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[关键词]煤矿;地面供电系统;安全
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0102-01
一、概述
目前,我国煤矿企业众多,煤层结构使煤矿开采的环境十分恶劣。采掘面周围含有大量的瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质,如果用电不当,很容易因用电设备出现漏电等发生电火花引起井下发生瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。因此,煤矿地面供电系统的安全是十分重要的。
二、煤矿地面供电的现状
1、电源设计存在不合理之处
矿井中的主要机器设备都属于高电力负荷的机器设备,主要有排水泵、通风机、升降机等,这些设备就要在工作中保持供电的稳定和安全,这样才能保证煤矿工人的生命安全,进而开展好煤矿生产工作。由于煤矿地面供电的特殊性,所以相关的煤矿安全生产制度也规定了矿井地面的设备供电必须采用双回路式或更高级别的电源路线设计方案,从而确保井下设备的供电安全。
在煤矿实际供电中,并没有有效执行这种具有安全性的电源线路设计方案。在一些经济不发达地区和自有电厂的煤矿中,有的为能节约相关的费用,在布置双回路电源线上便引用同一个电源,从而导致双回路电源线路名不副实,煤矿地面供电电源的质量也无法保证。
2、煤矿地面远距离供电造成了安全隐患
一般来说,煤矿企业随着作业时间的推移,也会使作业线路变得越来越长,与之相匹配的供电线路也越来越长。由此也会使供电线路受到矿井供电环境的影响,出现供电的不稳定。超长线路供电也造成了线路中电压的衰减,要求更高的供电技术和更大的供电投入同时也造成了巨大的电能浪费,这和煤矿实际的供电技术能力和投资都是相互矛盾的,而由此造成了超长供电的电压不足,导致井下供电的机器设备电压不稳,甚至电压不足,从而造成供电隐患。
3、继电保护设备技术水平满足地面供电故障的实际需求
煤矿供电技术所要应对的供电环境是十分复杂的,在煤矿工作进行中,矿井的环境会更为复杂,进而造成继电器工作中存在设备功能不全,以及继电器保护动作迟缓、设备技术落后等多方面问题。
4、主变压器容量不足
主变压器长期运行在低效运行工况的条件下,不仅降低了供电系统供电可靠性和供电质量水平,同时系统长期运行在过负荷条件下,很容易导致变压器出现过热、绝缘老化、供电电缆出现发热燃烧引起瓦斯爆炸事故,不仅给煤炭开采企业带来巨大经济损失,同时还会影响企业的社会信誉。
三、提高煤矿地面供电系统安全可靠性措施
1、选用先进动态无功补偿及消谐装置
通过设备无功和有功容量间的自调节,既能提高矿井低压供电系统的安全可靠性及供电综合质量水平,也可以提供电气设备的功率因数,使地面供电系统中的各机电设备运行时产生的高次谐波分量得到有效抑制,也在一定程度上降低了谐波对供配电网的冲击,确保了煤矿开采机电设备高效稳定的运行。
2、提高供电的稳定性
要提高供电的稳定性,就要确保地面供电的持续性,当供电电源出现问题时,依然能够保证煤矿地面上的正常供电。地面供电的持续性,可以保证煤矿工作运行中不会出现高负荷的机器突然终止运转的情况,也在一定程度上避免了对机器设备的损害,还保护了相关操作人员的生命安全。矿井中的主要通风设备如果中断供电会严重影响其安全性。因此,煤矿地面供电系统在设计供电线路时,为保证供电的稳定性,就要确保能提供两个以上的供电电源接入供电网络中,以免出现断电情况。
3、改善继电保护设备的技术水平
根据供电的具体情况,设计地面供电线路时还要保护好供电继电器,完善其操作技术,在此基础上再制定出一套可实行的机电保护系统方案,从而提高机电保护的相关设备对故障的反应速度。另外,为了增强继电保护系统对供电线路的保护和恢复,我们采取的对策是对供电系统的全局性设计。在处理每段线路故障的问题方面,要准确定位和隔离相应的继电器,以此来保持其他线路中的供电能正常的进行。当个别的供电线路中出现继电保护设备被严重损坏,甚至是不工作的情况时,就必须要通过机电保护系统的上一机继电保护设备对该区域的供电故障做出相应的定位和应对,从而保证供电故障问题不会造成更大的影响,故障应尽快处理,从而保证整个地面供电系统处于正常的运行状态。
