煤矿供电（精选十篇）
煤矿供电 篇1
关键词：煤矿供电,设计,供电设计分析
由于科学技术的日新月异, 我们的生活有了翻天覆地的变化, 快捷、方便、舒适、自动化是现在的人们生活的新要求, 特别是在生产之中, 尤其是煤矿开发这种难度较大的工业。根据一些资料的分析, 当前的煤矿供电、作业所使用的电气设备的智能化能力更加强悍, 导致其对供电系统的要求也越来越高。对此, 笔者以此为切入点, 提出了一些自己的建议。
1 煤矿供电概述
1.1 煤矿供电具体内容
在煤矿下进行作业, 电力是必不可少的, 电力为煤矿开采施工以及安全起到重大的意义。但是在进行用电的同时, 还应该注意用电的安全性和可靠性, 从经济角度出发, 合理的开采施工。煤矿的供电系统主要是由三部分组成:电源、配电网络和用电设备, 其中最为重要的部分是选择合理的电源以及设计电路。在进行工程作业, 只有选择合理的电源, 才能有效解决煤矿安全问题, 为人生安全提供保障。在现代煤矿供电系统设计中, 遵循就近解决原则, 即采用两台变压器, 一台应用, 一台备用, 用来应急突发事件[1]。
一般煤矿供电系统运行方式是采用地面配电系统、井下供配电系统和井下接地系统相结合的方式。地面配电系统主要是由一个地面供电所组成。而该地面供电所是由11台GG1A (FⅡ) Z型高压开关柜、7台GD1型低压配电柜和2台S9-400/10-10/0.4kv型变压器分别配置成高压配电室、低压配电室和变压器室。井下供配电系统是依靠地面供电所对井底车场附近的中央变电所进行直接供电, 电压可达10Kv以上。井下接地系统是用两块镀锌钢板组成主接地极, 并将地下具有导电设备均配备地级, 用来和主电极相接, 以起到接地保护作用。
1.2 煤矿供电当前存在的问题
即使有些煤矿供电系统很完善, 但是仍存在很多安全隐患, 主要是由于外在因素的影响。
在井下供电系统中, 需要用光缆来进行电路连通。而这种电缆长时间在井下潮湿环境下运行, 会受到潮气的影响而发生各种漏电事故, 严重影响到供电系统的安全性, 对人生安全造成了威胁。同时供电系统的一些开关设备以及内部元件长期使用, 会逐渐的老化, 从而失去绝缘性能。当这些原件被触及到水便会发生安全事故。而且随着我国开采的进步, 我国涉及的矿井也越来越深, 因此便又发生了更多安全事故, 主要事故原因是瓦斯爆炸和矿井坍塌。这样的重大事故在我们身边频频发生。例如:2012年2月19日12时40分左右, 蒲县宏源集团北峪煤业有限公司的102回风顺槽顶板发生冒顶事故, 7人被困井下, 最后全部遇难。2012年4月16日山西襄垣县善福联营煤矿发生透水事故, 被困11名矿工全部遇难。2012年7月26日山西阳泉市盂县玉泉煤业有限公司发生一起瓦斯爆炸事故, 造成5人死亡, 32人受伤[2]。
2 煤矿供电设计改革
2.1 煤矿供电安全系统改革
2.1.1 融入防爆设备
在进行选取井下设备时, 应选择一些具有较强防护能力的设备, 能够有效做到防爆炸。同时还应该注重其自身极限温度, 要比运行环境下的温度高。在一些瓦斯密度较高或煤粉密度较高的地方, 更要注意选取设备的适用性, 应考虑是否可以中和环境的密度, 从而降低事故发生风险。例如隔爆型热管散热器不仅改变了传统的散热方法, 而且提高电气设备在爆炸性气体环境中的可靠性及自动化程度。它和防爆电气的箱体组成一个完整的防爆壳体, 既能很好地解决爆炸气体环境用电气设备内电器元件的散热问题, 又能解决电气设备防爆安全问题, 较适用于煤矿井下防爆电气设备[3,4,5,6]。
2.1.2 设计灵敏的环境安全监控系统
在煤矿供电系统设计一个环境安全监控系统可以, 可以很好的监控空气中可燃气体以及杂物, 并对监控到的物体做出详细的归纳和记载, 包括其浓度、温度等各种参数, 而且可以控制配置设备的开关状态。当井下某一区域发生瓦斯超额时, 该系统就会发生警报, 并且会自动关闭周围运作设备, 以达到防护作用。除此以外, 煤矿公司在进行选取设备时, 应该明确设备使用标准, 及时对设备进行检修和维护, 确保设备安全使用。
2.2 煤电供电系统设计技术改革
2.2.1 供电元件的改革
在进行供电系统改革时, 首先要从供电元件做起。尤其是电缆的使用, 要避免电缆与水和尖锐物体接触, 防止电缆遭受破坏。在电器设备电路中, 装配漏电保护装置, 并将一些易发生漏电的设备封闭起来, 减少漏电造成的威胁。对于一些开关组件应定期检查更换, 避免长期使用老化或短接。同时运用科学知识, 将电气电路进行进行合理的整改, 保持地线畅通无阻[7,8,9,10]。
2.2.2 供电电源的改革
在选取电气设备时, 尽量选取电压低且能正常运转的设备, 尤其是工作人员易接触到设备。比如在进行作业时常用到的照明设备要低于127V以下, 低于我们日常生活中的额定电压, 而且还要将矿井下的电气设备控制电路电压控制的更低。
3 结语
总而言之, 随着煤炭行业的发展壮大, 如何建立一个安全可靠的供电系统成为了煤矿事业持续发展的核心, 因此完善和改进供电系统设计成为了意见刻不容缓的大事。只有跟近科学的步伐, 设计一个安全合理的供电系统, 才能有效避免和减少煤矿重大安全事故的发生, 才能有效保障人生安全和财产安全。
参考文献
[1]刘志蜂.煤矿供电[J].电气电子技术周刊, 2010 (8) .[1]刘志蜂.煤矿供电[J].电气电子技术周刊, 2010 (8) .
[2]曾立东.浅谈煤矿供电的重要性[J].煤矿勘探导报, 2011 (2) .[2]曾立东.浅谈煤矿供电的重要性[J].煤矿勘探导报, 2011 (2) .
[3]陈春华.煤矿供电合理规划与设计[J].电力设计周刊, 2011 (5) .[3]陈春华.煤矿供电合理规划与设计[J].电力设计周刊, 2011 (5) .
[4]李青.煤矿供电设计探讨[J].电力导刊, 2009 (10) .[4]李青.煤矿供电设计探讨[J].电力导刊, 2009 (10) .
[5]苏毅勇.煤矿供电设计事故分析与预防[J].中国电力研究报, 2011 (1) .[5]苏毅勇.煤矿供电设计事故分析与预防[J].中国电力研究报, 2011 (1) .
[6]方东平.煤矿供电设计事故的致因分析和对策[J].山西大学学报, 2011 (8) .[6]方东平.煤矿供电设计事故的致因分析和对策[J].山西大学学报, 2011 (8) .
[7]余升广.加强煤矿供电设计[J].煤矿供电设计周刊, 2011 (6) .[7]余升广.加强煤矿供电设计[J].煤矿供电设计周刊, 2011 (6) .
[8]明克斯.煤矿供电设计创新研究[J].清华大学学报, 2010 (2) .[8]明克斯.煤矿供电设计创新研究[J].清华大学学报, 2010 (2) .
[9]张中庆.煤矿供电设计新究[J].西南石油学院学报, 2010 (1) .[9]张中庆.煤矿供电设计新究[J].西南石油学院学报, 2010 (1) .
