提高煤矿供电安全可靠性的探讨

秦飞飞

【摘 要】煤矿电气化促进了煤炭生产过程的机械化和自动化，从而改善了煤矿的工作条件。大多数现代煤矿生产使用电能作为直接或间接电力。因此，确保矿井安全，可靠，合理的供电对煤矿安全生产具有重要意义。

【关键词】提高；煤矿供电；安全可靠性

一、煤矿供电系统存在的问题

1.电气连接部位发热

电连接的加热是电源系统运行中的常见情况。在正常情况下，热量的主要原因是部件固定不良，接触不良等。如果电气设备的连接部件被腐蚀，接头也会被加热。当电连接被加热时，由于高温，接头的腐蚀速率可能加速，形成恶性循环。如果未及时处理热部件，则连接部件可能由于高温长时间损坏或脱落，导致短路甚至安全事故。

2.供电系统谐振问题

煤矿供电系统不同于普通供电系统。电磁式电压互感器很多，每个变压器的励磁阻抗都很大。然后，可以消除由中性点产生的位移电压，从而确保电源系统的稳定性。然而，由于电磁变压器的三相饱和不能完全一致，在该过程中，在电路和其他装置之间发生显着的谐振。这与电磁式电压互感器内部应用的核心有一定的关系。受磁芯电磁饱和的影响，振幅会增加，并会形成连续的过电压。此时，容易使电源系统产生变形电压，这会影响电源系统运行的稳定性和安全性。

3.继电保护很难设置

从目前的继电保护整定技术，可以在电力部门的配合下形成完整的运行模式，继电保护整定技术的应用相对成熟。但是，虽然我们继续建立和完善煤矿供电系统的运行结构和方法，并继续与供电部门合作，坚持继电保护配置的基本原理，但在系统的实际运行中，并没有取得良好的效果。由于煤矿供电系统本身具有一定的专业性，矿井下也有许多隐患线。每条线路的负载不同，因此也大大增加了设置继电保护技术的难度。

4.谐波污染严重

随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备应用于煤矿供电系统。虽然高性能和大功率电子元件在煤矿供电系统中的应用可以促进煤矿供电系统的有效运行，但是，也会产生大量的谐波污染，严重影响电力系统的电压稳定性。

二、解决方法

1.解决继电保护设置的难题为了解决这个问题，需要修改和优化原始保护设置值和结构配置。编制了与煤矿供电系统的继电保护一致的调谐计算和一系列配置措施。

（1）人们经常在井下线上安装反应堆。因此，应在井下线上安装三级保护装置，变电站和井下线应安装微机保护的变电站。最好在馈线上安装三级保护，以保护时间限制和设定值以匹配相邻线路。

（2）将继电保护从地面变电站复位到井下变电站，并优化设定动作电流，使电流适应继电保护的一般原则。根据煤矿井下电网的不同情况，应采取相应的调整措施和保护措施，以满足垂直选择的需要。

（3）重新设定变压器保护的保压闭锁值，并根据变压器低压侧端故障时的电压分量灵敏度进行设定；另外，电流保护的动作时限应满足井下线第三级时限的要求，变压器后备保护的可靠性由电压动作值和时限保证。鉴于电源保护的可靠性和灵敏度，最好撤销重新电压锁定，并取代原来的过电流+限时断开保护。

（4）制定合理的线路配置整体方案。通过以上介绍，分析讨论了煤矿供电系统的特点，并与地面10kV线路进行了对比。地下供电网络更容易发生短路故障，整体线路保护系统的方法措施得到进一步改善；如果井中发生短路故障，则必须限制大电流对上变电站主变压器的影响。还要考虑全线电压损失和保护系统的选择性，以确保其稳健可靠。

2.谐波污染加重的解决途径

为了解决这个问题，无功功率动态补偿（SVC）技术可用于完成无功补偿和谐波吸收。也可以根据谐波条件分别设计和安装不同数量的滤波装置；优选地减少来自电源的谐波产生量，并选择具有少量谐波产生的电气设备或滤波器设备。

