煤矿安全监控分站电源供电技术研究

徐志强

(晋城无烟煤矿业集团有限责任公司, 山西 晋城 048006)

0 引言

分站是煤矿安全监控系统中用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时接收来自传输接口多路复用信号的装置。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等数据处理能力，对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。

目前，煤矿井下安全监控分站的电源来源主要有以下几种情况：

1) 中央变电所等机电硐室处的监控分站电源多取自硐室内的QBZ-80开关、照明综保或馈电开关等。

2) 掘进工作面的监控分站电源多取自局部通风机的馈电开关等。

3) 综采工作面的监控分站电源多取自工作面负荷中心处的QBZ-80开关、照明综保或馈电开关等。

4) 其他地点的监控分站电源多取自附近盘区变电所或配电点的QBZ-80开关、照明综保或馈电开关等。

1 传统监控分站电源供电存在的问题

QBZ-80开关具有过载、短路、三相不平衡、漏电闭锁等多种保护，电压等级一般为660 V或1 140 V，但不具备漏电保护功能。照明综合保护器的内部主要由两大部分组成，即降压变压器和具有短路保护、漏电闭锁、漏电保护功能的磁力启动器，可以满足127 V电压需求。馈电开关具有过载、短路、漏电保护、断相、接地、过压、欠压及漏电闭锁等保护功能，电压等级一般为660 V或1 140 V，但价格昂贵。由于监控分站电源要求127 V，且需要电源开关具备漏电保护功能，所以监控分站电源开关通常首选照明综合保护器。

《煤矿安全规程》中规定：正常工作的局部通风机必须采用“三专”(专用开关、专用电缆、专用变压器)供电[1]。因此，当掘进工作面的监控分站电源取自局部通风机的馈电开关时，会导致局部通风机不满足“三专”的要求。

2 监控分站电源供电基本要求

监控分站电源供电的基本要求有以下几点[2-4]:

1) 监控分站的供电电源应接在风电、瓦斯电闭锁的供电范围区域外，可取自风电、瓦斯电闭锁的被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。

2) 监测分站宜采用由井下变电所专用低压供电线路及专用开关直接供电；监测分站不能实现专用线路供电时，其供电电源应取自低压动力供电线路上，并由专用控制开关(照明综保)供电。

3) 掘进工作面监控分站电源严禁取自工作面局部通风机专用供电线路上。

4) 井下监控分站瓦斯电闭锁范围执行《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ 1029—2007)规定。

5) 风电、瓦斯电闭锁接点应接入断电仪，由断电仪控制掘进工作面断电；断电仪每组接点控制开关不应超过2台。

3 井下掘进工作面监控分站供电典型方案

对于多巷或单巷掘进移动变电站全部设置在全负压通风进风风流处的掘进工作面，推荐将安全监控系统分站电源取自动力移动变电站低压馈电开关负荷侧；变电站低压馈电开关以外设置总控开关，用于掘进工作面风电、瓦斯电闭锁，如图1和图2所示。

图1 多巷掘进工作面供电系统

对于单巷掘进距离较长、移动变电站需设置在回风流中的掘进工作面，推荐采用2台移动变电站供电，其中一台移动变电站(1#)随着掘进工作面距离的延伸跟进，可设置在巷道回风流中；另外一台移动变电站(2#)设置在全负压通风进风风流处，负责向工作面带式输送机供电。安全监控系统分站电源应取自2#移动变电站低压馈电开关负荷侧，2#移动变电站低压馈电开关以外设置总控开关，与1#移动变电站高压隔爆开关一起，用于掘进工作面风电、瓦斯电闭锁，如图3所示。

对于距离变电所较近、由变电所低压直接供电的掘进工作面，推荐将安全监控系统分站电源取自工作面动力总控开关负荷侧；动力总控开关以外设置控制开关，用于掘进工作面风电、瓦斯电闭锁,如图4所示。

图2 单巷掘进工作面(移动变电站设置在进风流中)供电系统

图3 单巷掘进工作面(一台移动变电站放置在回风流中)供电系统

图4 掘进工作面(低压直接供电)供电系统

4 结论

煤矿安全监控分站电源供电取自专用照明综保，不仅能保证安全监控分站供电的可靠性，还能使局部通风机供电满足《煤矿安全规程》的“三专”要求，为煤矿的安全生产和经营管理提供强有力的保障。