煤矿雨季供电 篇2
为进一步做好2014年矿井安全供电管理工作，确保杜绝大面积停电事故，确保杜绝因供电管理不到位造成矿井瓦斯超限事故，根据集办〔2014〕41号文的要求，特制订本管理办法：
一、组织机构
矿成立防雷电工作领导小组：
组长：矿长
副组长：机电矿长
成员：机电副总、安全副总、通风副总、机电运输管理一、二科、通防一、二科、安监处、机电工区、南井工区、运输区、保运工区、机电修配中心、信息工区、抽采区、供电队、保运队、绞车队、运输队、抽采队、安装处第一项目部、后勤办。
二、各单位职责
（1）机电管理一、二科职责：分别负责本井、东井以及南井各单位防雷电工作落实情况的日常管理、督查工作。
（2）安监处职责：对全矿各单位防雷电工作落实情况进行日常监管、督查。
（3）机电工区、供电队职责：分别负责本井、东井以及南井各单位防雷设施的检测，继电保护装置的校验，并出具检测报告。
（4）各基层单位职责：每年及时联系并协助供电队做好本单位防雷设施的检测，继电保护装置的校验工作，检测不合格的防雷设施要及时整改。
（5）外转供电单位职责：没有防雷设施检测能力的单位要及时
联系并协助供电队、机电工区做好本单位防雷设施的检测工作。
三、具体要求
（1）各单位要高度重视雷雨季节安全供电管理工作。本井机电工区、东井供电队负责制定、完善防雷设施检测、供电设施检修等相关管理制度，并严格执行。对所维护的防雷设施要进行全面检测，消除隐患，不漏死角。本井机电工区、南井工区、东井供电队确保露天架空引入（出）的风、水、排、制冷、瓦斯管路集中接地和防雷装置完好。
（2）机电副总工程师分别组织对本井、东井继电保护方案进行重新计算整定校核。4月15日前，本井、东井相关单位要完成所属范围内的防雷设施的检测试验工作。
（3）机电副总工程师牵头组织对本井、东井供电、提升、抽风等事故状态应急处理预案的修订，进一步完善细化矿井停电事故状态应急处理预案，每月组织不少于一次事故应急操作演练，演练要有记录并进行评估。每次演练本井机电工区和东井供电队要指定专人负责。
（4）加强停送电管理。各单位要严格执行停送电制度，现场要做到统一指挥，明确责任，注重工序，加强配合，严格按照“停、验、放、挂、检、拆、送”步骤操作，防止触电事故的发生。
（5）加强本井和东井的主井、副井、二副井、风机房、瓦斯抽排站、井上下各变电所等要害场所运行维护管理，落实各岗位各种安全责任制。遇雷雨大风等恶劣气候，矿井备用电源由热备转入运行，变压器、各母线段分列运行。雷雨时，主、副井及矸石山绞车要停止运行。机电矿长或机电副总要在调度所值班，各单位党正正职及分管
机电负责人要在所辖地面及井下要害车间值班。具体车间包括：主、副井、井下各变电所、本井6kv开关站、通风机房、压风机房、瓦斯抽排泵站，东井主、副井、110kv变电所、抽风机房、压风机房、瓦斯抽排泵站以及南井副井、6kv开关站、东风井通风机房、压风机房、新瓦斯抽排泵站、老瓦斯抽排泵站。遇到停电等突发事故时，要由现场单位负责人组织相应人员启动事故状态应急处理预案。
（6）坚持矿井电器设备强制性检修制度，杜绝失保、失爆，落实井下电器设备除湿防潮措施，定期检查及时更换干燥剂，并留有记录，确保防潮效果。加强局扇供电系统检修，机电运输管理一科、制定完善局扇运行维护管理办法，推行主、备局扇轮换工作制。新设计安装的局扇供电系统馈电开关要具有自动复电功能。
（7）本井机电工区、东井供电队、南井工区负责完善供电线路巡查制度。每周组织一次供电线路的巡视检查和隐患自查，机电运输管理一科、机电运输管理二科将供电线路安全检查纳入每周动态检查中。所有查出的问题要严格按照“四定表”落实整改。巡查中要注意清除线路走廊内超高树木及违章建筑，及时消除安全隐患。抢险用各种辅材备件贮备齐全，更换锈蚀的基础螺栓，紧固拉线，调整线杆，确保不倒杆、不断线。加强干部跟班、值班，提高线路事故抢险的应急反应速度和能力。
（8）本井信息工区、东井监控队要做好通讯线路在入井处装设的熔断器和防雷装置的检查检修工作以及做好对各单位计算机、通讯网络系统防雷设施的监督检查工作。
（9）本井信息工区、东井监控队要完成所管瓦斯抽排泵站设备的防雷检查试验。
四、处罚
（1）全矿防雷设施检测、继电保护装置校验工作没有按照规定时间完成，对责任单位党政正职罚款300元，分管副职罚款500元，并限期整改。没有特殊原因未按照限定期限完成整改的，每推迟1天对责任单位党政正职罚款300元，分管副职罚款500元，直至整改完成。
（2）外转供电单位防雷设施检测工作没有按照规定时间完成，矿对其下达限期整改通知书，未按照限定期限完成整改的给予其停止供电，直至整改完成方可恢复，所有损失由其自身承担。
（3）防雷电应急工作小组成员没有按照相关应急预案要求完成本职工作的，对本人罚款500元，对其单位党政正职罚款300元。造成重大事故的根据集团公司及矿相关文件进行处理。
（4）供电系统强制性检修、设备防潮等违规处罚按照矿相关管理制度执行。
煤矿供电保护及其改进 篇3
关键词：煤矿电气供电保护改进
0 引言
目前煤矿供电设备的电气保护有过流保护、接地保护和漏电保护三种类型。在煤矿安全生产中，煤矿供电保护具有非常重要的作用，保护一般应具有选择性、快速性、灵敏性及可靠性四个基本要求，否则有可能引起保护拒跳、误跳，或者保护跳闸范围扩大，严重时造成井下瓦斯急剧上升，出现瓦斯积聚，甚至发生瓦斯事故，给矿井和人身安全造成严重威胁。煤矿的电气设备和供电系统的保护大多采用继电保护装置，随着计算机技术、微电子技术、信息技术、网络通信技术的不断发展，智能保护系统已经研制成功，在硬件方面，采用具有强大数据处理能力的DSP微处理器，低功耗可编程逻辑芯片和高集成度的专用芯片，使整个系统的可靠性有很大提高，从而保证了生产质量。
1 井下有关保护
煤矿井下的环境较特殊，其设备分为矿用一般型电气设备和矿用隔爆型电气设备，前者不具有防爆性能，适用于没有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所；后者具有防爆和隔爆性能，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。同时，电气设备按工作电压高低分为低压电气设备和高压电气设备，井下电气设备大多属一类负荷和二类负荷，工作时的电流、电压都较大，对其保护是保证可靠性工作的关键。
1.1 过流保护 电火灾产生的主要原因是电网的过电流，而过电流又是由短路、过载引起的，因此防止电火灾方法就是防止过流的产生。过流保护包括短路保护和过载保护。目前电磁式继电器和电子式继电器均可实现短路保护，而过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。
1.2 接地保护 电气设备的绝缘损坏，其金属外壳和架构就会带电。当人触及此电气设备时就会发生触电事故，而且我国规定触电的安全极限交流电流值为30mA，因此要通过接地保护限制通过人身的电流使其在极限电流之内。保护接地的关键是将保护接地装置的接地电阻降低到规定的范围内，就可以使流过人体的电流不超过安全极限电流，确保安全生产。
