【摘要】煤礦供電系統(tǒng)是保證煤礦日常工作的基礎(chǔ)條件之一。供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)煤礦開(kāi)采等工作具有十分直接的影響。但是在實(shí)際工作當(dāng)中，煤礦供電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。本文對(duì)一些主要的問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，然后給出了相應(yīng)的處理方案。

【關(guān)鍵詞】煤礦；供電系統(tǒng)；常見(jiàn)設(shè)備故障；處理方案

前言

煤礦供電系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)工作中一個(gè)十分重要的輔助系統(tǒng)，對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)及運(yùn)行具有十分重要的意義。當(dāng)前，由于煤炭生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦的產(chǎn)量也大大增加。在煤礦的生產(chǎn)當(dāng)中，運(yùn)用到了很多大功率的機(jī)械設(shè)備。這些設(shè)備的增加給煤礦供電系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的荷載負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)于煤礦供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性要求也變得越來(lái)越高。

一、煤礦供電系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題

（一）繼電保護(hù)整定困難

在當(dāng)前電力部門(mén)的輸配電系統(tǒng)當(dāng)中，繼電保護(hù)整定及其相關(guān)配置技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。在此基礎(chǔ)上，煤礦供電系統(tǒng)結(jié)合自身的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方法，引進(jìn)了一些供電部門(mén)配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)整定及其配置技術(shù)。但是，由于煤礦供電系統(tǒng)在運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式上具有獨(dú)特的特點(diǎn)，例如井下線路繁多，線路較短、荷載量較大的問(wèn)題，導(dǎo)致了繼電保護(hù)整定困難。

（二）諧波污染嚴(yán)重

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，目前有很多大功率、高性能的開(kāi)關(guān)器件被應(yīng)用在煤礦的生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中[1]。一些諸如可控硅、變頻器等電力電子設(shè)備正在逐漸的得到應(yīng)用。但是，這些設(shè)備的應(yīng)用也帶來(lái)了很多諧波，對(duì)電網(wǎng)和電壓產(chǎn)生了一定的波形畦變。在實(shí)際工作中，煤礦供電系統(tǒng)注入的3次、5次、7次、11次諧波電流很多都超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

（三）系統(tǒng)諧振問(wèn)題

煤礦供電系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在變電所的母線上接有TV。通常其會(huì)產(chǎn)生一定的勵(lì)磁阻抗，三相保持平衡，執(zhí)行點(diǎn)位移電壓很小。但在一定的操作之后，其三項(xiàng)飽和度會(huì)產(chǎn)生較大的差異，從而使其產(chǎn)生了諧振回路，容易引起諧波的諧振過(guò)電壓。在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中，很多的故障都是由于內(nèi)部過(guò)電壓所引起的。

（四）電氣連接部位發(fā)熱

引起連接部位發(fā)熱的原因有很多，例如電腐蝕、螺栓不牢固、接觸不良、負(fù)荷較大等情況。在發(fā)熱的部位，結(jié)合面的氧化速度會(huì)加快，從而進(jìn)一步造成接觸不良，產(chǎn)生惡性循環(huán)[2]。如果對(duì)這個(gè)問(wèn)題不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，將會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體被燒熔而形成斷路，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生短路故障，尤其是在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的封閉母線或在高出更為嚴(yán)重。

（五）電壓波動(dòng)范圍過(guò)大

如果煤礦供電系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生較大的波動(dòng)情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)加以注意。具體表現(xiàn)為在1d內(nèi)，系統(tǒng)的電壓發(fā)生了很大的變化，110kV變電所和地面供電電壓過(guò)高，而電壓在采煤面上過(guò)低。產(chǎn)生這種情況的原因可能是由于供電系統(tǒng)的負(fù)荷出現(xiàn)了較大的波動(dòng)。在需要啟動(dòng)大型設(shè)備的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生很大的無(wú)功沖擊。如果供電系統(tǒng)的線路很長(zhǎng)，將會(huì)減小壓降。同時(shí)還可能是受到了電網(wǎng)電壓或電廠并網(wǎng)負(fù)荷的影響。還有可能是在下井回路中串聯(lián)有5%的電抗器，造成了一定的壓降。

二、相應(yīng)的處理方案

（一）繼電保護(hù)整定困難的處理方案

針對(duì)這一問(wèn)題，可將三段式保護(hù)安裝在下井線路上，在地面變電所及下井線路安裝微機(jī)保護(hù)的變電所，同時(shí)在饋出線路也安裝三段式保護(hù)。對(duì)地面變電所進(jìn)行重新設(shè)置，對(duì)整定動(dòng)作電流進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)變壓器低壓側(cè)末端發(fā)生故障時(shí)的電壓元件靈敏度來(lái)重新整定復(fù)壓閉鎖值，同時(shí)保證電流保護(hù)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)滿足下井線路時(shí)限的要求。同時(shí)制定出合理的整體線路配置方案，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。此外，還應(yīng)當(dāng)考慮到全線電壓損失，保證保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