3.系统谐振问题的解决途径

系统的大部分正常运行都会受到铁磁共振的影响，导致电磁电视烧毁和高压熔断器爆炸等事故。中性点不接地系统的上述问题可以通过以下方法解决：

（1）自动调整补偿装置：对应于供电系统的中性点接入参数的电视中性点通过谐波消除装置和消弧线圈接地，从而解决了系统谐振问题。自动调节补偿装置，以减少消弧线圈的失谐或完全补偿操作。阻尼率大大增加，中性点谐振过电压的幅度减小，以满足5%至10%的相电压。如果系统的消弧线圈的工作电流和电容器电流相等，即，在谐振过程期间，中性点电压被限制为不超过允许值范围。为了达到完全补偿的目的，该方法是合理的，剩余流量最小。

（2）消弧線圈：将电源系统中的消弧线圈连接到中性点并干扰谐振条件可以有效地抑制谐振过电压。TV的激励电感太大，但是消弧线圈的感抗小，并且几乎不可能满足谐振条件ωL=1/ωC，因此不会引起谐振。中性点接入消弧线圈模式对由TV核饱和引起的铁磁谐振过电压具有良好的限制作用。

（3）消谐器：谐波消除装置属于一种非线性复合电阻，其结构特殊，与电视初级侧的中性侧环相连。接入相当于电视初级侧的所有相对所有接入电阻，可有效抑制阻尼过流和电视过压。同时还可以抑制谐波的作用。

（4）TV开口三角绕组接电阻：考虑到谐波的抑制，随着电阻的减小，所获得的效果将变得更加明显，但同时，电视的过载将会加剧。如果单相接地和共振时间太长，电视可能会烧坏或保险丝熔断。如果正常工作，则应采用16.5～33Ω作为10kVTV开口三角形绕组的电阻值。

（5）其它抑制谐振过电压的方法：所选择的电视必须不易饱和并具有良好的激励特性；达到系统的运行要求后，改变反谐振电视；晶闸管谐波消除装置或灯泡连接到TV开口的三角形开口以增加阻尼，从而阻止谐振条件的形成。然而，TV开口用于将分频谐波消除装置连接到TV开口三角形绕组或三角形绕组电阻。当线路单相接地或谐振时，很明显电视的初级侧电流增加，并且由于其自身部件的故障而无法实现谐波消除。这是这两种措施最大的缺憾。谐波消除装置安装在电视的中性点上。有效抑制铁磁谐振的目的是减小电压互感器的初级电流。此外，该方法还确保了接地指示装置对相位和零序电压幅度的灵敏度。

4.电气连接部件加热问题的解决方案

目前，手持式红外热像仪可以用来解决这些问题，要求值班人员定期观察温度。测试电力设备所有部件的温度以了解具体的加热条件，无线温度测量警告系统也可用于温度测量。

5.电压波动范围大的解决方法

（1）扩大电缆截面。

（2）选择合适的设备容量以增加功率因数和负载率，从而减少无功功率损耗和线路电压降。

（3）通过无功功率动态补偿（SVC）技术动态补偿系统的无功功率，以稳定系统电压。

三、结束语

综上所述，煤矿供电系统运行的安全性和可靠性对煤矿安全生产具有非常重要的影响。由于供电系统的运行环境恶劣，容易引起安全问题。因此，有必要客观地分析煤矿系统中易发生的安全问题。并采取有效的改进措施，以便在必要时处理它们。不断提高供电系统运行的安全性，从而促进煤炭生产的稳定发展。

【参考文献】

[1]靖波.煤矿供电系统可靠性运行方式研究.内蒙古煤炭经济，2014，（01），8.

[2]贾利平.煤矿供电系统的发展趋势[J].科技创业家，2013（15）.