煤矿电力系统有效利用技术优化及效果分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：余奇（1986-），男，汉族，陕西铜川人，陕西能源职业技术学院，助理工程师，机电一体化技术专业，研究方煤矿电力系统有效利用技术优化及效果分析 余 奇 陕西陕煤铜川矿业有限公司玉华煤矿柴家沟井，陕西 铜川 727200 摘要：摘要：随着经济和社会的发展，我国对煤的需求也在不断增加。煤矿资源是一个国家最重要的能源，它不仅是人类生存和发展的根本，而且对一个国家的经济发展起到了很大作用。所以，煤矿的安全生产是非常重要的。在矿井的实际生产中，要想获得长期的发展，必须要有先进的电力系统，而机械设备的动力来源又是决定其运转的关键因素。所以，要对技术进行优化来提升电力供应系统的安全性和可靠性，这对煤矿电力系统的正常运行有着非常重要的作用。基于此，本文就对煤矿电力系统技术优化的效果进行了探究，希望对提升煤矿电力系统的安全运行有一定的帮助。关键词：关键词：煤矿电力系统；技术优化；效果 中图分类号：中图分类号：TD61 煤矿供电系统作为煤矿的动力来源，在煤矿安全生产中占据着十分重要地位置。煤矿的用电量非常大，这需要供电系统稳定运行，这样才可以更好地确保煤矿开采工作稳定进行，以提升煤矿工作效率。然而，在实际的操作过程中，因为矿井的环境比较复杂，而且煤矿电力系统的技术含量也比较高，所以在操作过程中，有关的人员会在操作过程中产生一些问题，从而引起电力系统的故障，甚至会带来安全隐患。在这种情况下，操作人员必须强化煤矿电力系统的操作防护，对其操作过程中的潜在危险进行及时地分析，并制定出相应的对策，确保煤矿电力系统的正常运转。1 关于煤矿电力系统的概述和特点 随着科学技术的不断进步和发展，煤矿机械装备向多元化、大型化、多样化的方向发展。在当今社会，煤的开发与生产已完全依赖于机械。另外，在煤矿开采中，机械设备的应用也起到了很大的作用。矿井机械，电力，运输，通风等各类矿山机械。公司的主要产品有：采煤机、掘进机、各类输送机、绞车、风机，水泵、马达，开关、电缆等。综采工作面采用了一套完整的液压支护体系，各种规格的管路。随着我国煤炭工业规模的逐步扩大，各类机械、设备也在不断增加。电力、配电系统，将变电站的电能分布到矿井中的各个用电设备和供电设备，向矿井中的各种用电设备和照明系统供电，为矿井提供照明的系统等。在实际工作中，电力供应系统对煤矿工作的质量和效率，乃至工人的人身安全都有很大的影响。因此，在电力系统的设计中，必须将安全、高效、经济、防灾、操作与维修等方面都考虑在内。在煤矿生产和生产过程中，一般所使用的供电主要来源于电网范围内的电厂或变电所。电网是将电能直接送到矿山，在这种情况下，电能是不能直接使用的。通过这种方式，矿山用户可以通过变压器将其所需的电力转换为可用电力，这种方式被设计为矿山机电供电系统。矿山的电源电压一般为 610 KV，具体的电源电压要视矿山的供电方式和矿山的种类而定。电能经过降压站后，经矿井、车间变电所和其他高电压设备转换成高压。该电源为高压电源。另外，在向低电压设备供电时，即为低压配电系统。矿井供电可划分为浅部供电和深部供电两类。无论从哪种角度来划分，矿井电力供应由两大部分组成，其中井上和井下这两大部分在整个电力供应系统中占有举足轻重的地位。2 关于煤矿机电供电系统的需求 2.1 可靠性方面 供电系统的可靠性主要体现在两个方面：一是保证电力供应的顺利进行。二是供电不会对机械、人员等构成安全威胁，即当供电发生时，对矿山的正常生产没有影响。因为，煤矿机电供电系统一旦发生故障，就会严重地影响到机器的质量，甚至是损坏。严重时甚至会造成矿山停产，危及人员生命和财产安全，造88中国科技期刊数据库 工业 A 成重大经济损失。这就需要高可靠的矿井机器电源。为了提高系统的可靠性，可以将两种供电方式分为两种，一种是属于同一电源，另一种是属于不同的电源。但是，必须保证一台电源出现故障时，另一台电源能够及时更换前一台，从而使整台供电系统能够正常工作。这不仅能保证矿山的正常生产，而且能为企业减轻经济损失。2.2 安全性方面 煤矿生产中所处的工作条件十分苛刻，因此，在煤炭生产中所用的机器设备极易发生故障。比如容易衰老，容易受伤等等。