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提高礦井供電安全管理淺談

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提高礦井供電安全管理淺談

摘要:近年來,隨著煤礦生產(chǎn)的快速發(fā)展,國(guó)家對(duì)礦井企業(yè)的監(jiān)管力度不斷加大,礦井供電作為煤礦工作中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),其安全問題越來越突出,如何提高礦井供電的安全性、可靠性和持續(xù)性,已成為礦井機(jī)電管理中的一個(gè)重要課題。

關(guān)鍵詞:礦井供電;安全管理;供電可靠性

隨著煤礦機(jī)械化、信息化不斷發(fā)展,國(guó)家提出了煤礦智能化的要求,對(duì)設(shè)備的使用廣度不斷增大,先進(jìn)的電氣設(shè)備需要電能的支持,供電需求不斷擴(kuò)張,加之礦井生產(chǎn)的特殊性,負(fù)荷一般為一級(jí)負(fù)荷,一旦發(fā)生供電故障,有可能引發(fā)重要設(shè)備停運(yùn)、瓦斯超限或人身傷害,直接關(guān)系著礦井的安全生產(chǎn)和職工的人身安全。因此,煤炭企業(yè)對(duì)供電的可靠性和連續(xù)性提出了更高的要求。

1煤礦供電存在的主要問題

(1)部分礦井開采時(shí)間長(zhǎng),井下變電所級(jí)連層級(jí)多,使得各級(jí)進(jìn)出線繼電保護(hù)裝置階梯式定值差距小,無(wú)法完美配合,易引起越級(jí)跳閘;電氣設(shè)備容量增大,供電系統(tǒng)阻抗小,短路值大;短路電流計(jì)算:(U20為變壓器二次側(cè)空載線電壓;ZK為故障點(diǎn)電源側(cè)每相總阻抗)。供電距離長(zhǎng),系統(tǒng)容抗增大(;D為電纜芯線直徑;I為電纜長(zhǎng)度;ε為介質(zhì)系數(shù);d為極板間距),當(dāng)發(fā)生弧光短路故障時(shí),若容性電流超標(biāo)、消弧線圈補(bǔ)償不到位,引起系統(tǒng)過電壓,破壞系統(tǒng)絕緣性能,對(duì)供電安全帶來挑戰(zhàn)。(2)礦井供電設(shè)備多,會(huì)出現(xiàn)電氣設(shè)備、設(shè)施服役年限較長(zhǎng)的情況,如存在老式的斷路器、隔離刀閘、電動(dòng)機(jī)、繼電器等,加上煤礦存在煤塵、季節(jié)性返潮各種因素,若忽視老舊設(shè)備的維修保養(yǎng),未效驗(yàn)其性能,設(shè)備頻繁故障影響生產(chǎn)效率,且不易判斷故障原因。(3)供電設(shè)備設(shè)施未嚴(yán)格落實(shí)“所有在用設(shè)備設(shè)施,每天強(qiáng)制檢修一次”、“礦井每月必須強(qiáng)制停產(chǎn)一天,對(duì)大型固定設(shè)備、主要運(yùn)輸設(shè)備、供電系統(tǒng)及人員運(yùn)輸設(shè)備強(qiáng)制檢修”的管理規(guī)定。架線長(zhǎng)時(shí)間未上桿檢查,接地系統(tǒng)銹蝕,連接點(diǎn)(母排、接線樁、連接器)未全面檢修,檢修把關(guān)不嚴(yán)、檢修質(zhì)量不高,設(shè)備絕緣逐漸下降,設(shè)備設(shè)施帶病運(yùn)轉(zhuǎn),埋下嚴(yán)重的供電安全隱患。(4)供電管理現(xiàn)場(chǎng)缺失,對(duì)供電系統(tǒng)重要部分、薄弱點(diǎn)未進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。未進(jìn)行主通風(fēng)機(jī)高壓架線、備用局部通風(fēng)機(jī)開關(guān)和纜線、入井電纜連接器等重要地點(diǎn)、重要部位的絕緣性能、溫度變化、防潮等周期性管理。上級(jí)電網(wǎng)故障、單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、單回路供電時(shí)備用系統(tǒng)不能有效持續(xù)供電,發(fā)生重要設(shè)備停機(jī)事故。(5)供電技術(shù)管理有漏洞。三段式保護(hù)整定不合理,發(fā)生短路故障時(shí)繼電保護(hù)的三段式保護(hù)不能有效攔截故障電流;防越級(jí)跳閘系統(tǒng)故障,短路故障時(shí)發(fā)生越級(jí)跳閘事故;不間斷電源失效,電力監(jiān)控不能遠(yuǎn)程操作,需電工趕赴現(xiàn)場(chǎng),恢復(fù)供電時(shí)間過長(zhǎng)。一起供電影響可導(dǎo)致礦井供電中斷4~5h。