1.3 漏电保护 当电网绝缘电阻小于一定数值时，人触及后会产生触电危险，而且漏电不仅会使设备进一步损坏，形成短路事故，同时还导致人身触电和漏电火花引爆瓦斯、煤尘的危险。因此在井下供电系统中必须装设漏电保护装置实现绝缘监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流的作用。无选择性漏电保护采用附加直流电源的保护原理，在包含对地绝缘电阻的检测回路中附加直流电源，监视其直流电流的变化，达到监测绝缘电阻的目的。有选择性漏电保护采用零序电流保护原理。零序电流信号由零序电流互感器获得。当未发生漏电时，一次侧三相电流对称，其电流相量和为0，二次侧无电流输出；当发生漏电时，一次侧三相电流不对称，其电流相量和不为0，二次侧有电流输出。
2 改进方案
2.1 过流保护改进 反时限过电流保护由GL型反时限继电器组成的过流保护接线简单，运行可靠，一次投资少，但其缺点是保护动作后值班人员不能立即区分是过流起动或是短路引起的速断起动，如速断起动后再次送电将导致故障点联入电网，扩大事故范围，影响安全运行。
因为GL型继电器由反时限感应和定时限速断两部分组成，触发后都起动一个机械掉牌信号，所以不能区分是哪一部分动作。对此的改进措施是给GL继电器反时限感应部分另加一个回路信号。过流起动动作时，反限时部分先动作，经过一段时间后起动“另加信号”，并推动主接点闭合，使继电器自身机械掉牌信号动作。速断起动时，该部快速吸合推动主接点闭合，自身机械掉牌动作，而另加的反时限感应部分的信号不动作。这样，过流起动两个信号(“另加”和自身)而速断只起动一个信号(自身)，方便地将二者区分开来。曾考虑用光敏系统使反时限部分实现“另加信号”，但要求技术高，造价贵，故改用下述办法：取代原来的GL—11、12、15型而用GL—13、14、16型继电器，其延时接点和一只信号继电器XJ组成另加信号回路。需注意的是：①应根据现场情况选择XJ型号，一般用DX—31系列。②原保护采用GL—11、12、15型继电器者须对应更换为GL—13、14、16型继电器。③XJ采用图1a)、b)两种接法均可，实际采用图1。
2.2 短路保护新设想 目前煤矿现场采用三种办法进行短路保护：①并接电缆增强电流来满足整定值的要求；②在工作面顺槽增加临时变电所，将移动变电站靠近工作面；③增大顺槽巷道断面，将移动变电站放在轨道上靠近工作面。这三种办法都要增加大量投资，安装维护量大，安全性差。在短路发生时有两大特点：①短路电流大；②功率因数高，在0195以上(两相、三相都一样)，正常工作时，工作面电流小于额定值，功率因数在0.85左右。
根据上述短路电流与起动电流变化趋势不同，利用短路时电流脉冲波形宽、而起动电流脉冲波形窄，电机起动时上升及下降沿陡、脉冲波宽度比较窄、短路电流波形比较宽、一般是起动电流波形的2倍以上等特点，用电脑数字技术进行鉴别，来判断电路是否发生短路，而从根本上摆脱受供电线路长短、变压器容量及电压等级的约束，做到井下供电短路保护灵敏、可靠、准确。
3 结束语
改进措施2002年在米村35 kV变电站两块6kV馈出线运行半年，馈出线共跳闸12次(11次过流，1次短路)，全部都即时分辨清楚跳闸类型。同时随着计算机技术、网络技术、可编程逻辑控制器件(PLC)、单片机(MCU)技术、总线技术、微电子技术等的飞速发展，采用软件控制代替触点控制，尤其是PLC、总线技术或液压技术和智能电气设备的结合，使整个系统的可靠性和安全性会有更大程度的提高。
参考文献：
[1]王红俭，王会森.煤矿电工学[M].北京：煤炭工业出版社.2005.
[2]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术[M].北京：机械工业出版社.2001.
[3]顾永辉，等.煤矿电工手册：第二分册下[M].北京：煤炭工业出版社.1998.
[4]方承远.工厂电气控制技术[M].北京：机械工业出版社.1998.
浅谈煤矿供电的管理 篇4
众所周知, 电力供应与各行各业以及居民生活密切相关, 经济要发展离不开可靠的电力供应。特别是煤矿生产与其他行业不同, 他有自己的特点, 安全生产是重重之重, 没有安全一切都是空谈, 什么经济效益也就是一种空想。因此煤矿企业对电力供应有特殊的要求, 煤矿安全规程第四百四十一条规定:矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时, 另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下, 矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行, 另一回路必须带电备用, 以保证供电的连续性和可靠性。带电备用电源的变压器宜热备用;若冷备用, 必须保证备用电源能及时投入正常运行, 保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。
《规程》规定矿井应有两回路电源线路是为了保障矿井供电的可靠性。煤矿供电不同于其他行业, 供电可靠是保证矿井安全生命线的重要条件之一。风是矿井的“命”, 对于地下开采的煤矿企业, 矿井通风是保障井下作业环境的符合安全生产要求的必选之路, 通风设备能否保证矿井安全运行, 除合理选择与矿井相匹配的通风设备外, 可靠的供电电源是保障矿井安全生产的必要条件。所以《规程》要求矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时, 另一回路应能担负矿井全部负荷。不仅仅是从满足安全生产所需动力需要出发, 因为还有其它影响矿井安全因素需要电力提供能源去消除 (如矿井地下水等致害因素) 。因此供电可靠性对矿井安全生产显得非常重要。同时《规程》规定矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。其目的还是不能因为其它用电性质用电负荷因可靠性不高或保护不可靠发生故障造成矿井失去电源, 影响矿井供电可靠性而危害矿井安全。
作为企业安全是企业的命脉, 效益是企业的价值体现。所以《规程》又规定:“正常情况下, 矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行, 另一回路必须带电备用, 以保证供电的连续性和可靠性。”规程讲的非常明确, 正常情况下, 矿井电源应采用分列运行方式。但是每个矿井实际运行负荷不同, 运行方式应根据各矿实际情况安排。规程是针对全国范围内的所有矿井制定的, 对于小型矿井, 用电负荷较低时, 用电负荷很难均匀地分配到双回路线路上, 造成一回路负荷较高, 一回路负荷较低甚至有时无负荷, 矿井无功补偿很难达到电力部门对功率因数的要求, 有可能是一回路无功补偿满足电力部门要求获得奖励, 另一回路无功补偿达不到电力部门要求而罚款, 或者双回路无功补偿都达不到电力部门要求而罚款。因此《规程》才提出“若一回路运行, 另一回路必须带电备用, 以保证供电的连续性和可靠性”。我个人认为对于瓦斯矿井及矿井涌水量较小的矿井, 如果负荷较低时, 可以采用一回路运行, 另一回路必须带电热备用的运行方式。但必须加强值班员工职业培训, 提高值班人员的业务素质, 熟悉本职范围内的工作职责, 熟练掌握本岗位操作工艺流程, 严肃值班纪律。一旦运行线路停电, 必须在10min内确保完成主通风机恢复供电要求。对于高瓦斯及高突或涌水量较大的矿井, 矿井电源应采用分列运行方式。对矿井负荷较大, 双回路不能满足用电负荷需求时, 可以采用多回路供电, 且有备用回路, 当任一回路停电时, 其他回路应满足矿井用电需求。
