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关于煤矿井下低压供电系统安全供电的研究 摘要：本文首先介绍了煤矿井下低压供电系统的应用发展和低压供电系统的分类与特性，然后分析了煤矿井下低压供电系统安全现状，最后提出了加强煤矿井下低压供电系统安全供电措施。 关键词：煤矿井下；低压供电系统；安全供电；措施 中图分类号：X752文献标识码： A 目前，由于工业、农业、技术、国防等各领域对能源的需求量日益增大，而作为基础能源的煤、气、油的开采量也在不断增加，各煤矿的生产量也在急剧增加，对煤矿的日常生产来说，煤矿井下供配电系统是否能正常运行，对煤矿的安全高效运行起着至关重要的作用。 煤矿生产是井下作业，生产场所空间狭小，空气潮湿，顶板有压力，井下有涌水而且还有瓦斯和煤尘，特别是采掘工作面，电气设备移动频繁，负荷变化大，大型采掘设备直接启动，强大的电流冲击着电网。因此，矿井供电必须保证安全、可靠、经济，且有良好的供电质量和供电能力。煤矿井下供电事故频发，甚至造成井下大面积停电停风，引发更大的安全隐患。 1煤矿井下低压供电系统的应用发展 随着煤矿井下硬件的突飞猛进以及技术革新的应用发展，低压供电系统也在煤矿井下应用中发挥着卓越的作用。 在煤矿生产过程中，低压供电系统监控设备按照生产关系进行保护生产的电网控制，低压供电技术负责在煤矿生产中进行有效的实时检测和电网监控操作，它具有强适应性、应用广泛、操作便捷、可靠性强的特点。 随着低压供电信息技术的飞跃式发展，尤其是超大规模智能低压供电的不断进步优化，低压供电技术的操控和控制技术得到了优化，控制功能方便高效，物理设备更加小巧，提高了在煤矿自动化生产过程中的应用。 在煤矿生产过程中，应用低压供电技术进行安全生产的检测监控的目的在于可以实时采集环境信息、监测井下操作过程中产生的瓦斯浓度、一氧化碳含量、环境压力、湿度、瓦斯浓度超标报警；井下风速采集记录；负压(压力)记录；一氧化碳浓度采集记录；温度采集分析；水泵运行状态；循环风机状态；绞车状态；电源过载报警；班次产量统计；开关量分析等重要环境信息和循环风机、高压水泵、绞车和电机的工作状态，可以处理电力过压、电源失流。煤矿井下的供电电缆是低压供电系统最为脆弱的部分，由于煤矿开采作业的条件限制，开采作业中 电缆经常移动和弯曲，经常发生短路或者负荷过载，在实际的生产过程中需要采用煤矿专用阻燃电缆。 2低压供电系统的分类与特性 2.1低压供电系统的分类 从低压供电系统具有实时性来分类，低压供电系统可以分为2类：（1）面向控制、通信等领域的实时系统；（2）常用的分类方法是，根据低压供电系统的具体应用领域来分类可分为:商用系统、专用系统以及开放系统三大类。 2.2低压供电系统的特性 2.2.1低压供电系统的实时性 低压供电系统的实时性意味着在规定时间内完成操作动作，确保执行电网的准确性，负载量的大小决定某一供电系统在系统中的执行性能以及响应时间而不是单纯的速度快。低压供电系统电网往往是时间关键性约束的，必须在某个时间范围内完成。 2.2.2低压供电系统的负载平衡 煤矿产量的提高，机械设备运行能力的发展，需要对供电系统进行合理设计和改造，避免产生负荷运转，变压器过热是重要的安全隐患，为了能够适应各种应用需求的变化，供电系统中电网需要电压，这种方式就叫做负载平衡。 2.2.3低压供电系统的可靠性 低压供电系统存在主变压器过负荷运行现象，低压供电系统系统一旦开始运行就不需要人的过多干预，抑制电网谐波，提高供电的质量，对电网进行谐波抑制，从而净化电网环境，提高供电质量，避免由于谐波导致的电压电流波形畸变引起的设备误动作造成的各种事故的发生，从而有效测定井下风速，采集记录；负压(压力)记录；一氧化碳浓度采集记录；温度采集分析；水泵运行状态；循环风机状态；绞车状态；电源过载报警，提高供电系统供电安全可靠性。 3煤矿井下低压供电系统安全现状分析 井下负荷容量远远大于供电系统原设计容量，从而造成主变压器长期在低效工况条件下运行，不仅降低了供电系统供电可靠性，而且使系统长期在过负荷条件下运行，很容易导致变压器出现过热绝缘老化、供电电缆发热燃烧等情况从而引起瓦斯爆炸事故。 