矿山供配电系统的优化改造

矿山供配电系统的优化改造

王少寅

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿山东烟台261441）

摘要：随着我国工业化进程的快速推进，煤矿机械化、自动化水平的不断提高，电力在国民经济发展中发挥着十分重要的作用。矿山企业是电力的一级用户。所以，完善的、高品质的供电系统是矿山企业在市场经济中赖以壮大和高效发展的基础保障。但由于矿井不断开拓延伸，三产的快速发展及职工文化生活水准的提高，矿山综合电耗逐步增加，现供电系统的输配电能力尤显不足，日趋老化的供电设施成为制约矿山有序发展的主要因素，可见，对现供电系统实现技术改造及网络优化配置是矿井现代化建设及企业有序发展的客观要求。

一、煤矿供电具体内容

进行矿山的开发工作，电力输送必不可少，为施工开采作用巨大。然而，在矿山中供电与其他供电存在极大的差异，必须充分考虑用电安全，从而有效保证施工开采顺利进行。电源、配电网络以及相应的用电设备是矿产开发中三个重要组成部分，而选择科学合理的电源，并设计好输电线路是重中之重。因此，在进行工程施工时，需要综合考虑各方面的因素，以安全为重点，采取最经济最科学合理的供电系统，才能有效保障矿产开发的安全。在进行供电系统具体设计时，须按照就近解决问题的原则，一般使用两台变压器，一台正常使用，而另一台则备用，从而有效地处理突发故障。矿山供电系统一般是使用地面配电系统与井下供配电系统以及井下接地系统三组系统相互协调的方式。

二、电网的基本组成

一般把发电机、升压和降压变压器、各种不同的电压等级的输配线路及用户组成的整体叫电力系统。

2.1矿山对供电的要求

矿山是一级用户，由于其生产条件的特殊性，对供电系统有如下要求。

（1）可靠性：供电电源应采用双回独立的电源线路；且在电源线路上不得分接任何负荷。

（2）安全性：由于矿山生产环境复杂、自然条件恶劣，必须采用防爆、防触电、过负荷及过电流保护等一系列技术措施和制定相应管理程序。

（3）技术的合理性：电压偏移不超过定值的5％，频率偏差不超过0．2～0．5Hz，系统功率因数达到0．9以上。

（4）经济性：力求供电系统简单、安装运行操作方便、初期建设投资少、运行费用低。

2.2技术特点

（1）矿山供电系统一般选择双回干线式结线系统。

（2）线路一变压器组接线、一般选用全桥接线方式。

（3）安设准确等级符合要求的电流互感器（H）和电压互感器（YH）。

（4）使用技术先进的真空断路器技术。

（5）有完善的、灵敏的计算机集中监测、监控保护系统。

三、矿山供配电设计改革

3.1矿山供配电系统设计技术改革

3.1.1供配电元件的改革

在对供电系统进行改革的过程中，应首先由供电元件开始。特别是在电缆运行过程中，尽量防止其与水或者其他尖锐物相接触，从而防止发生漏电事故。应当配置漏电保护装置于电器设备相应电路中，并把可能漏电的供电设备进行封闭，从而降低因漏电事故产生的威胁以及带来的损失。而对某些开关组件应作定期检查，对损坏部件进行更换，防止其老化或者短接而发生事故。并且利用科学知识，对电气电路进作相应的整改，从而保证地线正常运行。

3.1.2供配电电源的改革

在进行电气设备的选取工作时，应当选择电压低而且能够技术先进并能正常运转的设备，特别是矿山开采工作人员容易接触的设备。例如，正常运行的照明设备应不高于生活中的核定电压，不得高于127V，并且应将矿井之下的电气设备相应的控制电路电压作最低控制。

3.2矿山供配电安全系统改革

3.2.1融入防爆设备

至于井下设备的选择，应尽量选用防护能力较强的设备，从而有效避免爆炸事故的发生。与此同时，还需对自身极限温度特别重视，保证其温度较运行环境为高。还需特别重视瓦斯密度相对较高或者是煤粉密度相对较高的区域，并且要对设备的适用性多方考虑，认真选择，还应思考环境的密度是否能进行中和处理，从而有效减少可能事故的发生。

3.2.2设计灵敏的环境安全监控系统

在矿山供配电系统整体设计过程中，应选择运行安全的监控系统，从而对空气中可燃气体与一系列杂物进行严格监控，并及时记录监控到的相应物体温度与浓度等各种参数，并且认真归纳，并用其对配置设备的开关状态进行有效的控制。一旦发现矿井中某处瓦斯密度超额，就立即报警，并及时地对周围运作设备作关闭处理，以保护开采安全。另外，在进行设备选择时，需对设备相应的使用标准严格规定，对故障设备及时检修与维护。

四、供配电系统优化及技改分析

4.1电网优化

（1）优化设备配置，尽可能降低变压器数量，从而使得变压器进入相应的负荷中。（2）对负荷作科学合理的调配，在负荷相对密集的地方，进行电容自动跟踪补偿装置的安装工作，从而将局网功率有效提高。（3）在距中心站比较远的居民生活区域，进行电容集中补偿装置的安装工作。（4）对供电线路进行优化，将导线相应截面增加。（5）对小区的供电模式进行重新规划，对电力设施相关配置实施优化措施。（6）将供电电压等级相应提高，将下井电压提升至12kV，而将综采工作面的相应电压提升至313kV。

4.2技术改造分析

（1）及时地将功率因数更替偏低的用电设备撤换下来，从而将设备的功率因数有效提高。（2）将已经处于老化，比较落后的设备及时替换，并选择更新的设备。（3）将矿山供电系统相应的计算机监控设备作相应的技术改造，从而使供电系统防灾性能与预警性能迅速提高。（4）根据具体的电气装备技术水平，完成科学而合理的优化配置与技术改造方案设计。（5）使用微电脑技术，对相对落后的电气保护装置进行相应改造从而将其安全性能以及精密性能提高。（6）矿山开采井下，应利用防爆型系列新技术产品，进行无功功率补偿，从而将大型设备功率因数迅速提高。（7）对供电网络实施系列改造，将线路供电能力提高。

五、结束语

综上所述，电网优化及技术改造，是矿山企业有序、高效发展的客观要求。企业应本着经济、安全、发展的原则，制定出科学的、操作性强的供电优化配置及技术改造方案，积极推广使用新技术装备，提高网络的输配能力及抗事故能力，降低电网的运行费用，为企业可持续发展提供坚实的基础保障。

参考文献：

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[2]吴洪阳.伊敏露天矿采场供配电系统优化[J].露天采矿技术，2016（09）

[3]李剑峰.兖州矿区供配电系统自动化的研究与实践[J].电源世界，2017（10）