4、配置先进的供电安全实时在线监测系统
应淘汰那些供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备,并对选型进行重新规划。还要加大力度投入资金,全面提高供电系统的安全可靠性能,使煤矿开采工作能高效进行。
5、增强供电线路的安全性
煤矿作业生产的环境是比较恶劣的,给地面供电安全也带来了很大影响。因此,在进行长距离供电时,要将供电距离分成若干段落,并在相应的位置装置提高电压的设备,从根本上减少电压衰减对供电安全的影响。此外,还要对供电电缆的横截面积进行适当的调整,以便减少相关环境因素对供电线路的影响,确保供电线路的安全。
6、加大投入煤矿供电系统的技术和设备
为了保证煤矿工作的安全性,就要求煤矿企业要从多方面尽可能的提高煤炭工作的安全系数,还可以引进先进供电技术和设备,但是前提是要得到企业的许可。除此之外,为了确保供电的稳定性和煤矿产的安全性,还必须要引进更为先进的技术和设备,这样才能减少煤矿企业的经济损失,同时也降低事故发生的频率,避免了人力和物力浪费。随着煤矿中的设别用电量的提升,煤矿企业也应该不断的提升相关的供电技术和升级供电设备,以保证供电系统的供电能力,提高供电的稳定性和安全性。
除上述之外,煤矿企业也要重视起地面供电系统技术人员的技术培训,提高他们解决地面供电中出现故障的能力,从而为地面供电系统提供人力资源保障,确保地面供电系统正常运行,推动煤矿企业的稳步、长远发展。
四、结束语
总之,从电气角度来看,煤矿地面供电系统运行的稳定性和安全性都会直接影响到煤矿行业的发展。基于这一点,就要求我们提高煤矿行业的相关供电技术水平,结合煤矿开采的实际情况,将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来,加大对煤矿地面供电系统的日常管理,并不断完善煤矿地面供电措施方案,增加一些关键煤矿机电设备的安全保护和规范操作,从而使煤矿企业顺利运行,并实现煤矿开采的安全、稳定、节能、经济。
五、参考文献
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可靠性技术管理在煤矿安全生产中的重要作用主要体现在以下几个方面:
(1)可靠性技术管理能够保障煤矿供电设备的正常运转。煤炭生产是一项典型的劳动密集型产业活动,生产技术含量不高,因此在一定程度上使得影响供电设备操作的相关规范不够健全、水平较低,如供电设备操作人员的知识水平不高、综合素质能力较差等。在这种情况下,将可靠性技术管理应用到煤矿安全供电中,能够确保供电设备的安全、正常运行,在煤矿安全生产保障方面起到十分重要的作用
(2)可靠性技术管理在煤矿安全供电中的应用能够促进供电设备按照正常的规范使用。在实际生产过程中,很多企业都存在着设备使用不规范、不合理的问题。通过对大型矿难事故的原因分析可知,供电设备检修不及时、不按规定操作供电设备是引起矿难的主要原因之一。可靠性技术管理在煤矿安全供电中的应用,能够有效提高供电设备应用的规范性和合理性,能够有效地规避供电设备耗损问题,在设备使用安全性能和成本效益方面能够发挥十分积极的作用。
2目前煤矿供电安全工作的现状和存在的主要问题
近年来,由于供电技术不够完善以及供电设备落后而导致的矿井井下安全事故时有发生,对这些事故发生的原因进行分析和总结可以看出,煤矿供电安全工作过程中存在的问题主要集中在以下几个方面。
2. 1供电设备更新不及时
目前,我国很多大型煤矿企业没有对自身的供电设备进行更新,供电设备陈旧、落后,供电系统杂乱无序,可靠性设备管理工作存在很大的困难。这个问题在一些老矿区更加严重和突出。供电设备更新不及时不仅仅违背了国家对煤矿生产相关设施设备的安全管理规定,而且还给煤矿的安全作业带来了极为恶劣的影响,对煤矿安全供电工作产生极为不利的影响。