防爆电器自身防爆性能不符合规范要求:有些煤矿由于改造资金缺乏或相关企业法人不重视等因素的影响使煤矿矿井中主要的电源控制开关为明令禁止的开关设备，直接影响到煤矿矿井低压供电系统可靠性，严重威胁着井下从事煤炭生产人员和设备的安全。 煤矿矿井供电系统在线安全监测系统自动化水平较低。很多煤矿矿井低压供电系统均没有配置供电系统安全实时监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行缺口。 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。尤其是电气故障引起的故障电火引燃的瓦斯煤尘爆炸事故时有发生，由此造成的伤亡人数呈逐年上升趋势，给煤炭工业的社会声誉和社会稳定造成了极大的负面影响。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，这些安全措施对防止电火引燃引爆矿井瓦斯，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，这些措施不能控制故障电火引起的瓦斯煤尘爆炸事故的发生。 4加强煤矿井下低压供电系统安全供电措施 4.1构筑合理的井下供电结构 合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保正。任何分支回路都是独立运行的不能在分支线路上“T”接其它负荷并及时 调整开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，提高供电系统运行的安全可靠性。 4.2构筑完善井下低压供电系统继电保护系统 在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电控制技术，保证井下各机电设备高效稳定、节能经济运行，为矿井低压供电系统安全供电提供重要支持。可以有效杜绝井下工人的人为误操作事故发生，从而有效提高矿井供电系统防火防爆综合安全性能。 4.3低压电网实现电力监测监控 用电力电力监测监控系统装备煤矿供电系统,对电网安全参量和设备的运行状态进行实时监测,将极大地提高煤矿电气自动化水平。为避免因供电火花导致的重特大事故,确保井下供电线路安全,需要有针对性地研制开发馈电状态传感器、电力故障状态传感器、矿用电力网及矿用开关设备的短路保护、过流保护、过载保护、漏电保护、漏电闭锁、机械闭锁装置。需建立井下供电电网安全监测系统,使之与井下安全监测系统联网,在监测井下电网工作状态的同时,还可根据安全监测系统监测到的相关数据,判断事故的性质,确定事故区域,并在必要时切断相应事故区域的电源,保证井下安全生产。 4.4保证井下电缆供电的安全 煤矿井下采掘工作面大量使用电缆易受潮和机械损伤，引起漏电，短路机会较多。据全国煤矿发生的重大事故中，电缆着火引起的事故居第一位。目前井下电缆是供电安全方面的一个最薄弱环节，为了确保矿井安全供电，就必须对电缆进行正确的选择、安装、使用和维护;对采掘工作面用的橡套电缆必须选用合格的矿用不延燃电缆;必须按煤矿安全规程规定，进行敷设、吊挂和连接;电缆 头制作工艺、操作方法、质量必须达标，护套的冷、热补后必须作打压试验，合格后方可下井使用。 4.5政府加强监管及时淘汰落后的技术和装备 应加大政府监管职能,对明令淘汰的空气开关设备、非阻燃电缆、油浸变压器等直接影响供电安全设备要及时更换,提高供电系统技术和装备水平,从而提高低压供电系统安全可靠性。 5结语 煤矿井下供电系统运行在一个复杂环境中，提高其运行安全可靠性是一项系统、长期持久的工作，必须结合煤矿井下开采的实际情况，将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来，整体协调配合，考虑充分进行设计。制定完善井下安全供电措施方案，有效提高煤矿井下低压供电系统供电可靠性，保障煤矿井下开采安全稳定、节能经济的高效进行。 参考文献 1马程.浅析低压供电系统J.科技咨询导报，2011（3）： . 2耿俊梅.井下低压电网的漏电故障及原理分析J.煤炭工程2007.11:83-85 3张志中.提高煤矿供电系统可靠性的保障措施J.中州煤炭,2007,150(06)