煤矿地面供电系统技术改造应用研究

李为民

（四川华蓥山广能集团四方电力有限责任公司，四川广安 638300）

0 引言

国民经济不断发展，对能源的需求量越来越大，煤炭资源在能源资源中占据着重要地位，地面供电系统的平稳运行对于煤矿的顺利生产至关重要。目前煤矿地面供电系统存在一些问题，影响煤矿的生产。煤矿的正常生产，需要供电系统的平稳运行提供保障，技术改造十分关键。分析煤矿地面供电系统的现状，提出煤矿地面供电系统技术改造的意见和建议。

1 分析我国煤矿地面供电系统现状

科技进步及煤炭产量增长，大规模的应用机械化采煤技术，使煤炭开采量产生质的飞跃。机械化应用到采煤工作中，对供电系统稳定的要求越来越高。煤炭生产过程中，地面变电所供电系统多是35 kV，以此满足地面操作和井下采煤作业，为其提供稳定的电能供应。煤矿生产规模增大和用电负载增大，煤矿存在地面供电系统不稳定及安全隐患问题。上述问题的出现，对煤矿的安全生产造成威胁，降低煤炭生产量，安全隐患的存在，给人们的生命财产安全造成极大影响。高度重视度这些问题，制定合理的解决措施。

2 煤矿地面供电系统改造的重要作用

2.1 井下采煤安全作业的需要

大部分煤矿开采深度>100 m，提高对采煤安全作业的重视度，才能高效生产。保证井下采煤作业的有效进行，需要提供持续、稳定的电能。改造地面供电系统，对原来的老旧设备进行更新，加大技术的投入力度，对相关工艺流程进行控制，优化设备的功能、性能，最大限度的发挥电器的重要作用，为煤炭的开采提供强有力的支撑，促进高效采煤作业的实现，大幅度的提高我国煤炭的产量[2]。

2.2 保障35 kV空中输电线路安全的要求

空中架设导电线缆是供电网络系统中关键组成部件，对于维持地面供电系统的安全、稳定供电意义重大。现代化采煤作业，在煤矿的地面供电系统中，跨越距离较长的空中输电线缆，需要严格遵循相关工程要求。防止地面物体在下面穿过时损坏线缆。煤矿地面供电的设施中，使用的年限较长加上外部自然条件的影响，对空中架设电缆表面造成损害，这种的情况的发生，还会出现输电短路现象，影响电缆正常输送电能[3]；漏电短路等安全隐患的存在，给人们的生命财产安全带来极大的威胁，造成多种安全事故的发生。长时间使用的输电线杆，受风吹雨淋日晒等自然因素的影响，使它们本身发生皲裂迹象，极大的减弱输电线杆的强度，无法对输电安全进行保障。

2.3 变电站变压装置实现扩容的需要

基于我国目前经济的发展情况，煤矿用电负荷急剧增大，变电装置电力负荷的压力也不断增大。改造目前变压设备的增容意义十分重大，同时还要求优化煤矿地面供电系统，设置2台变压装置，1台负责目前的电力供需，另外1台做为备用，其中1台变压装置出现故障时，即启用另1台，为煤矿的生产提供安全、稳定的电能供应[4]。2台变压设备的参数、性能完全一致。变电站中占主导地位的变压装置，整个负载能力必须≥70 000 kV。分析这些情况，要想达到上述的要求，必须改造变电装置实现增容，只有改造完成，才能满足目前煤矿生产的相关需求。

2.4 煤矿地面变电站进行高压配电装置设置的需要

多数煤矿，对变电控制切换设施进行设置都是在变电控制室外，一般情况电流互感控制器、电压互感控制器、断路控制器、水平较高的电压切换开关选取都是35 kV的高压输电控制部件。基于这些情况，这些设备都与现实变电控制技术要求不相符合，达不到技术的相关要求，同时对于这些设备的检查和维修又十分繁杂、困难，当中最为主要的问题是整个配电装置绝缘性差距非常显著，极大的影响煤矿的安全、有效开采。变电站目前使用的设备都还是老旧设备，部件的配置和内部结构都还存在很大不足，由于电流互感设备受潮降低绝缘等级，会对电流互感设备的正常运行造成影响[5]。电压互感设备也会发生类似的情况。导致上述情况发生，究其原因，最主要还是设备自身存在缺陷。为防止这些问题的发生，需要应用先进技术及选取高质量的设备，进行高压配电装置的设置，为煤矿地面供电系统稳定、安全运行提供保障。

