响保安负荷工作等。牢靠、平安、经济的供电，对提高矿山经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。因此，矿山企业对供电提出以下基本要求：

一是供电牢靠：供电牢靠就是要求供电连续。在矿山企业中，各种电力负荷对供电牢靠性的要求是不同的，为了能在技术经济合理的前提下满足不同负荷对供电能够性的要求，把电力负荷分为一类负荷、二类负荷、三类负荷三类。 二是供电质量：用电设备在额定参数下运转时效率最好。因此，要向用户供应质量合格的电能。

二是供电经济：供电的经济性主要包括尽量降低企业变电所与电网的基本投资、尽能够降低设备及有色金属的消耗量、尽量降低供电系统的电能损耗及维护费用。

一、矿井变电所高压安全用电技术

电力系统是指由发电厂发电机、电网的各种输电线路和升降压变电所，以及电力用户组成的一个整体部分。为了经济合理地应用国度资源，发电厂普通建在煤炭或水力资源丰厚的地区。这样往往距离用电负荷中心较远，所以必需大容量、远距离地输电。但是，由于发电机的输入电压较低，而大容量、远距离输电，必需采用高电压。矿企业用电设备的使用电压较低，为了将电力系统的高压电能降低为用户所需求的高压电能，需设置降压变电所，将电压降低后再输送至用电设备。主结线与供电的牢靠性、操作运转的灵敏性、平安性和经济性有着紧密的关系。

1、线路变压器组结线依据变压器一次侧使用的开关不同，线路变压器组结线可有三种方式：当供电线路不长，线路电源侧维护装置能维护变压器内部和高压侧的短路故障时，可采用隔分开关作为进线开关，这时隔分开关应能切断变压器的空载电流；当系统短路容量较小，熔断器能切断短路缺点时，则可采用跌落式熔断器作为进线开关；若熔断器的断流安全系数不够，应采用断路器作为进线开关。变压器高压侧通常采用断路器与母线衔接。这种结线结构电气设备少、投资省，供电牢靠性差。适用于只要三类负荷的中小企业变电所。

2、单母线结线这种结线复杂，是一条回路直接供电，所用设备少，投资少。但供电牢靠性差，一旦母线和电源进线出现故障或需求检修时，用户全部停电。因此，它只适用于容量小、对供电牢靠性要求不高的变电所。

3、单母线分段结线电源进线至少有两路，各路电源互不影响，并分接于不同的母线段上。各段母线之间用联络开关衔接。关于变电所的重要负荷，其配出线分接在两段母线上，构成平行双回路或环形供电方式，以防因母线故障影响供电。对只要一回路电源线路的其他负荷，分散接在两段母线上，并尽量使两段母线负荷分配平均。这种结线能保证重要负荷的供电牢靠性，但当母线出现故障或检修时，将会形成一半单回路用户停电。适用于出线回路不太多、母线故障较少的变电所，大中型工矿企业变电所多采用这种结线方式。

二、煤矿电气接地保护研究

电气接地本身是一个大概念，按其作用分为电气功能性接地和电气保护性接地两大类。电气功能性接地是保证系统能够成立、设备能够正常运行所必须的。

保护接地（接零）的范围是：①变压器、电动机及电器；②电力设备的传动装置；③室内、室外配电装置的金属构架、钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；④配电装置与控制装置的框架；⑤电缆的金属外皮及电缆接线盒、终端盒；⑥电力线路的金属保护管、各种金属接线盒（如开关、插座等金属接线盒）、敷线的钢索及起重运输设备的轨道；⑦在非沥青地面场所的小接地短路电流系统架空电力线路的金属杆塔；⑧安装在电力线路杆塔上的开关、电容器等电力设备及其支架等。

三、井上、井下日常供电的安全管理

1、树立健全各项系统

①机电系统机构健全，管理和技术人员队伍装备充足，特殊工种及各种岗位操作人员都经培训考试合格，持证上岗。

②树立健全各种规章制度、操作规程及岗位责任制，并严格考核执行。制定《供用电管理制度》和《机电及各管理制度》。严格执行停送电任务票制度，不得带电作用、带电搬迁电气设备。

2、增强日常供用电维护监管任务

①加大机电监管力度，消灭井下电器失爆，定期检修和检测供电线路设备。②井下局部通风机全部完成“三专二闭锁”“双风机”“双电源”自动切换。③设备的各种维护完全牢靠，满足《煤矿平安规程》的规则并活期实验。④运用先进的机电设备，淘汰落后设备。⑤装设灵敏牢靠的过流、漏电、接地“三大”维护装备，并定期测试、实验。⑥供电设备按《规程》要求装设牢靠的防雷电装备，并定期检测。⑦一切闭锁装置灵敏牢靠，防止私自送电，煤电钻、井下照明、信号装置完成综合维护，保证供电系统及设备运转平安牢靠。

四、 矿井安全供电技术应用

当前，矿井安全管理的技术应用及管理方面主要进行供电技术指标的制定、采取供电技术设计、加大供电技术的开发及技术实际管控措施等。

4.1 技术标准的制定

矿井安全供电技术应用中首先制定了技术标准，并实行十二项指标管理。安全供电技术主要有十二项技术标准，在进行安全供电技术应用时注意参考，以提升矿井的供电安全。安全供电技术标准概括起来便是“一坚持、二齐全、三无、四有”等几项标准。

4.2 实行专业的技术管理

矿井的安全供电管理主要包括四个方面的管理，分别是防爆检查专业管理、电气管理专业管理、电缆专业管理及小型防爆装置专业管理。这四方面的管理工作直接参照技术规范及标准进行维护及管理。有效的专业管理直接推进了安全供电技术的应用，也有助于降低安全供电事故的发生，所以说技术应用中必要的技术监督管理是十分必要的。

五、结束语

随着我国科学技术的继续前进及发展，变电所一次设备的发展趋势是体积越来越小， 功能越来越强； 二次保护装置也经历了由原来的继电器型式到晶体管保护型式，直到现在的微机综合保护的发展整个过程。现在煤矿35 kV 变电所已经开始由有人值班向无人值班过渡。所有这些都将使得矿井35 kV 变电所的建筑面积及占地面积大大减少， 运行安全可靠性及自动化程度越来越高，这使得矿井35 kV 变电所可以更好地为矿区安全生产服务。

参考文献

[1]李宗强，煤矿供电系统的谐波及抑止对策，煤矿现代化，2008（2）.