浅析煤矿供电系统存在的主要问题及对策措施

引言

煤矿供电系统保持高质量稳定的运行状态，成为煤矿企业安全生产重要的载体，由于在采煤环节需要使用大量的机械设备，加强供电系统的安全管理，及时解决供电系统存在的问题，避免供电系统出现短路，出现的火星引发瓦斯爆炸等安全事故。煤矿企业应根据实际生产情况，结合供电系统的运行状态，对潜在的安全风险制定预防计划，在出现问题后依照计划及时处理。

1. 煤矿供电系统

在煤矿供电系统内，一般由高压和低压系统组成，高压系统电压一般在10kV或者6kV，而低压系统电压一般为660V或者380V。在采煤过程中，采煤的深度和采煤区域不断加深过大，都需要使用合适的电压，此时供电系统会根据实际情况进行调配，而在深度和范围不断增加扩大过程中，供电系统配置的供电设备数量不断增多，同时线路搭配更加繁复。根据《煤矿安全规程》要求，煤矿企业在构建供电系统时，应按照要求构建双回路系统，即便有一个回路出现问题，另一个回路仍能继续工作。通常情况下，引发煤矿出现安全事故的主要原因，是由于人为操作不当，导致供电设备或者线路出现问题，出现的火花引起瓦斯爆炸。

2. 煤矿供电系统存在的问题

(1)继电保护整定困难。现阶段在煤矿供电系统中，继电保护整定技术应用范围不断扩大，并且为该技术呈现综合型发展趋势，以煤矿供电系统为核心，形成满足煤矿供电系统需求的保护形式。但是在煤矿供电系统运行过程中，由于供电系统具备独立的运行结构和方式，需要继电保护整定技术做出调整，而在调整过程中出现许多困难，一方面是每个线路需要承载较大的电流和电压符合，另一方面使线路组织更加复杂。

(2)谐波污染加重。在煤矿生产过程中，使用大量的自动化机械，需要诸多的电子信息技术，向机械传达指令，机械设备按照指令完成开采任务。许多企业为提升机械自动化水平，都会使用高性能大功率的电子信息元件，此时开采环境中会出现许多谐波，造成严重的谐波污染问题，导致供电系统受到谐波影响，无法准确及时的提供电压和电流，影响到机械设备的正常运行。

(3)煤矿供电系统谐振问题。目前煤矿企业使用的供电系统中，具备中性点不接地功能，供电系统与会供电企业的母线直接相连，在电磁式电压互感器协调下，保证供电系统提供充足的电压和电流。但是使用电磁式电压互感器，由于该设备存在较大的励磁阻抗，会破坏三相电源的稳定性，而中性点在不平衡的状态下，中性点电压不断降低，进而出现谐振问题。一旦供电系统出现谐振问题，导线与不同设备间出现较强的谐振回路，导致电磁式电压互感器进入到饱和状态，并且会不断提升电压，致使电路出现安全事故。

(4)电气连接部位发热。在供电系统中，电气连接部位出现发热情况，主要是固定螺丝出现松动，或者接触不良导致该区域出现电腐蚀问题，一旦该区域出现电腐蚀，会不断升高该区域温度，致使该区域内的元件，在高温作用下加快氧化，迫使该区域内的电力元件出现融化问题，进而引发电路出现短路。

(5)电压波动范围大。若供电系统电压出现波动，并且在一天内出现多次的波动以及较大的波动范围，都需要引起工作人员的重视。以110kV电压为例，供电企业与煤矿供电系统连接，在供电所会发出较高的电压，而进入到供电系统电压会不断降低。电压出现波动的主要原因，供电系统可能在某一时间内承载较大的负荷，无法承担高电压，必须要降低电压才能保证供电系统正常的运行。此外许多大型机械设备在启动过程中，会对供电系统产生较多的无功冲击，促使电压出现大范围波动。而且供电系统配置长距离的线路，电压随着线路的延长而不断降低。供电系统在与电网并网过程中，会受到其它电网的干扰，同时回路与电抗器串联过程中，都会降低电压。

3. 解决供电系统存在问题的措施

(1)继电保护整定困难的解决措施。煤矿企业应结合生产情况，对继电保护整定遇到的困难实施解决措施，以便继电保护整定值符合供电系统的使用标准。在解决继电保护整定困难问题时，需要在下井线上配置电抗器，在井上和井下的内，电流和电压负荷产生的差值，可以借助电抗器提高负荷能力，在线路受到强负荷时，电抗器会迅速切断高负荷电流，保护电路不受损害。在下井线路上还要配置三段式保护装置，为井下提供线路保护功能的同时，还能避免回路电流破坏变电系统的供电能力。在地面变电所为供电系统提供电力时，需要煤矿企业根据实际情况，对整定动作电流进行充分的优化，同时加强继电保护，使电流在规范的状态下完成电力运输任务。此外井下电网在实际运行状态下，应配置多层面的保护措施，并将继电保护整定值设定在符合供电需要的范围内。煤矿企业应对线路进行优化，并完善线路的配置，将千伏以上和低于千伏的电压，通过不同的线路连接到供电系统内，以便不同电压线路出现问题时，供电系统依然安全稳定的运行。