2煤矿无功电容器补偿的管理
功率因数是电力部门考核用电企业的一个重要指标, 功率因数的高低直接影响着企业的经济效益。目前电力企业考核的计算方法和规定是:假设当月有功电量是A, 无功电量是B, 功率因数是cos准, 则月平均功率因数: , 该功率因数标准要求为0.9。
功率因数奖、罚规定:每低于标准0.01时, 从电费总额罚款0.5%, 以此递增, 低于0.7每一级提高到1%, 低于0.65每级提高到2%;每高于标准0.01时, 从电费总额奖0.15%, 以此类推, 以0.75%封顶。
如果功率因数较低不仅要受到电力部门罚款, 而且也影响供电质量, 增加供电线路损耗, 增加企业电费支出。特别是煤矿企业, 地理位置都比较偏远, 供电距离长、线路损耗大、电压降较大, 对大功率设备正常启动影响较大。随着煤矿企业机械化、自动化水平的提高, 用电设备越来越多, 计算统计负荷也越来越大, 实际使用负荷与统计负荷之间悬殊较大;随着矿井服务年限的变化, 用电负荷变化也较大, 并且大型设备运行不连续及不同时性变化也较大。给无功补偿计算带来一定难度, 尽管目前电容器无功补偿装置采用了自动投切装置, 但大部分煤矿使用的都是分级差自动投切补偿装置 (无级差补偿装置价格太高) 。现就有级差电容自动投切补偿装置配置谈一点建议:煤矿企业《规程》要求供电线路分列运行, 如果电容器配置容量较大, 分组级数较少, 容易造成电容器投切频繁, 负荷低时电容器投不上, 负荷增加时电容器投入, 这时会出现:如果电容器容量配置大, 投入一组就有可能过补, 过补电容器自动退出运行;如果配置电容器容量小, 投入一组电容器不能满足对功率因数的要求, 就要继续投入一组电容器, 这样就有可能又出现过补。造成电容器自动补偿装置频繁动作, 不仅补偿效果不好, 而且影响补偿装置的使用寿命。一般工矿企业电容器补偿容量, 是按补偿后功率因数达到0.95选择, 两段母线上各安装一组 (按最大容量配置) , 那段母线运行, 本段母线上的电容投入运行, 电流采样值是本侧电源进线柜电流。从电网运行安全角度考虑, 电力系统是不允许两条电源线路并列运行的。所以单侧电源供电时, 只能投入一组电容器, 造成电容器配置选型困难, 投资大、运行效果不好。对于煤矿企业来说, 《规程》要求正常情况下应采用分列运行方式。当任一回路发生故障停止供电时, 另一回路应能担负矿井全部负荷。按照上述方法配置电容器显然不合理, 我认为电容器补偿容量, 应按补偿后功率因数达到0.90考虑, 根据矿井用电负荷大小及配置电容器容量的大小, 分成4~6个级差、容量按阶梯形进行配置补偿。分列运行时, 本母线段电容器补偿本母线无功负荷;若一回路运行时, 两段母线电容器可以通过转换开关并联在一起补偿全部无功负荷。一般电容器无功补偿装置可以分接8~12路电容器。这样无论是分列运行, 还是一回路带全部负荷运行 (低负荷) 时, 电容无功补偿都可以兼顾。笔者在对一个年产45万t矿井进行电容器人工投切改自动投切时采用了本方法。该矿原采用两组电容器补偿, 每组电容分两路、每路300k VA;因该矿用电负荷较低, 正常只能投入一组电容器中的一路, 负荷一旦发生变化电容就退出运行, 运行管理难度很大。每月因无功补偿不到位, 电力部门罚款接近2万元。针对这个问题对该矿电容器控制进行了改造, 因受场地限制在原来两组电容器、每组两路的基础上, 每组增加一路, 将电容器每组分成三路, 分别为300k VA一路、90k VA一路、45k VA一路;两组电容器之间可以通过转换开关进行组合, 无论是分列运行、还是一回路运行效果比较理想, 由原来的每月罚款近2万元, 到现在每月奖励5千元左右的转变。二次接线见图1。
附:电容器安装容量计算
已知负荷功率为P, 补偿前的功率因素为cos准1, 需提高功率因素到cos准2, 所需电容器的容量Q可按下式计算:
也可以按照cos准1, 及cos准2之值由下表直接查出每千瓦负荷所需补偿用电容器的千乏数, 再以此值乘负荷功率P即得。
煤矿供电企业的检查内容 篇5
一、煤矿供电企业的检查内容
1．检查供用电合同签订和履行情况。是否依法签订供用电合同（设备容量是否与合同一致）；供电方式是否满足国家、行业有关安全规程、标准要求；用户停送电联系方式是否明确（联系人、联系电话）；是否按政府统一安排，对非法矿井和已关闭矿井采取切断供电电源、拆除供电设施等措施。
2、双电源协议签定情况，协议是否签订、是否规范完备、产权点与接入点是否明确、工器具是否试验合格、电工执证情况、配电室消防与防潮遮栏情况。
尤其是双电源、双回路供电单位做好自备电源容量满足应急保安需要，系统检查梳理和排查用户在设备运行、用电安全、电力设施保护等方面存在的问题和隐患，是否有向其它用户转供电，有自备发电机用户的线路不能与供电企业的线路同杆架设，不能与我供电企业共用接地线。
3、全面检查对煤矿企业的供电设施和运行方式。检查对煤矿企业的供电设施是否安全可靠、供电方式是否恰当（是否有反送电的可能）；是否建立完备的停送电联系制度和程序；对电网安排的计划检修工作，按规定提前通知用户，用户是否做好事故应急准备措施；是否建立突发事件应急预案，并进行了演练等。
4、各类基础工作的建立与完善。供电所是否建立了本地区煤矿企业用电安全档案、供用电基础台账与供用电隐患台账，充分履行“检查、通知指导、督促、报告”五项安全服务业务，实现隐患治理的闭环管理。
5、信息沟通及联系机制的建立与完善。是否建立了完备、有效、畅通、规范的沟通联系机制，遇有重大突发事件可以及时联系、协调，及时启动应急机制，及时解决问题，避免事态扩大等（是否有固定专人与供电部门联系，电话号码，手机、座机是否是录喑电话。
6、矿井是否有来自两个不同的电网变电站的双回路电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路是否能担负矿井全部负荷； 矿井的两回路电源线路上是否分接其他负荷；
矿井的两回路电源线路中，若一回路运行，另一回路是否做到带电备用；
10Kv及其以下的矿井架空电源线路是否共杆架设； 担负煤矿供电的电网变电站是否实现独立双回路、双母线、双变压器供电，能否保证供电的连续性和可靠性；
是否有户产权的线路通道、及其它安全隐患方面的问题；
年产30万吨以下小煤矿是否配备功率满足保安负荷要求的柴油发电机组作为应急电源，日常维护保养是否良好。
二、煤矿企业应具备的相关条件
1．是否符合国家规定的双回路电源供电和应急电源；
2．是否建立健全了规范的停送电制度、用电管理制度、停电撤人和排放瓦斯制度；
3．主要通风机实现“双风机”和“双电源”供电，井下局部通风机“风电闭锁”和“三专两闭锁”情况；
4．电气设备维修、检查、试验等是否按国家及行业有关要求认真执行；
5．是否与供电部门建立24小时快速联系的信息平台，并定期和供电部门交流供、用电情况，协调解决供、用电中出现的问题；
