矿井高压供电系统优化研究与实践

李政

【摘 要】 近年来，为了更好的实现生产，矿井有必要进行深部集中生产，由于其生产环节比较多，电能耗费量明显加大，而现有的供电设备、供电设施等均难以适应矿井生产的供电需求。本文通过分析矿井高压供电系统技术的优化措施，对其实践应用展开论述。

【关键词】 矿井  高压供电系统  优化研究  实践

矿井供电系统的可靠运行，能够在一定程度上保证井下生产工作有序开展。近年来，随着生产设备、电气化程度的进一步提高，矿井高压供电系统作为井下供电系统的组成部分之一，其性能是否良好，对矿井的安全具有重要意义。因此，如何对矿井供电系统进行技术改造，是矿井负责人亟需思考的问题。矿井供电系统技术的改造，能够在一定程度上改善矿井供电设备的使用性能，有效减少设备维护量，从而在根本上确保矿井实现高效、安全、低能耗的生产。

1 矿井高压供电系统技术的具体优化措施

1.1 能够加强过流保护的稳定性

若设备起动电流比较大，线路短路电流比较小，对于其引起的系列问题，要结合系统运行的实际情况，采取人为措施加大短路电流，从而使短路电流和起动电流有明显差异，确保在短路故障状态下，保护装置可进行动作，电机能够正常启动。电力系统中，影响短路电流大小的主要因素是系统阻抗或者电源容量。当前提条件恒定时，可首选大容量变电器、大截面供电电缆，有效加大短路电流值，不过此方法增加了设备的投资力度。除此之外，还应该在保护装置中进行相敏保护。

1.2 为确保电网安全运行，可采用安全监测法

煤矿10kV电网的组成设备主要是电缆，对电缆进行绝缘监测，能够在根本上保证电网的安全性。因此，如果绝缘下降大于运行标准值，或者发展至接地事故出现前发出报警信号，工作人员就要及时查找原因，进行针对性的处理，从而将事故消除在萌芽状态，防止电火花、电弧电缆放炮、火灾以及过电压等引起的危险事故。

1.3 有效治理矿井配电网的电容电流

要想主动监测电网对地的电容电流，可选择安装消弧线圈装置，可结合电容电流的变化自动进行跟踪补偿，从而使接地电流自始至终处于最小状态，这能够充分解决电网电容电流超标的问题，并有效控制击穿事故或者电缆放炮事故，更加快速、准确的处理电缆单相接地故障，从而保证矿井生产的安全性与可靠性。

1.4 对矿井变电所进行增容改造

当主系统短路容量有大幅增加后，矿井下的高压电气设备短路容量就会有一定的不足，因此，要实现系统短路保护，就要及时更换矿井上下的真空开关，同时还要相应的更换变电所下级开关、地面高压开关等。经常或者定期检查配电点或者变电所的电流互感器，确保系统可以实现正常运行，利于井下的有序生产。

2 矿井高压供电系统技术优化后的实践应用

2.1 输配电线路中应用GPS智能巡检综合管理系统

由于矿井高压供电系统的高压线路比较复杂，人为管理具有较大难度。因此，引入GPS智能巡检综合管理系统后，能够对业务流程进行全面控制，实现信息共享和应用，从而使输配电线路的管理逐渐形成规范、标准的管理模式。智能巡检综合管理系统可利用全球定位系统、网络通信技术等，改变传统巡检模式，以便降低错检或者漏检几率。同时，此系统不必在系统中安装信息识别载体，能够根据GPS定位系统实现巡检定位，并自动记录相关数据，提高管理效率，从而消除缺陷管理实现信息化、自动化。

2.2 电力调度自动化系统应用CAN总线技术

在信息技术发展的影响下，总线控制系统的时效性也有了显著提高，从而为电力系统的调度运行提供了技术支持。CAN总线是实时控制或者分布式控制的串行通信网络，此电力调度系统的各个分站点都是由测控接点击工控机组成的，每个测控点接在总线上，并对应10KV回路或者35kV回路的测控。测控点可以收集对应回路的相关信息，根据接收的命令可以将数据发送给CAN总线，然后通过提前设定的验收码控制此测控点接收的数据及命令。站点工控机可以通过CAN卡，对CAN总线接收的节点数据进行相关处理，并从网卡到集团千兆网转发给调度中心。通过实践应用，证明CAN总线的设计方式比较灵活、布线操作方便，具有很高的可靠性。

2.3 在矿井10KV电网中应用自动跟踪补偿消弧线圈成套装置

通过应用自动跟踪补偿消弧线圈成套装置，有效改善了矿井10KV中性点不接地系统出现的电容电流超标问题，经检测，电网剩余物功电流实际值均低于3A，和《煤矿安全规程》的相关规定相符，且投入补偿速度较快，利于系统的稳定运行。矿井负荷不断增大后，传统消弧线圈估算出的电容电流和实际电容电流具有很大误差，而人工调谐需要短时停电，对补偿的连续性有明显影响。自动跟踪补偿消弧线圈成套装置能够根据消弧线圈的电源开关柜，投切消弧线圈，并通过RS485接口接入变电所的综合自动化系统。充分利用电源开关柜和消弧线圈中的控制电缆，能够发挥其具有的闭锁、远程控制以及保护跳闸等功能。

2.4 在矿井中应用供电安全监测及管理系统

矿井安全监测及管理系统，涵盖的内容比较多，它集计算机辅助设计、矿井供电系统、供电设备管理系统、供电系统运行电量监测系统等为一体，包括变电所供电监测子系统、井下低电网安全监测子系统以及供电设备管理子系统等部分，并由智能串卡、调制解调等构成电话线组网。此系统的建立，35kV变电所可以实现全部电量监测，并显示出功率因数曲线或者负荷曲线，生成报表。系统使用附加低频电源的方法，准确监测了电网绝缘值，从而在根本上对井下低压电网分支线路进行绝缘参数的实时监测，并把监测量传输给地面，以便工作人员快速处理相关供电事故。因此，供电系统应用了CAD可视化设计技术后，有效提高了其自动化程度，方便供电系统实施规范化管理。

3 结语

综上所述，矿井生产需求的发展，使原先矿井中的供电设备、供电设施等都难以适应生产的实际需要，因此，要通过进行技术改革，充分利用并发挥高科技技术及设备的作用，解决矿井现有的高压供电系统中存在的安全隐患，从而使矿井实现安全、高效的生产。

参考文献

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