铁矿牵引供电系统存在的问题和对策

郭仲献 刘嘉

【摘要】随着经济的快速发展，促进了铁矿行业的深化发展。在铁矿开采作业过程中，具有一定的危险性，牵引供电操作能够有效保证供电系统的安全运行。本文重点对牵引供电系统相关问题进行分析，以供参考。

【关键词】铁矿；牵引供电系统；问题；措施

一、牵引

在铁路牵引供电系统中，变电所、供电系统以及牵引网是重要的三个组成部分。其中供电所是牵引系统的核心。在整个牵引供电系统的运行中，我们要注重问题的排除，保证系统的安全运行。

二、牵引供电系统雷害分析

牵引供电系统绝大部分裸露于自然环境中且没有备份、需要采用必要的大气过电压防护措施。如果缺少防护措施或措施不当，可造成接触网停止供电、接触网跳闸、变电所事故及跳闸、接触网上绝缘子击穿、瓷瓶击穿、避雷器爆炸以及断路器、电流互感器等设备损坏的故障，中断行车。据统计，目前雷击事故比较频繁，防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加，雷电的防御已从直击雷防护到系统防护。所以应重视牵引供电系统的防雷设计，以系统优化、综合防护、防雷减灾的原则进行接触网防雷设计。

三、铁矿牵引供电系统的问题分析

1、谐波电流方面的问题分析

从系统负载的角度上来看 ， 电力机车的负载指标呈现出了相对随机以及感性的变化规律。 电力机车所对应的基波电流滞后于电压一定角度。 同时 ， 受到变压器 、 牵引电机等相关设备所具有非线性调节功能因素的影响 ， 进而导致电力机车当中的电流内含有一定比例的谐波成分。 同时发现 ， 相对于整个三相供电系统而言 ， 这部分谐波成分的分布呈现出了相对不对称的状态。

2、负序电流方面的问题分析

在铁矿牵引供电系统的运行过程当中 ， 牵引变电所所选取的连接方式主要包括 单向连接式 、 单和 形连接式和 一形连接式。通过上述连接方式 ， 均可实现对电压等级的有效变化 。结合实践工作经验来看 ， 单相牵引负载对三相供电系统的影响与牵引变电所所选取连接形式的不同 ， 是存在一定相关性关系的。在牵引变电所采取上述三类连接形式的情况下 ， 均不可避免的在电力系统内形成一定的负序电流。

3、供电电源不完善

有些铁矿供电系统只是采用单电源单回路供电，且无备用电源或备用发电机，或双回路来自同一区域电网，这是非常冒险的。因为如果供电电网发生故障，导致突然停电，则必将导致主抽风机、瓦斯抽放泵、升降人员提升机等重要设备停止停运。这将极大增加矿井瓦斯、淹井等事故发生的几率，严重危及矿井及矿工生命安全。因此，企业要采用独立的双回路供电系统，来提高供电系统的可靠性。

4、保护设施不足，操作不当

无双电源双开关双风机或没有“三专”供电，如果出现供电设备故障、电缆损坏、等无计划停电情况，常常导致采掘工作面瓦斯积聚，增加煤矿瓦斯爆炸事故的风险。随着铁矿开采机械化水平提高，而且是多个工种同时作业，这就给安全用电提出了更高要求，也给机电管理、职工技术素质提出了更高要求。如果供电安全管理不完善，漏电保护不可靠、保护接地不可靠，或是出现电气设备、电缆遭到损坏，机电人员操作不当。这些，都会严重危及矿井及矿工生命安全。

四、提高铁矿牵引供电系统的管理措施

1、加强管理，防患未然

首先要从企业内部和监管部门入手，在建立健全相关管理制度的基础上，严格进行落实，如要明确相关人员的责任、进行定期检查、提高安全意识等。其次，要不断的培养操作人员学习相关的新设备和新技术，了解供电系统的新知识，做到防患于未然。然后，加强对机电人员的素质教育，让操作人员深入了解相关设备的运行原理，掌握临时或特殊状况的应急处理方法。最后，相关部门还要根据行业标准对设备进行严格的检测，并提高用电的合格标准，严格做好监督工作，从而保证铁矿供电系统的正常运行。

2、加强电网灾害防治

电网的稳定运行通常会受到自然灾害的影响，为了防止不必要的灾害出现，相关人员在工作过程中必须认真查找供电上存在的问题， 并采取一定的对策，做好自然灾害的预防工作，提高整个供电网络的可靠性。比如，在供电系统运行过程中，电容电流对电网的影响较大

3、进行继电保护整改

首先，时间继电器采用精度较高的时间继电器， 可以相对缩小相邻两级的时限差 ；靠近电源端的重点部位大短路电流的保护采用定时限保护，便于辨别速断保护动作电流。其次，根据变压器低压侧末端发生故障时电压元件的灵敏度，对变压器保护的复压闭锁值进行重新整定 ；然后，对地面变电所至井下变电所的继电保护也要进行重新设置，同时对整定动作电流进行优化，使该电流适应继电保护原则 ；最后，还要制定合理的线路配置整体方案，对整体线路保护系统的方法措施作进一步改进，当井下出现短路故障时，在限制大电流对上级变电所主变的冲击的同时，也应使井上的过流保护动作值与井下相互配合，确保协调性和可靠性。

4、加强监测，防止电气连接部位发热

当前情况下，可借助手持式红外线热成像仪来解决此类问题，要求专门人员对温度进行定期观测，对电力设备各处的温度进行检测，测试并显示电力设备各处的发热情况及温度，了解其具体的发热情况。

5、强化人员培训

铁矿的生产安全很大程度上取决于操作人员的素质，因此必须保证专业操作人员要执证上岗，同时对员工进行定期培训，让员工不断学习相关设备设施的新知识，提高综合素质；企业可以积极组织供电安全事故演练活动，不断提高员工的事故处理能力 ；还可定期开展铁矿供电系统安全系列讲座，培养员工的安全意识等。从而在技术和道德层面为供电系统的稳定和安全提供保障。

五、牵引供电系统防雷措施

电气化铁路防雷技术可以参考输电系统，但线路结构更为复杂，影响绝缘配合情况更加多样。因此输电系统防雷研究的结果无法直接应用到电气化铁路防雷中，需要专门对电气化铁路防雷开展研究，制定更加科学的防雷规范 。

1、分流。避雷针的作用实质上是主动引雷入地，防止被保护物遭雷击。避雷针尖（又称接闪器）引入雷雨云上的电荷，引下线将电荷引到接地体上，接地体将电荷快速释放到大地中。

2、接地。在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。接地和等电位连接方式。

3、过电压保护。在电子设备的信号线、电源线上安裝相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。

六、结束语

综上所述，随着电力系统的发展和进步，牵引供电系统也将不断优化，在铁路牵引供电系统中，在保证供电质量的同时，也为铁矿的有效开采运输发挥重要的作用。

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