3 煤矿地面供电系统技术改造的策略

3.1 吸引优秀人才并引进先进技术

地面供电系统技术改造的关键就在于技术和人才，对此需要提高对这两方面重视度。技术方面，应用当前先进的技术，并购置先进技术设备，投入到地面供电系统中，对当中的老旧设备进行更新。同时还需要吸引优秀的技术管理人员，对系统的设备进行维护，确保地面供电系统的有效运行，为煤矿生产提供条件[6]。对于技术管理人才，要求他们要具备专业的理论知识及专业操作技能，对于地面供电系统中出现的突发情况能冷静、沉着、静下心进行问题的分析，找出有效的解决策略，处理系统中的故障。并且具备进行老旧设备改造的远见，要想维持系统的平稳运行，促进企业的长远发展，技术改造是关键。

3.2 采用真空高防开关

大部分以前的煤炭矿井在选取高仿控制开关时，大多都是选择普通的，只有线路电流超过正常运行负荷时才行，而对无压释放功能还不能进行。这种普通的高仿控制开关维护线路超电流的时间不固定，选择性不强，因此其精确度也不高。基于上述这些情况，需要对目前非常先进的BGP91-6AK真空型高仿切换开关进行利用才能达到相关要求。这种真空型高仿切换开关，具有较高的灵敏性，在维护电器安全方面的功能较为完备，它涵盖的电气保护性功能有:针对负载端出现的短路事件，可及时切断电源，防止安全事故的发生；针对负载端超载时间较长的情况，可实现逆限时维护，对负载端发生的短时间的超载保护功能进行有效发挥[7]。

3.3 更新并改造高压电缆接线工艺

由于高压电缆在空气管方面还有很大的缺失，加上空气管内部容易受潮，极容易导致高压电缆带区域遭受腐蚀。除此之外，电缆空气管常年不进行检查和维修，常因顶部发生脱落对高压电缆造成损坏，高压电缆进行敷设的时间较长，由于这些情况的存在，导致严重的超负荷的现象屡次发生[8]。基于以上种种情况，对此需要高压电缆接线工艺进行优化和改造，可对聚乙烯护套电力电缆及交联聚乙烯内部钢带铠装MYJV22-6型进行利用，主要应用原理是:低下主要传导巷、提升方式、斜井等在煤矿区变电站低下沟内进行横躺，这与《煤矿安全条例》中的四百六十六条规定中，“在特殊回风道及总回风道不应进行电缆铺设”的要求相符合[9]。以前进行电缆管道的安装，通常在风洞中设置，这样做的优势是可以保持高压电缆的干燥，避免其受潮，影响输电线路的正常运行，同时高压电缆出现火花时，发生瓦斯爆炸事故的几率较小，可对及时发现当中存在的问题或者事故并采取有效的手段进行处理，有效的防止安全事故的发生。

4 结束语

煤矿生产的正常进行，需要提高对安全的重视度，经济建设的需要，对于煤炭的需求量不断增长，同时对煤矿生产的要求也越来越高。基于大规模机械自动化生产煤矿的情况，地面供电系统的平稳运行十分关键，它可保证煤矿高效、安全生产，进而促进煤矿生产产量的提升。基于当前煤炭生产的实际情况，以前的地面供电系统已经不能适应当前煤矿的生产需求，对此需要对供电系统进行各项技术改造。为改善煤矿生产情况，在地面供电系统中，需要引入技术人员和管理技术，对以前的老旧设备进行更新，促进供电技术能力的提高，为煤矿的安全、高效生产创设良好的条件。