6．电力走廊安全管理的制度、责任制、台账、定期清理、维护记录是否建立，是否按要求组织实施、检查等情况。
煤矿供电事故的原因及对策分析 篇6
关键词 供电；事故；分析；防范；措施
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0181-01
1 煤矿供电事故多发的原因剖析
1.1 物的因素
1）线路或设备故障。因设计缺陷、老化、维护不正常、更新不及時以及安装等原因造成事故多发。
2）不正常运行状态。因过负荷、断相、欠电压、过电压以及单相接地等不正常工作状况造成事故多发。上述问题时间一长，处理不好或不及时就会经常引发供电安全事故。
3）工具、仪表等问题。因工具、仪器、仪表、装置等使用不正确，以及功能、数量、规格、配置等不合要求导致事故多发。
1.2 环境的因素
1）“硬环境”的影响。煤矿供电系统运行的环境有着明显的行业特殊性。一方面是煤矿作业特殊环境的影响，包括潮湿、水害、冒顶、有害气体以及狭窄的工作空间等带来的问题。另一方面，供电系统还面临着风、雨、雪、雷电、洪水等恶劣环境的考验，特别是雷雨季节对供电系统的安全运行威胁更大。
2）“软环境”的影响。煤矿企业大都处于“农村包围城市”的状态。煤矿的供电系统与地方农村集体用电、村民用电一直相互交织，矛盾突出，管理难度大，常常也会直接或间接引发供电安全事故。
1.3 人的因素
1）有关管理人员安全意识淡薄，责任松弛，没有牢固树立“安全第一”的思想，制度执行不到位，造成事故多发。
2）操作人员整体文化程度差、年龄结构偏大，操作技能不熟练，措施不能完全落实，操作程序不规范，经常带电作业等，造成事故的
多发。
3）特种作业人员管理有缺陷。个别区队领导讲人情关系，经常把一些不符条件的职工安排去培训、取证。另外，就是频繁调换岗位，给安全埋下隐患，造成事故多发。
2 控制煤矿供电事故的对策
2.1 构建合理的电网结构
合理的电网结构是电网安全稳定运行的基础。对煤矿而言，不但要求电网精干、高效而且电源要求可靠，设计采用双电源、双回路供电是提高可靠性、减少供电事故发生的最有效的措施之一。为此应做到以下几点：矿井应有两路独立电源线路，当任何一回路发生故障时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷；对于井下各水平中央变电所、带掘进工作面局部扇风机的采区变电所，带主排水泵房和下山开采的采区泵房供电线路不少于两回路；对主要通风机、提人绞车、瓦斯抽放泵等重要一类设备必须有专用双回路，其辅助设备及控制回路与主设备有同等可靠的双电源；及时调整采区供电系统，对系统进行简化优化，减少过渡环节和冗余线路，杜绝迂回供电线路；适当增大线路截面，打通系统瓶颈、阻滞环节，提高供电能力；变电所和配电点的设置应遵循靠近负荷中心设计原则，压缩无人职守变电所的数量，尽可能缩小电网调度操作半径。
2.2 确定合理的电网运行方式
建立合理的网络结构后，正确统一安排系统运行方式非常重要，其原则是：一要可靠，二要经济，可靠是前提，经济是目的。要注意以下几点：对放射式双回路要求采用分列运行方式，对环网供电则要求采用开环运行方式，防止系统事故时影响两路电源，造成事故范围扩大化；要强化对运行方式的调度管理，变电所母线联络开关的分合闸状态，要始终处于调度监控之中，大型设备应经过网络解算，以减少损耗，实现经济运行；对于环形网络应考虑系统最大负荷要求，是否利于继电保护设置和满足整定要求，是否便于调度管理。
2.3 增加投入提高电网装备水平
井下采掘工作面的电气设备随采掘设备的更新也在逐步更新，但有相当一部分矿井井下电气设备非常落后，甚至不符合现行《煤矿安全规程》要求，高隐患非安全型或是高耗能型应淘汰的设备，挂网运行后将直接影响供电系统安全可靠和经济运行。因此必须下大力气加大投人，更新改造或淘汰此类设备，并要符合以下要求和标准：高低压开关实现真空化、免维护，保护齐全完备，实现微机、智能控制；采用干式动力变压器，大型电机实现高效、节能；高压电缆要阻燃、交联化；低压电缆要阻燃、屏蔽化；各类大型设备电控要程序化、模块化、自动化，变电所要装备电网远程监测监控系统，达到“遥测、遥信、遥控、遥调”功能，无需人员值守，最终实现电网调度、监控自动化。
2.4 加强影响电网可靠性的灾害防治
加强对风、雨、雪、雷电、洪水、地震等灾害的预报，做好防范措施，特别要提高供电系统抗雷击和内外过电压能力；电容电流对矿井电网危害较大，矿井定期测试电容电流，及时采取限制措施，进行补偿；定期检测矿井电网谐波，严格控制谐波源设备入网，网络谐波超标时及时进行消谐处理，确保系统安全；针对煤矿井下的特殊环境和地面人文环境，采取对应措施和管理办法，加强和地方用电管理部门的沟通，协调处理矛盾，及时消除安全隐患。
2.5 抓好电网运行质量标准化和创新工作
1）抓好基础工作。井下变电所硐室条件良好，安全距离达标；电缆线路无破皮漏电，吊挂整齐规范，无挤、压、砸危险；防爆设备防爆性能良好不失爆；地面变电所环境良好，通风通畅；电缆沟无积水、杂物，地面架空线路的通道走廊内无高树、高建筑物，导线垂度、安全间距符合要求，杆塔拉线金具不缺失、无折杆危险；电气设备各种保护栅栏、机械电气闭锁、事故报警装置齐全完好；消防器材、保安用具、警示实施、图纸资料定置存放，随时能用；运行管理人员正规上岗、正规操作，不违章指挥、违章作业。
2）抓好创新工作。搞好煤矿供电系统质量标准化工作，要与时俱进，走创新之路，技术上要创新、管理上要创新。不断用新装备、新材料、新工艺完善系统，用新方法、新理念、新举措管理系统，使煤矿供电系统装备和管理水平逐步向农网、城市电网先进水平迈进。
2.6 建立供电系统事故应急预案
为保证供电系统安全可靠运行，提高突发性供电事故的处理能力，缩短事故停电时间，减少损失，防止事故扩大化，矿井要结合自身供电系统结构特点，按照“安全第一，预防为主”的方针和“统一调度，分级管理”的原则，建立本矿各级供电系统的应急预案和重大事故应急机制，调度、运行、维护管理人员、分管理领导，人人要熟练掌握既定预案，并经常实际模拟演练，切实提高反事故能力。
2.7 抓好人员培训，不断提高供用电管理人员和操作人员的整体素质
1）坚持按照要求选拔操作人员参加规定的特殊工种取证培训，严格岗位准入，确保持证上岗。
2）有关管理人员要定期参加三级安全管理资格培训，取证上岗，并要层层签订岗位责任书，并按照责任书的内容要求进行考核。
3）经常性组织供电反事故演练和安全教育活动，不断提高职工安全意识和处理事故的能力。
4）供电管理部门要经常组织对有关人员的标准和规程掌握情况的抽考，巩固所学知识，确保遵章作业。
5）及时完善和修订供电安全管理制度和作业标准，营造提升执行力的环境和氛围，开展“师带徒”活动，不断培养后备供电技能人才，保证供电系统安全的可持续发展。
总之，煤矿供电系统安全管理是一项特殊的系统工程，找出事故根源，分析事故本质，并通过建立控防体系，提升人员素质，实施综合治理，以遏制事故多发的趋势，是供电安全管理的重要目标和任务，也是矿井安全发展的必然要求。
参考文献
[1]梁坤.高瓦斯矿井局部通风机高专供电的研究与应用[J].煤炭工程,2011,02.