（二）諧波污染嚴(yán)重的處理方案

針對(duì)諧波污染嚴(yán)重的問(wèn)題，可以利用無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)來(lái)進(jìn)行解決。它能夠同時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧波吸收的工作，具有很大的作用[3]。此外，還可以根據(jù)諧波的具體情況，設(shè)計(jì)和安裝不同叢書(shū)的濾波裝置。還有就是盡量選取諧波產(chǎn)生量較少或帶有濾波裝置的電器設(shè)備，從源頭上減少諧波的產(chǎn)生。

（三）系統(tǒng)諧振問(wèn)題的處理方案

在處理系統(tǒng)諧振問(wèn)題的時(shí)候，可以采用自動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償裝置、消弧線圈、消諧器、TV開(kāi)口三角繞組接電阻等設(shè)備來(lái)進(jìn)行。其中，自動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償裝置能夠與煤礦供電系統(tǒng)中性點(diǎn)接入?yún)?shù)相符的TV中性點(diǎn)，通過(guò)消諧器和消弧線圈進(jìn)行接地，降低消弧線圈的脫諧度或全補(bǔ)償運(yùn)行，從而解決系統(tǒng)諧振的問(wèn)題。消弧線圈會(huì)接在供電系統(tǒng)中性點(diǎn)處，將諧振條件打亂，從而抑制系統(tǒng)諧振。消諧器屬于非線性的負(fù)荷電阻，它能夠?qū)ψ枘徇^(guò)電流和TV過(guò)電壓起到很好的抑制作用，從而減少諧波的作用。TV開(kāi)口三角繞組接電阻是為了應(yīng)對(duì)抑制諧波的效果隨電阻的減小而變得明顯時(shí)，TV的過(guò)載現(xiàn)象加劇的問(wèn)題。它能夠從整體上保證以上設(shè)備對(duì)系統(tǒng)諧振問(wèn)題的處理效果。

（四）電氣連接部位發(fā)熱的處理方案

對(duì)于這一問(wèn)題，可以利用手持式紅外線熱成像儀來(lái)處理，值班人員應(yīng)當(dāng)對(duì)電氣連接部位的溫度進(jìn)行定期檢查和觀測(cè)，并進(jìn)行記錄。對(duì)于發(fā)熱現(xiàn)象要予以注意，仔細(xì)查找和了解發(fā)熱的原因，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制和降溫。此外，也可利用國(guó)際上先進(jìn)的無(wú)線測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行溫度的監(jiān)測(cè)，這樣能夠節(jié)省一定的人力，也能時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

（五）電壓波動(dòng)范圍過(guò)大的處理方案

如果電壓波動(dòng)范圍較大，可以適當(dāng)?shù)膶㈦娎|截面擴(kuò)大，對(duì)設(shè)備的容量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，提高其負(fù)荷率及功率因數(shù)，減少無(wú)功損耗。此外，還可以采用無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，以維持電壓的相對(duì)穩(wěn)定。

總結(jié)

煤礦供電系統(tǒng)具有很大的復(fù)雜性。在運(yùn)行過(guò)程中更是面臨著環(huán)境惡劣、荷載負(fù)擔(dān)重、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行性能要求高等問(wèn)題，同時(shí)它也會(huì)對(duì)電網(wǎng)的供電質(zhì)量產(chǎn)生一定程度上的影響。因此針對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題及可能出現(xiàn)的故障，要及時(shí)采取相應(yīng)的手段進(jìn)行處理和解決，維持供電系統(tǒng)正常、平穩(wěn)的運(yùn)行，才能保證煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

[1]張生剛.淺談煤礦供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決方法[J].工礦自動(dòng)化，2013.

[2]李學(xué)山.電力系統(tǒng)諧振過(guò)電壓的原因及抑制措施[J].電氣化鐵道，2013.

[3]徐亮.對(duì)中低壓電網(wǎng)過(guò)電壓限制的方法[J].電氣時(shí)代，2010.

作者簡(jiǎn)介

蔣興法（1964年9月15日）性別、男，民族。漢族，籍貫（貴州省、安順市、普定縣），現(xiàn)供職單位全稱貴州煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心，職稱，采礦工程師。學(xué)歷。大學(xué)（本科），工學(xué)學(xué)士學(xué)位，研究方向，煤礦井工開(kāi)采技術(shù)與研究。，單位郵編550004.