因此，在生产的过程中，会产生各种各样的安全问题，并且，因为采矿地环境比较复杂，很容易引起气体爆炸、触电等事故。而目前，我国的煤矿安全事故时有发生，造成了很大的生命和经济损失。基于此，在矿井中保证电力供应的安全也显得尤为重要。在设计过程中，应采取多种措施，规范管理制度，以确保安全。2.3 经济性方面 电力系统的安全、稳定是煤矿机电系统第一要务。在满足了这两个条件后，如果可以降低系统的运营、维护和建设投资费用，将会对煤矿机电供电系统的迅速发展和应用产生更大的促进作用。由于供电费用过高，煤矿企业的经济效益将受到影响。因此，经济对可持续发展是不利的。3 煤矿电力系统运行现状 3.1 供电系统电压不够稳定 煤矿企业的安全生产，离不开电力供应系统。煤矿生产经常依赖于各种机械装备，因此，保证机械装备的可靠工作显得尤为重要。电压得稳定是保证机器正常运转得一个重要条件。但是，目前我国煤炭企业的供电设备普遍达不到有关标准。在电力系统中，很多情况下都会引起电压失稳。其中，设备老化，变压器线路损坏等是引起矿井供电系统电压不稳的主要原因之一。为减少外界环境对电力供应系统造成的不利影响，必须经常清洗、检修、维护各种设备，如电压调节器。要在最短地时间内，找到并解决变压器中存在的问题，保证矿井供电系统电压的可靠性。此外，变压器低压线路的接地或短路也会引起故障，这将使变压器在运行过程中的电流增大，从而导致电力系统跨越跳闸。3.2 继电保护装置部署不规范 对于煤矿而言，由于电力系统中的继电保护装置配置不够规范，也会造成电力系统的跨区跳闸。例如，矿井用电设备的电压偏低，在运行期间，继电保护装置容易产生错误判断。当保护装置的绕组发生短路时，将导致继电保护失灵。在配置继电装置时，若线路布置不当，电气设备的绝缘性能也常会降低，也会造成判断错误，也很容易发生越界跳闸。在保护设备工作过程中，经常会出现瞬态电流。若其与变压器线圈不相容，则会引起保护装置的异常，从而引起越限跳闸的情况。在实际运行中，由继电保护设备造成的跳越现象可分为两种：一种是由于非保护动作所致的跳越现象；二是由于保护动作造成的越线跳闸。因此，必须对其产生的原因进行分析，并采取相应的对策，才能有效地降低其发生率。3.3 电网谐波污染问题 谐波是指与电网无关的高阶谐波。煤矿生产中大量使用了大量的机械和电气设备，它们的工作功耗很大。矿井生产环境更加复杂多变，设备在工作中极易遭受电网谐波的冲击，长此以往，将对电压稳定产生重大影响，降低设备的服役寿命，还可能引起设备拒动或误动，从而引发电网故障。变频调速在煤矿综采等领域得到了广泛的应用，虽然可以对谐波进行有效的抑制，但也会降低电能的输出，因此，在使用时必须全面考虑，对其进行科学、合理的调控。3.4 实时监测系统自动化水平低 煤矿企业在施工前，受资金、技术、环境等因素的影响，没有对供电系统安装实时监测系统。为了进一步满足煤矿开采设备、技术等多方面的需求，越来越多煤矿企业意识到实时监测供电系统的重要性。现阶段，仍有部分煤矿使用传统的供电系统，无法做到实时监测，不能对供电系统中的故障进行及时地检测，从而影响供电系统的安全和可靠性，若不能对其进行有效的处理，将会造成安全事故，严重的还会对工人的生命造成伤害。4 提高煤矿电力系统的有效利用技术优化措施 4.1 优化电力系统结构并建立事故应急预案 89中国科技期刊数据库 工业 A 为进一步提升矿井电力系统的安全可靠运行，科技人员应从以下几个方面进行工作，做好煤矿供电系统事故的预防工作。首先，机电设备是矿井供电系统的重要组成部分，技术人员要对机电设备进行实时地维护、维护和检修，同时对关键设备进行定期的检修。第二，运用预防检测手段，对矿井供电系统中的电缆进行了系统地检测与维修。当前，利用红外温度探测仪，通过温度测试，对高压电缆的温度进行准确地测试，并与测量部位温度的实际变化相联系，对该点有没有异常的问题进行分析与判定，该操作方法具有较高的实用性、准确性和实用性。第三，对保护装置进行实时、系统化的校验与调节，以提高矿井电力系统保护整定精度，并对被测电器的绝缘电阻值进行准确计算。第四，在有关规定实施的背景下，员工的安全意识与责任感得到持续提升，并严格遵循既定的操作规程，做到科学操作，杜绝“三违”。第五，做好应急计划。