2提高礦井供電安全可靠性的措施

(1)優(yōu)化供電結(jié)構(gòu),提高供電質(zhì)量。煤礦供電系統(tǒng)一般遵循“地面變電站-井下中央變電所-采區(qū)變電所”的模式,盡量減少系統(tǒng)層級(jí),轉(zhuǎn)接點(diǎn)越多,三相系統(tǒng)絕緣值相差越大,轉(zhuǎn)接點(diǎn)越少三相電流越能保持平衡,系統(tǒng)產(chǎn)生的零序電流越小。(零序電流,K電流互感器變比,三相對(duì)稱時(shí),)。三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗,會(huì)造成變壓器零序電流過大,局部金屬件溫升增高。系統(tǒng)優(yōu)化后,減少系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),管理有重點(diǎn),系統(tǒng)更加穩(wěn)定。(2)35kV主變壓器選擇合理化的運(yùn)行方式。按照《煤礦安全規(guī)程》436條:正常情況下,礦井電源應(yīng)當(dāng)采用分列運(yùn)行方式。若一回路運(yùn)行,另一回路必須帶電備用。設(shè)置雙主變的地面變電站,當(dāng)任一饋線出現(xiàn)故障,由于主變分列運(yùn)行,故障電流不會(huì)通過變壓器影響到另一回路,可保證礦井主要設(shè)備(局部通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)、主排水、主提升)始終有一回保持供電(主通風(fēng)機(jī)和瓦斯泵可快速倒運(yùn)至另一回路),避免因大電流波及整個(gè)電網(wǎng),保障雙回供電的獨(dú)立性,從而解決“動(dòng)力停電,影響風(fēng)機(jī)”的問題,確保了礦區(qū)供電的可靠性和連續(xù)性。當(dāng)然分列運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不如一用一備,檢修操作程序稍顯復(fù)雜,兩個(gè)主變負(fù)荷盡量均衡等問題。由此可見,一用一備符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,對(duì)供電可靠性要求高的單位推薦分列運(yùn)行。(3)強(qiáng)制檢修+重點(diǎn)監(jiān)控。煤礦發(fā)生供電故障時(shí)主要有這幾個(gè)方面原因:一是供電系統(tǒng)未按規(guī)定進(jìn)行檢查檢修,二是上級(jí)電網(wǎng)影響,三是人為誤操作,四是對(duì)供電系統(tǒng)薄弱點(diǎn)監(jiān)控不力。礦井應(yīng)提高對(duì)檢修工作的重要性認(rèn)知,建立完善、可靠的運(yùn)行維修體制,完善檢修內(nèi)容,編制詳細(xì)的電氣設(shè)備周期性強(qiáng)制檢修計(jì)劃,嚴(yán)格落實(shí)每日、每月強(qiáng)檢任務(wù),加大重要設(shè)備、絕緣薄弱環(huán)節(jié)檢修頻次、力度,確保檢修質(zhì)量,徹底消除檢測(cè)盲區(qū)、隱患。建立重要設(shè)備、重點(diǎn)線路絕緣監(jiān)測(cè)周期表,監(jiān)測(cè)主通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)設(shè)備和纜線、入井電纜、中央變電所設(shè)備和纜線等重要地點(diǎn)、重點(diǎn)部位絕緣阻值和溫度,根據(jù)周期表進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)判及時(shí)消除隱患萌芽。利用強(qiáng)制檢修+重點(diǎn)監(jiān)控提升設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理,提高供電能力和供電的安全可靠性。(4)加強(qiáng)供電系統(tǒng)建設(shè),積極引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備。進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦供電電源、供電設(shè)備能力、供電線路等方面建設(shè),提升煤礦供電智能化。一是持續(xù)完善供電安全設(shè)備設(shè)施,更新服務(wù)年限較長(zhǎng)、技術(shù)落后的供電裝備,從源頭上減少供電安全隱患。二是逐步實(shí)現(xiàn)供電裝備設(shè)施智能化建設(shè),礦井高壓開關(guān)應(yīng)具有數(shù)據(jù)辨識(shí)、防越級(jí)跳閘、故障診斷等功能,斷路器小車移動(dòng)、接地刀閘操作實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化,從而實(shí)現(xiàn)智能順序控制,縮短恢復(fù)供電時(shí)間;電器設(shè)備連接部位的溫度、絕緣、電器元件的位移、環(huán)境濕度、環(huán)境粉塵等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控,可采用無(wú)人機(jī)巡線機(jī)器人,變電所巡檢機(jī)器人等先進(jìn)有效技術(shù)提升煤礦供電智能化水平,不斷提高煤礦供電安全保障能力。(5)做好供電基礎(chǔ)工作,強(qiáng)化供電技術(shù)管理,堅(jiān)持煤礦供電從業(yè)人員培訓(xùn)。礦井進(jìn)一步完善礦井檢查檢修的各項(xiàng)管理制度,嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)電管理“四制一排查”,落實(shí)各級(jí)人員責(zé)任,強(qiáng)化考核;按照規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整定保護(hù)、供電設(shè)備性能檢測(cè)等方面管理工作,確保電力監(jiān)控及防越級(jí)跳閘系統(tǒng)完好;建立健全技術(shù)人員、專業(yè)人員培養(yǎng)體系,做好供電新技術(shù)、智能化專業(yè)培訓(xùn),形成人才接續(xù)良性循環(huán)。供電安全是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證,礦井應(yīng)提高認(rèn)識(shí),高度重視煤礦供電工作。防范礦井供電安全問題,必須從管理與技術(shù)兩方面著手,統(tǒng)籌規(guī)劃,全面加快推進(jìn)供電系統(tǒng)建設(shè),杜絕礦井供電系統(tǒng)漏洞,提升供電裝備安全保障能力,不斷提高礦井供電的安全性、可靠性和持續(xù)性。

參考文獻(xiàn):

[1]劉晶,趙巧芝,李宗強(qiáng).對(duì)如何提高礦井供電可靠性的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].中小企業(yè)管理與科技,10.3969/j.issn.1009-0797.2004.04.015.

[2]姚興利.如何提高礦井供電安全的可靠性[J].電力設(shè)備2019-07-16T14:08:24.093Z.

作者:李民 張少毅 單位:韓城礦業(yè)有限公司機(jī)電動(dòng)力部