(2)谐波污染加重的解决途径。解决谐波污染问题，通常利用无功动态补偿技术，将产生的多余谐波进行吸收，进而减少谐波。此外煤矿企业可根据实际情况，在供电系统内配置滤波设备，滤波设备应具备独立操作功能。煤矿企业应重视谐波源头的控制，在源头配置滤波电器设备，即可有效解决谐波污染问题。

(3)系统谐振问题的解决途径。供电系统受到谐振的影响，不仅会使熔丝在高压作用下出现熔断的情况，还会使电磁式互感器无法正确的工作，在承受较大的谐振作用后极有可能发生爆炸。在解决供电系统出现谐振问题时，在供电系统内配置具备自动调整功能的补偿设备，同时在供电系统中确定中性点的位置，将中性点与消弧线圈连接，有效抑制谐振的产生。在供电系统内配置消谐器装置，该装置可阻断负荷电流的同时，还能有效控制电压。此外在供电系统内，配置开口三角绕组电阻，并且电阻值应满足十千伏电压的使用需求。

(4)电气连接部分发热问题的解决方法。工作人员使用手持式红外线热成像仪，使用仪器检测电气连接部位出现的发热问题。煤矿企业应安排专业人员，以定期或者不定期的方式，借助手持式红外线成像仪，对重点区域进行检测，并详细记录检测内容，以便工作人员参照数据对发热部位进行降温。此外煤矿企业可在连接部分经常发热的位置，配置无线测温预警系统，对发热部位进行24小时监测。

(5)电压波动范围大的解决方法。为控制电压波动范围，煤矿企业应在供电系统内配置大截面的电缆，同时根据生产实际情况，配置合适容量的供电设备，在提升功率以及增加负荷过程中，保证电路不断降低无功损耗。积极运用无功动态补偿技术，对电压波动范围进行动态监测，一旦供电系统出现问题，即可通过无功补偿的方式，控制电压的波动范围。

4. 其它问题以及解决措施

由于供电线路过长的原因，会增加供电系统承受的负荷，并且长距离的线路，对维修等工作增加难度。根据《煤矿安全规程》，煤矿企业应根据实际情况，对供电系统进行优化设计，保证供电系统正常运行的同时，还应简化线路，避免线路承受超负荷进而引发安全事故。

供电电源准备不足，一直是煤矿供电系统存在的问题。许多供电企业未能按照标准建立双回路供电系统，导致在单回路供电系统下，未能配置充足的备用电源。此外在主网与供电系统连接过程中，一旦供电电源出现问题，通风设备、排水设备无法正常的运行，从而提升井下出现安全事故的概率。煤矿企业应根据实际情况，在以双回路供电系统的基础上，建立全面的供电管理体系，要求工作人员必须按照管理要求，对供电电源的准备情况进行检查，同时做好供电电源以及备用电源的维护和保养，以便在供电系统出现问题时，备用电源发挥供电作用。此外应为供电系统配置监测设备，借助故障闭锁功能，对供电系统出现的短路问题，及时锁闭在发生区域内，避免范围扩大影响到供电系统的运行。

煤矿企业在建设自动化机械生产体系过程中，由于缺少足够的资金构建自动化监测系统，在供电系统出现问题时，只能依靠经验判断问题的出现的位置，同时还要依靠人工操作解决出现的问题，进而增加工作人员受到生命威胁的概率。煤矿企业应加大自动化监测系统建设费用的投入，在每个关键的位置配置自动化监测设备，以便及时发现设备存在的问题，如老化问题、带病问题，针对设备出现的问题，煤矿企业可及时更换设备，保证供电系统在健康稳定的状态下，有效降低发生安全事故的概率。

5. 结语

综上所述，煤矿企业在日常生产和经营过程中，供电系统在满足机械设备运行的同时，由于存在的安全问题，会导致煤矿企业处在危险环境中，影响到企业的正常运行。针对供电系统存在的问题，煤矿企业不仅要加强安全管理，重视自动化设备的投入以及人员的培养工作，还要根据实际生产情况，制定完善的供电方案以及应急预案，促进煤矿企业健康稳定的发展，进而创造更多的经济效益。

摘要：我国煤矿企业生产，正在由传统的人力方式，逐渐转移到自动化机械生产方式，而且在自动化机械程度发展过程中，煤矿企业的采煤效率和质量不断提升。而在使用大量的自动化机械过程中，需要煤矿企业构建安全稳定的供电系统，同时针对存在的问题实施解决措施，以便机械设备正常的运转的同时，防止供电系统出现问题，引发安全事故。本文围绕煤矿供电系统存在的主要问题以及实施的解决措施展开讨论，为煤矿供电系统安全运行提供参考依据。

关键词：供电系统,问题,解决措施