提高矿井供电安全管理浅谈

摘要：近年来，随着煤矿生产的快速发展，国家对矿井企业的监管力度不断加大，矿井供电作为煤矿工作中最基础、最关键的环节，其安全问题越来越突出，如何提高矿井供电的安全性、可靠性和持续性，已成为矿井机电管理中的一个重要课题。

关键词：矿井供电；安全管理；供电可靠性

随着煤矿机械化、信息化不断发展，国家提出了煤矿智能化的要求，对设备的使用广度不断增大，先进的电气设备需要电能的支持，供电需求不断扩张，加之矿井生产的特殊性,负荷一般为一级负荷，一旦发生供电故障,有可能引发重要设备停运、瓦斯超限或人身伤害，直接关系着矿井的安全生产和职工的人身安全。因此,煤炭企业对供电的可靠性和连续性提出了更高的要求。

1煤矿供电存在的主要问题

（1）部分矿井开采时间长，井下变电所级连层级多，使得各级进出线继电保护装置阶梯式定值差距小，无法完美配合，易引起越级跳闸；电气设备容量增大，供电系统阻抗小，短路值大；短路电流计算：（U20为变压器二次侧空载线电压；ZK为故障点电源侧每相总阻抗）。供电距离长，系统容抗增大（；D为电缆芯线直径；I为电缆长度；ε为介质系数；d为极板间距），当发生弧光短路故障时，若容性电流超标、消弧线圈补偿不到位，引起系统过电压，破坏系统绝缘性能，对供电安全带来挑战。（2）矿井供电设备多，会出现电气设备、设施服役年限较长的情况，如存在老式的断路器、隔离刀闸、电动机、继电器等，加上煤矿存在煤尘、季节性返潮各种因素，若忽视老旧设备的维修保养，未效验其性能，设备频繁故障影响生产效率，且不易判断故障原因。（3）供电设备设施未严格落实“所有在用设备设施，每天强制检修一次”、“矿井每月必须强制停产一天，对大型固定设备、主要运输设备、供电系统及人员运输设备强制检修”的管理规定。架线长时间未上杆检查，接地系统锈蚀，连接点（母排、接线桩、连接器）未全面检修，检修把关不严、检修质量不高，设备绝缘逐渐下降，设备设施带病运转，埋下严重的供电安全隐患。（4）供电管理现场缺失，对供电系统重要部分、薄弱点未进行重点监测监控。未进行主通风机高压架线、备用局部通风机开关和缆线、入井电缆连接器等重要地点、重要部位的绝缘性能、温度变化、防潮等周期性管理。上级电网故障、单机运转、单回路供电时备用系统不能有效持续供电，发生重要设备停机事故。（5）供电技术管理有漏洞。三段式保护整定不合理，发生短路故障时继电保护的三段式保护不能有效拦截故障电流；防越级跳闸系统故障，短路故障时发生越级跳闸事故；不间断电源失效，电力监控不能远程操作，需电工赶赴现场，恢复供电时间过长。一起供电影响可导致矿井供电中断4～5h。

2提高矿井供电安全可靠性的措施

（1）优化供电结构，提高供电质量。煤矿供电系统一般遵循“地面变电站-井下中央变电所-采区变电所”的模式，尽量减少系统层级，转接点越多，三相系统绝缘值相差越大，转接点越少三相电流越能保持平衡，系统产生的零序电流越小。（零序电流，K电流互感器变比，三相对称时，）。三相负荷不平衡将增加变压器的损耗，会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高。系统优化后，减少系统风险点，管理有重点，系统更加稳定。（2）35kV主变压器选择合理化的运行方式。按照《煤矿安全规程》436条：正常情况下，矿井电源应当采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用。设置双主变的地面变电站，当任一馈线出现故障，由于主变分列运行，故障电流不会通过变压器影响到另一回路，可保证矿井主要设备（局部通风机、压风、主排水、主提升）始终有一回保持供电（主通风机和瓦斯泵可快速倒运至另一回路），避免因大电流波及整个电网，保障双回供电的独立性，从而解决“动力停电，影响风机”的问题，确保了矿区供电的可靠性和连续性。当然分列运行的经济性不如一用一备，检修操作程序稍显复杂，两个主变负荷尽量均衡等问题。由此可见，一用一备符合《煤矿安全规程》规定，对供电可靠性要求高的单位推荐分列运行。（3）强制检修+重点监控。煤矿发生供电故障时主要有这几个方面原因：一是供电系统未按规定进行检查检修，二是上级电网影响，三是人为误操作，四是对供电系统薄弱点监控不力。矿井应提高对检修工作的重要性认知，建立完善、可靠的运行维修体制，完善检修内容，编制详细的电气设备周期性强制检修计划，严格落实每日、每月强检任务，加大重要设备、绝缘薄弱环节检修频次、力度，确保检修质量，彻底消除检测盲区、隐患。建立重要设备、重点线路绝缘监测周期表，监测主通风机、局部通风机设备和缆线、入井电缆、中央变电所设备和缆线等重要地点、重点部位绝缘阻值和温度，根据周期表进行趋势预判及时消除隐患萌芽。利用强制检修+重点监控提升设备现场管理，提高供电能力和供电的安全可靠性。（4）加强供电系统建设，积极引进新技术、新设备。进一步加强煤矿供电电源、供电设备能力、供电线路等方面建设，提升煤矿供电智能化。一是持续完善供电安全设备设施，更新服务年限较长、技术落后的供电装备，从源头上减少供电安全隐患。二是逐步实现供电装备设施智能化建设，矿井高压开关应具有数据辨识、防越级跳闸、故障诊断等功能，断路器小车移动、接地刀闸操作实现电动化，从而实现智能顺序控制，缩短恢复供电时间；电器设备连接部位的温度、绝缘、电器元件的位移、环境湿度、环境粉尘等实时监测监控，可采用无人机巡线机器人，变电所巡检机器人等先进有效技术提升煤矿供电智能化水平，不断提高煤矿供电安全保障能力。（5）做好供电基础工作，强化供电技术管理，坚持煤矿供电从业人员培训。矿井进一步完善矿井检查检修的各项管理制度，严格执行机电管理“四制一排查”，落实各级人员责任，强化考核；按照规范、规程、标准加强供电系统设计、整定保护、供电设备性能检测等方面管理工作，确保电力监控及防越级跳闸系统完好；建立健全技术人员、专业人员培养体系，做好供电新技术、智能化专业培训，形成人才接续良性循环。供电安全是煤矿安全生产的重要保证，矿井应提高认识，高度重视煤矿供电工作。防范矿井供电安全问题，必须从管理与技术两方面着手，统筹规划，全面加快推进供电系统建设，杜绝矿井供电系统漏洞，提升供电装备安全保障能力，不断提高矿井供电的安全性、可靠性和持续性。

参考文献：

[1]刘晶，赵巧芝，李宗强.对如何提高矿井供电可靠性的几点认识[J].中小企业管理与科技,10.3969/j.issn.1009-0797.2004.04.015.

[2]姚兴利.如何提高矿井供电安全的可靠性[J].电力设备2019-07-16T14:08:24.093Z.

作者:李民 张少毅 单位:韩城矿业有限公司机电动力部