煤矿井下供电短路保护研究 篇7
目前, 煤矿井下供电系统的保护分为三种, 包括过流保护、接地保护和漏电保护。如果煤矿井下的供电系统出现短路现象时, 很大的短路电流就会在这个时候产生, 因此, 我们必须及时将这个故障清除, 否则, 线路及设备就会被严重的损坏, 除此之外, 由于短路的电流会产生不平衡交变磁场, 这个交变磁场会对线路附近的信号产生一定的干扰, 进而演变为瓦斯爆炸事故, 使得煤矿井下工人的安全受到严重威胁。因此, 必须有效的预防和及时的切除短路故障, 确保煤矿井下供电安全。
1 井下保护
在煤矿井下, 电气设备分为不具有防爆性能的矿用一般型电气设备和具有防爆和隔爆性能的矿用隔爆型电气设备。矿用一般型电气设备在没有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所很适用;而矿用隔爆型电气设备适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。除此之外, 按工作电压的高低来说, 电气设备还可以分为低压电气设备和高压电气设备。煤矿井下的电气设备属一类负荷和二类负荷的比较多, 在工作时产生的电流、电压都很大, 因此, 为了保障煤矿井下供电系统的安全, 对设备进行有效的安全保护可以保证电器设备稳定可靠工作。
1.1 接地保护
如果接地保护电气设备的绝缘发生了一定的损坏, 就会使得电气设备的金属外壳和架构带电。煤矿井下的工人一旦碰触到此电气设备, 触电事故就会发生。在我国, 30毫安被规定为触电的安全极限交流电流值。因此, 我们要采取有效的接地保护限制通过人身的电流, 保证这个电流在安全范围内。将保护接地装置的接地电阻降低到规定的范围内, 就可以保护接地, 可以使流过人体的电流不超过30毫安, 进而保证煤矿井下的电气设备的供电安全, 达到安全生产的目的。
1.2 过流保护
煤矿井下供电网的过电流是过流保护电火灾产生的主要原因, 而电路短路、电路过载会产生过电流, 因此, 防止产生过流就可以有效地防止电火灾发生。过流保护包括短路保护和过载保护。目前电磁式继电器和电子式继电器均可实现短路保护, 而过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。
1.3 漏电保护
当煤矿井下供电网的绝缘电阻小于一定数值时, 会使供电设备产生进一步损坏, 进而出现短路故障, 如果煤矿井下的工人一旦碰触到供电设备, 就会产生人身触电, 漏电还会产生火花引爆瓦斯、煤尘的危险。因此, 必须装设漏电保护装置, 保证在井下供电系统中实现绝缘监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流。
1.4 短路保护存在的主要问题
单侧电源电网的阶段式电流保护原则是:1) 从电源至负荷动作电流应从大至小逐级递减, 动作时间也是逐级递减;2) 第一段电流保护的动作电流必须大于下一级线路首端的最大短路电流。但是, 煤矿井下供电系统很多采用了铜芯电缆, 这样就会产生阻抗小的现象, 现有的油断路开关和电磁式继电保护也难以使动作时限小于0.5s, 因此, 上述的两条原则都很难达到要求。
2 关于井下供电系统短路保护的几点建议
2.1 加强技术培训
煤矿井下供电系统的短路保护是涉及煤矿安全的一项重要保护, 提高短路保护的性能需要全面的考虑, 必须从多方面着手, 是一个综合性的技术问题。煤矿井下供电系统发展迅速, 短路保护的难度也进一步加大, 由于在其中增加了越来越多的高科技、高技术成分, 因此, 技术人员不仅要求达到理论知识纯熟, 还要供电系统短路保护的技术操作, 在出现故障时力求短时间能够解决。为了保障煤矿井下供电系统的短路保护安全, 所以必须对技术人员进行系统和专业的业务培训, 否则很难胜任这项工作, 进而使得煤矿安全生产受到威胁。
2.2 关注跳闸电器的作用
跳闸电器的动作时间决定了井下低压电网短路保护的快速性, 为了使得快速性得到相应的提高, 我们需要在馈电开关与电磁起动器中采用真空断路器与真空接触器, 这是一项很有力的保护措施, 除此之外, 对于研究理想的无触点固态电器具有一定的指导和借鉴作用。目前, 具有技术可行性与实际操作性的只是在小功率低电压开关中。
2.3 加强电器设备维修保养
电器设备要做到及时的保养和维修, 只有这样, 才可以保证电器设备的正常使用。对于旧设备来讲, 工作的重点是要保证其正常运行, 要及时对其进行修理, 保证隐患及时消除;对于新设备来说, 重点是提高操作人员的水平, 认真做好维护保养工作, 从而保证电器设备正常使用, 在煤矿井下生产中做到高效、安全。
2.4 采用电子保护
随着采煤技术的不断发展, 井下供电系统短路保护的灵敏度的要求也变得越来越高, 采用电子保护措施对井下供电系统短路保护是很有效的。为了提高煤矿井下供电系统短路保护的可靠性, 可以采用空心的互感器作为供电系统的传感器, 使用复合式的电源来保障近端短路时电源正常工作是非常必要的。
3 结语
本文对煤矿井下供电系统短路保护方法进行了探讨, 短路保护存在的主要问题进行了分析。关于井下供电系统短路保护提出了几点建议, 主要是加强技术培训, 关注跳闸电器的作用, 加强电器设备维修保养, 采用电子保护。随着矿井供电技术的发展, 煤矿井下供电系统的短路保护措施也会越来越完善, 将为煤矿井下的安全生产和矿工的生命安全保驾护航。
参考文献
[1]高艳, 戴鹏, 许朝友等.煤矿井下供电系统短路保护方法浅析.煤矿机电, 2011.
[2]宁传文.煤矿井下供电短路保护新设想.煤炭技术, 2005.
[3]张根现.井下高压供电短路保护系统的优化.科技创新, 2004.
[4]张根现.矿山过流保护技术.煤炭工业出版社, 2005.
[5]张文娟, 郭兆杰.浅谈低压配电系统保护选择性.内蒙古科技与经济, 2008.
[6]刘迪博.煤矿供电保护及其改进.中小企业管理与科技, 2009.
煤矿公寓电气供电设计浅谈 篇8
煤矿公寓电气设计除常规内容外, 通讯联系、消火安防、楼宇对讲、智能公寓等新内容已成为主要的设计对象, 随着员工生活水平的提高, 居住条件的不断改善, 煤矿公寓用电也以相当高的速度增长, 用电负荷的显著增长, 这是当今煤矿公寓电气设计的一大特点。
随着煤矿公寓质量的不断提高, 员工对美化生活环境, 增添生活情趣的欲望也越来越高、客观上要求电气设计能起着烘托气氛、美化生活, 创造舒适的生活环境, 这是煤矿公寓电气设计的第二特点。
随着安全用电意识增强, 防火、防电击也日益引起煤矿人的重视, 尽力创造安全适用的用电条件, 这是煤矿公寓电气设计的第三特点, 在煤矿公寓电气设计中能充分体现上述特点, 应该说是能基本满足使用要求。
1 煤矿公寓电气线路导线截面应满足电气及发展的要求
在设计中要根据公寓的面积及公寓的电气用量确定负荷, 应具有超前意识留有发展容量, 公寓内配电线路应能保证在矿井设计生产年限内不再改造, 供电能力达到5kW~10kW的水平, 另一方面, 公寓电器中产生谐波德非线性负荷 (如微波炉、气体放电灯、电子镇流器) 日益增多, 将影响到电源质量, 将会对一些对电源质量要求较高的电器, 比如说电脑产生一定危害, 大家都知道消除谐波危害的有效措施是减少回路阻抗。另外导线截面最低应满足规范要求“每套公寓进户截面不应小于10mm2, 分支回路截面应不小于2.5mm2, 避免导线截面过小使导线发热加剧、绝缘老化加速, 容易引起线间短路和接地故障, 引起电器火灾和人身电击事故。
2 公寓照明
当今公寓照明设计的目的不单是为员工带来光明, 而且还要烘托环境、丰富生活情趣, 给员工创造舒适的生活条件。这就要创造良好的光环境, 光的色彩能表现出人的感情, 红色能表现喜庆、热情, 黄色能给人以快活、开阔之感, 绿色能呈现安静、平和的气氛, 在公寓照明设计中, 如果重视灯具颜色和光源的光色选用, 就会产生好的环境效果, 灯具的表面颜色选择要符合室内空间的用途和格调, 一般应从白色或浅绿色基调为主。光源的光色有调节环境色彩的明显作用。如果光色与物体的颜色相近, 会使物体的色彩冲淡减弱。