在应急方案编制过程中，要根据不同供电地区的特点，对应急方案进行科学地设计与优化，并将应急预案应用于煤矿电力系统的事故防范工作中，保证煤矿电力系统的安全可靠运行。4.2 定期检验继电保护 为进一步提升矿井供电系统的安全，技术人员主要从以下几个方面来对旧继电保护进行定期的检查：首先，虽然新装继电保护装置在出厂之前都经过了检验，但在实际的运输过程中，如果发生较大的震动，会造成设备部件的损坏，因此，技术人员必须对新装的继电保护装置进行全面、系统化的检查。第二，为保证在役中的继电保护装置在恶劣的工作环境下发生的异常现象，技师应定期、实时地检查装置，并根据有关的规范与要求，采取一种预防性试验的方法，对继电保护装置进行系统的测试，并根据所用的继电保护动作执行状态，对核心部位的继电保护测试次数进行相应的调节与设定。在此基础上，根据工程师的最终计算结果，对继电保护定值进行科学的调节与设定。第三，在设定运行电流的过程中，通过科学地设定时间限制，使最高功率装置的启动效率得到有效地提高。为增强继电保护的针对性和有效性，需要确保设置的定值小于它的计算值，此外，对新漏电保护装置进行系统、全面的检查，以保证它的良好的工作性能，并对设备的负载状况进行全面的检查。同时，我们也要平均一年一次对电厂变电所的运行进行检查。4.3 改善电力系统谐波 电路中的负载为感性负载时，电路中的电感会变得很大，半导体切换的方式和直流侧电流值决定着电路中的谐波值。抑制电路中谐波的方法就是向电路中注入与谐波电流大小相等、方向相反的电流，进而完成补偿。补偿方式可分为两种，分别是并联补偿和串联补偿。将相反方向的电流注入电网，以此平衡电网中的谐波电流，确保煤矿电力系统谐波的稳定性。此外，为了避免供电系统越级跳闸状况的发生，可以采取分站集中控制技术。分站集中控制技术在整个供电系统中部。在每个煤矿都配置了变电所的装置，并把变电所的装置与越限跳闸开关相连接。在矿井生产过程中，当电网发生短路时，调度中心的越级跳闸装置能及时发现电网故障，并能在最短的时间内将监控数据传送给各变电站。分站会对故障进行及时、细致地分析，并针对具体的故障状况下达相应的指示，对矿井电力系统中出现的问题进行及时的处理，保证了矿井的安全。4.4 严格监测供电系统 如今，科技的发展越来越可以满足煤矿企业的需求。煤矿生产过程中，对供电系统进行实时监测是非常重要的，通过对整个煤矿井上地下供电系统各个电力环节的工作进行系统监控，获得了整个矿山的各个电力环节的各种电能数据，并通过电力记录和用电量信息统计了整个矿井的电力构成状况，使供电公司管理者可以随时随地了解供电系统的工作状态和各种工作情况，从而完成了对全部矿山供电的远距离抄表和电能管理，电力考核管理微机化，有助于公司管理者准确诊断发生事故的可能因素，同时也可以拓展了电力远程操作控制的范围，从而实现了变电站无人值班，为正确指导工作和防止避免故障，电气设备预防性保养、故障调查研究、计算供电负荷，并提出节电方法的依据。解决了井下供电开关型号繁多，维修设备不完备，保存困难，维修和维修工作量大等诸多难题，使得工作人员能够随时掌握电力系统的运行情况，对故障进行预警和预测，为安全供电打下了良好的基础，为该矿的安全生产创造了良好的环境，还能利用实时监测系统，及时发现问题，分析问题，在初期就能发现潜在的安全隐患，实现电源的切换。90中国科技期刊数据库 工业 A 5 结论 综上所述，煤矿井下作业环境非常复杂，电力供应系统在正常运转时容易发生故障，经常造成大面积停电，这不但影响了煤矿的生产效率，也对煤矿生产造成了一定的安全隐患。因此，对电力系统的正常运行和高效利用技术进行优化，能够保证矿井供电系统的可靠运行，提高矿井的生产效率，促进煤矿企业的持续安全发展。参考文献 1李蔷薇.煤矿井下低压供电系统漏电保护探讨J.矿业装备,2023(10):102-104.2杨俊勇.煤矿电力系统运行现状及技术优化措施J.矿业装备,2023(08):96-98.3刘路琴.煤矿电力系统中漏电检测技术研究J.矿业装备,2023(07):108-110.4郭磊.煤矿供配电系统中防越级跳闸保护技术的应用分析J.当代化工研究,2021(17):187-188.5张豪.煤矿井下供电防越级跳闸关键技术研究与应用J.内蒙古煤炭经济,2021(04):113-114.91