公寓照明灯具的安装高度, 在现行建筑规范中存在不统一的问题, 施工规范G BJ-82电气照明篇规定:“在危险性较大及特殊危险场所, 如灯具距地面高度低于2.4m时, 应有保护措施…”。新的公寓建筑设计规范未作规定, 设计规程JGJ16-83附录6~3中规定, “有乳白玻璃漫反射罩的白炽灯, 其光源功率小于等于100kW, 最低悬挂高度为2m, 荧光功率小于等于40kW亦为2m”。规范对照, 显然是要求不统一, 给实际工作造成麻烦, 施工规范强调的离地高度, 不管安装方式, 设计规程指明是悬挂高度, 表明了安装方式要求, 公寓属于“危险性较大及特殊危险”的场合, 应增设灯具的保护线。
3 公寓插座
插座数量应注意不要过少, 插座数量的配置怎样才算合理?目前在规范中并没有详细规定, 大致都是按公寓房间的用途分别给出了最低设置数量, 大家设计时作参考, 在实际生活中, 由于插座的数量偏少, 使得员工乱拉插座板的现象很严重, 加之缺乏电气安全知识, 所选导线绝缘不好, 又不注意加装PE线, 使得室内电器不能接地, 这些都埋下了事故的隐患, 在插座数量的配置上, 我们可以借鉴发达国家的规定, 如美国电气法规就规定墙上两插座点间的距离小于等于3.6m, 因其规定其国家电器电源线为1.8m, 而我国室内电器电源线一般在1.0m左右, 因此插座间的距离应以小于等于2.5m为宜, 另外要注意根据插座的不同用途, 分别增设不同的安装高度, 同时要选择不同型号及用途的插座。在施工中, 多增设插座和线路, 并不会提高多少投资, 但可换得电气方面的安全和生活的便利, 应该说是值得的。
4 公寓等电位联结
等电位联结是用电安全、防雷以及电子信息系统正常工作等所不可缺少的电气安全措施, 现在国际上非常重视电位联结的作用, 我国近年的设计规范标准对此已作出了强制性规定, 并且出现了标准图册97SD567《等电位联结的安装》。我们所熟悉的安全接地也是等位联结, 它不过是以大地电位为参考电位的大范围的等电位联结, 根据理论分析, 等电位联结作用范围越小, 电气上越安全。如果在公寓楼的范围内作等电位联结, 其效果当然优于接地, 其做法可以参照标准图集进行设计、施工。
浅谈煤矿供电谐波的治理 篇9
关键词：电能质量,谐波,谐波治理
0 引言
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质, 从不同角度理解通常包括电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电, 同时, 在三相交流系统中, 各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。目前煤矿主要电能质量问题有谐波、三相电压不平衡、末端电压低。
1 煤矿供电谐波产生的危害与治理原则
“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量, 其频率为基波频率的整数倍”, 谐波次数必须是个正整数, 它的定义为:“以谐波频率和基波频率之比表达的整数”。煤矿电网谐波污染供电环境, 危及电网及其供电设备的安全稳定运行, 严重地影响煤矿企业的经济效益。煤矿谐波源主要有直流调速、变频调速、变频软启动等调速设备, 充电器、整流器等整流设备, 节能灯、开关电源等节能设备。造成的谐波种类有特征谐波为有规律的谐波次数;有非特征谐波是由于系统不平衡、电力电子设备工作不正常产生;有零序谐波是由系统不平衡造成。
谐波对煤矿设备安全运行带来很大的安全隐患。例如变压器由于趋肤效应增加铜损, 谐波高频增加铁损, 降低效率;电动机增加铜损、铁损、脉动转矩;电力电缆增加铜损, 导致过热;开关、保护误动或拒动;自动控制装置操作不正常;电力电容器由于串联或并联谐振导致电容器过载;通信设备产生严重干扰等等。谐波对电网的危害除造成线路、变压器、电机附加损耗外, 更重要的是使电网波形受到污染, 供电质量下降, 危及各种用电设备的正常运行。由此可见电能污染治理势在必行。
电能治理的内容和目标如下:根据行业标准使注入公用电网的谐波电流及公共连接点的谐波电压在国标限值以内;提高用户用电的功率因数;使电压波动和闪变在国标限值以内;使电压凹陷、凸起、短时中断的幅值和持续时间在设备容许范围内;使用户设备在电磁兼容允许范围内安全经济运行, 把对电网的干扰限制在国标限值以内。
治理原则就是谁污染谁治理, 就地治理;建立设备电能治理质量检测准入机制;定期测试。
2 煤矿供电谐波的治理方法
目前电能治理的设备较为广泛, 其中主要有以下几种:无源滤波器FC;静止型动态无功补偿装置SVC;有源滤波器APF;静止无功发生器SVG。
无源滤波器FC主要器件有电容器、电抗器、电阻器 (可选) , 投切方式为手动、自动, 功能为纯补偿 (非调谐) 、补偿与滤波 (调谐) , 滤波原理就是采用电力电容器串联适当比例的电抗器, 形成针对某一特定频率的低阻抗滤波回路, 吸收特定频率的谐波电流, 补偿基波无功功率。适用于无功功率大、功率因数低、无功变化不频繁, 具有典型特征谐波 (5、7、11、13次) 的工业负荷。具有结构简单、造价低廉、适合大规模应用等优点。但缺点是响应时间长, 两次投切间通常要放电, 不能补偿动态无功;补偿容量受到电网电压的限制, 电网电压越低, 输出无功越小, 而此时恰恰需要向电网输出无功, 以期抬高电网电压水平;只能消除特定的几次谐波, 而对某些次谐波会产生放大作用;滤波要求和无功补偿、调压要求有时难以协调;投切产生涌流及过电压会对系统会造成冲击, 补偿精度低。
SVC-TSC主要器件有FC+TSC或FC+TSC+TCR。TSC投切方式采用晶闸管投切电容器, 有晶闸管和二极管反并联及两个晶闸管反并联两种方式。冷却方式为水冷或风冷。分组补偿电网感性无功, 吸收电网中特定频段谐波电流。优点是动态跟踪无功变化, 跟踪速度可达5~10ms, 不发生过补偿、无投切振荡和无冲击投切, 对三相不平衡负荷可以分相补偿。但控制复杂;晶闸管的冷却系统必须带电运行, 水冷运行维护成本高, 风冷效率低;自身产生的谐波不可忽视, 谐波治理效果不理想;产生电磁辐射污染。
SVC-FC+TCR/MCR:TSC+TCR补偿器以电容器作分级粗调, 以电感作相控细调。有电压型和电流型;并联型和串联型, 实用的为并联电压型。利用PWM技术实现的电流发生器, 它产生与负载无功 (基波与谐波) 电流大小相等、方向相反的电流, 使注入电网的无功电流为零。功能:谐波治理+无功补偿+抑制电压骤降+抑制闪变。优点是无需大容量电容器和电抗器, 是一种动态的可控解决方案, 可自动地适应网络和负载的变化, 不存在谐振问题, 占地面积小。但单机容量较小, 不适合大容量补偿, 高压应用几乎没有, 系统造价高。适用场合:功率因数高、配电系统复杂、谐波分量复杂的工业负荷。
有源滤波器APF可分为电压型和电流型;并联型和串联型。实用的为并联电压型。原理为利用PWM技术实现的电流发生器, 它产生与负载无功 (基波与谐波) 电流大小相等、方向相反的电流, 使注入电网的无功电流为零。功能为谐波治理、无功补偿、抑制电压骤降、抑制闪变。无需大容量电容器和电抗器, 是一种动态的可控解决方案, 可自动地适应网络和负载的变化, 不存在谐振问题, 占地面积小。缺点是单机容量较小, 不适合大容量补偿, 高压应用几乎没有, 系统造价高。适用场合:功率因数高、配电系统复杂、谐波分量复杂的工业负荷。
静止同步补偿器 (STATCOM) 又称静止无功发生器 (SVG) , 是采用自关断开关器件构成的自换相变流器, 通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功, 实现动态无功补偿。根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件, 可以分为电压型和电流型两种, 将直流侧的电容器用电抗器代替, 交流侧的串联电感用并联电容代替, 则为电流型的SVG。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。实质是动态无功补偿, 不需储能元件来达到与系统交换无功的目的, 实际上它使用直流电容来维持稳定的直流电源电压, 和SVC使用的交流电容相比, 直流电容量相对较小, 成本较低;另外, 在系统电压很低的情况下, 仍能输出额定无功电流, 而SVC补偿的无功电流随系统电压的降低而降低。
配电系统用静止同步补偿器 (D-STATCOM) 主要器件有断路器、变压器、逆变器、电容器, 核心器件:IGBT功能, 能维持系统电压恒定、谐波治理、抑制电压闪变。可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿, 对补偿对象的变化有极快的响应, 补偿无功功率时不需要储能元件, 补偿谐波时所需储能元件的容量不大, 且补偿无功功率的大校萆以做到连续调节;不会引起谐振短路;可以吸纳无功;精准电压控制 (该装置除了可以按照功率因数或者无功功率控制之外, 还可以按照电压幅值来控制, 确保用户获得的电压的平稳性, 降低电压纹波) ;受电网阻抗的影响不大, 不容易和电网阻抗发生谐振;且可以跟踪电网频率的变化, 故补偿性能不受电网频率变化的影响。缺点:目前仅在大容量区域变电所使用, 造价高昂。适用于大容量无功补偿的枢纽变电站。
3 结语
现阶段煤矿企业相当重视电能质量的治理, FC、SVC、SVG等根据不同的要求应用于不同的工作场所, 功率因素提高、谐波防止等方面起到相当的效果。三相负荷的平衡分配、防越级跳闸技术、电压补偿技术保证了电能质量与安全, 同时相应新技术、新设备的研发, 推进了电能质量的提高。
参考文献
煤矿供电对控制电器的要求 篇10
1、电器设备在电压波动下能可靠工作
目前的煤矿电器控制设备的工作电压, 为了能满足煤矿供电电压在75%~110%额定工作电压的波动要求, 采取了适当的措施, 使电器的控制线圈得到合适的电压。对于交流电磁系统, 主要用增大电磁线圈功率的方法, 对于直流系统采用全波吸合、半波保持等方法。
1.1 控制线圈为交流电压
1.1.1 加电感法
加电感线路原理图, 如图1所示:
它用于交流接触器控制中。按下按钮SB, 变压器二次侧输出电压U, 在电路刚接通时, 电感L被短路, 变压器付边电压U直接加到接触器控制线圈上。接触器线圈KM得电吸合后, 其常闭触头KM打开, 电感L被串入控制线圈回路中。电感L (可以用缺芯电感) 应满足下列条件:
式中:Ie——线圈的额定电流;
R K M——线圈的电阻;
L KM——线圈吸合状态的电感。
根据电感的特性, 在线路中的电流波动时, 电感L有阻止电流突然变化的功能, 因为电感L和线圈KM是串联的, 所以通过的电流不仅相同, 而且是同时变化, 在电压U波动时, 线圈电流不会波动。所以, 电感L起到了阻止线圈电压波动的作用。
1.1.2 加电容器法:
加电容器线路原理图, 如图2所示:
它用于交流接触器控制中。按下按钮SB, 接触器线圈经电容器C得电, 在通电后到接触器触动为止, 电容器C向接触器控制线圈K M提供了部分能量, 因为电容器C通过线圈KM充电, 所以使控制线圈KM两端的电压高于输入电压U, 只要设计恰当, 下式成立:
式中:ue——线圈KM的额定工作电压;
RKM——线圈的直流电阻;
ωLKM——线圈的感抗;
ωC——电容器的容抗。
即使输入电压U降到75%额定工作电压, 接触器仍能可靠动作, 吸合后, 接触器常闭触点将电容器C短接, 保证了接触器控制线圈工作在输入电压U下。如果电容器C较大, 需要在常开触头KM回路中串接一个放电电阻R 1。放电电阻R 1的取值, 以不使接触器释放为限, 即应保证控制线圈得到不小于65%的额定电压。
1.1.3 恒压变压器法
恒压变压器能给接触器的控制线圈供应稳定的工作电压。恒压变压器应用了铁芯磁饱和的原理, 当变压器原边输入电压上升波动时, 会使变压器铁芯更加磁饱和, 原边电流保持基本不变, 副边电流也保持基本不变, 根据磁感应, 付边电压基本不变。当变压器原边输入电压下降波动时, 变压器铁芯仍接近于饱和, 这样, 与电压上升波动时比较有变化, 但付边输出电压变化也较小, 达到稳定电压的目的。它的缺点是增加了部分铁耗, 降低了变压器的工作效率。
1.2 控制线圈为直流电压
1.2.1 全波整流启动半波整流保持, 如图3所示;
为控制线圈为全波整流启动半波整流保持原理图。接触器直流控制线圈KM, 在按下启动按钮SB, 经二极管全波桥式整流后供给直流电压, 这是线圈K M两端的电压U=0.9U1, 在线圈K M吸合后, 其常闭触头KM1打开, 二极管全波桥式整流变为半波整流。这时, 线圈KM两端的电压U=0.45U1, 为全波桥式整流输出电压的一半, 保持线圈KM吸合。可见, 这种方法在保持线圈吸合时, 降低了线圈的电压, 从而降低了控制变压器的输出功率, 起到了节省电能的作用。
1.2.2 控制线圈部分作启动吸合线圈, 如图4所示:
为控制线圈部分作启动吸合线圈原理图。线路中, KM1为直流接触器的常闭触头, 线圈I1、I2、Ⅱ1、Ⅱ2为直流接触器的四只线圈。在接触器启动前, KM1将线圈I2、Ⅱ2短接, 所以, 按下启动按钮SB, 经全波桥式整流输出直流电压U, 加在线圈I1、Ⅱ1串联后的两端, I1、Ⅱ1线圈作为接触器KM启动吸合用。当接触器吸合后, 常闭触头KM1打开, 线圈I2、Ⅱ2全部串入控制线路中, 进入接触器保持吸合状态。可见, 在接触器启动吸合时, 两个线圈I1、Ⅱ1串联, 每个线圈两端加的电压为, 吸合电流大, 电感小, 相对吸力增大。当接触器吸合后, KM1打开, 四个线圈串联, 每个线圈两端加的电压为, 吸合电流减小, 起到了节约电能的作用。
1.2.3 串入并联电阻电容法
串入并联电阻电容线路原理图, 如图5所示:
按下启动按钮SB, 在电路刚接通时, 因电容器有隔直通交的特性, 电容器在充电状态, 附加电阻R被电容C所短接, 因此增大了接触器线圈K M的电流, 也就增大了接触器的电磁吸力。但并不改变电流的稳定值, 即电容C充电完毕, 根据欧姆定律:I=U/R+r。
式中:I—为通过线路的电流,
R—为附加电阻,
r—为接触器KM线圈的内阻,
线圈中通过的电流越大, 吸合力越大, 这就保证了低电压输入情况下接触器也能正常吸合。但是, 也存在由于加入电阻R, 增加了部分能耗。这种方法, 附加电阻R与接触器线圈内阻r的比值越大, 并联电容器C也越大, 吸合力增加越显著。但是, 必须避免发生CR振荡。
2、电网电压突降的应对措施
由于供电系统中有大型机电设备重负荷启动, 系统中发生短路故障等因素, 造成供电系统电压突降, 煤矿电器在以前采用的欠电压保护, 都是瞬动特性, 只存在保护动作机构固有的动作时间。所以, 在电网电压突降且超过要求的最小值时, 欠电压保护就执行保护, 使电器设备增加了不必要的停机和再启动。特别在重负荷启动时, 又会造成电网电压波动和带来其它很多不利因素。目前解决的办法主要是把欠电压保护设计为延时特性, 延时1秒至3秒钟, 对电网电压突降有较好的效果。下面概要介绍两种方法。
2.1 采用时间继电器法
这种方法是利用时间继电器的延时触点, 串入欠电压保护脱扣回路。当发生电网电压突然降低时, 时间继电本身不能维持吸合而断开, 但其延时断开触点却不会马上断开, 而是延时1至3秒钟断开, 使欠电压保护脱扣装置躲过电压突降。电网电压恢复正常时, 时间继电器重新吸合, 保证脱扣器线圈正常吸合。
2.2 加阻容补偿法
这种方法和上述串入并联电阻电容法有共同之处。在电网电压突然降低之前, 电容器充足了电量, 发生突然降低时, 电容器两端的电压高于脱扣器线圈两端的电压, 电容器便回向脱扣器线圈补充电能, 保持不脱扣。在电网电压恢复正常后, 脱扣器线圈正常吸合。
结束语