2. 2煤矿供电线路安全隐患问题突出
按照煤矿供电安全的相关规定要求,煤矿矿井必须采用双回路供电线路,这样才能够保证在停电的时候煤矿供电设备的运行不会受到影响,或者是减少停电对煤矿供电设备产生的不良影响,这样即便是在发生危险的时候也能够保证矿井工作人员及时、安全地撤离,减少安全隐患带来的生命财产损失。但是在实际应用过程中,很多煤矿仍然采用单回路线供电,更有甚者,只是单纯地配备了容量较小的发电机进行临时照明。还有一种安全隐患是有的煤矿企业为了节省生产成本,增加企业的利润空间,将矿井的双回路线路与同一地区的发电厂进行连接,这就导致了失电的潜在风险,使供电安全方面无法得到保障。2. 3备用电源不规范我国同样对煤矿自备电源的安装条件进行了规定,按照相关规定,只有经过相关部门检查和审批的自备电源才能够投人使用,并且为了杜绝和减少返送电的不良情况,自备电源以及可靠闭锁装置能够在电网停电的时候发挥重要作用。但是在煤矿的实际生产过程中,很多煤矿使用的备用电源根本就不符合国家的相关标准要求,安装的自备电源也没有通过相关部门的审查,很少装配闭锁装置,另外,在重要的供电设备处没有放置警示提示牌,也没有安排人对备用电源进行专门的监管,在实际应用中就会出现电力设备和电网损害风险,进而影响到煤矿安全供电生产。
2. 4长距离输电的安全隐患
随着煤矿生产规模的不断扩大以及相关采矿技术的应用,在煤矿的开采过程中,经常会出现巷道深部挖掘的情况,在这种深度比较大的巷道中,要想切实地保证生产安全,就必须提高巷道生产的机械化水平,同时,为了满足大规模采煤工作的需求,煤矿中的供电线路距离在不断地加长,电压更低,在这种情况下,如果电缆截面的选择不够科学,就会埋下安全生产隐患,有可能会出现爆炸、火灾等事故,这会给煤矿安全生产产生极为不利的影响,同时也会影响到煤矿生产的经济效益和社会效益。
[关键词]煤矿 供电 井下电气 技术分析
[中图分类号] TD68 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-40-1
随着我国社会的经济的飞速发展,我国的煤炭企业也得到了很大的发展空间,很多的现代化设备都被引入了煤矿的日常生产当中,这对于煤矿的供电安全和供电质量就提出了很高的要求,使得供电安全能够变得十分经济可靠。但是,因为电力的生产与供电系统的运行过程当中存在比较高的危险性,一般具有高自动化的过程都会要求发电供电与用电几个过程同时完成。当前的煤矿对于供电设备的相关保护技术主要是过流、漏电与接地保护三种类型,每一种系列的电气保护设备和相关装置都随着微电子技术、电力电子技术、计算机控制技术还有网络通讯技术的不断发展而得到了很大的提高和改进。
1在煤矿当中对于供电设备的安全保护
电力系统对于煤矿的安全生产来说是动力也是核心,为了能够使得煤矿进行安全生产,对于矿井要提出一些比较特殊的要求:①保障供电的可靠性,对于矿井来说,供电是不能间断的,一旦煤矿当中出现了供电间断的情况,不仅仅会影响生产,而且可能会出现瓦斯爆炸等巨大事故,这样就会造成不可挽回的损失,为了能够使得供电的可靠性得到保障,在电源设置上就要准备双电源,而且双电源一定要来自不同的变电所或是发电厂,即使一条线路发生故障,另一条线路能够使得主要生产能够得到正常供电,使得通风和排水工作能够正常地进行;②矿井的供电安全,因为矿井的工作环境十分特殊,很多供电工作一旦出现疏忽大意,都很有可能造成大规模的火灾或是瓦斯爆炸事故,引起严重的人员伤亡,因此一定要严格遵守相关规定,一定要确保供电的安全,因为矿井的工作环境比较特殊,所以供电问题一定要重视起来,避免重大人员安全事故的发生;③矿井下的各个水平的中央变电所还有主要的供电线路都不能少于两回路,如果一个回路一旦出现停止供电,其他的回路就会承担起剩下的全部负荷的供电。在井下安装的各级的配电的电压和电气设备的额定电压的等级一定要符合要求,最高不应该超过一万伏,最低电压不应小于一千一百四十七伏,对于手持照明设备和一些小功率的电气设备的电压不应该超过一百二十七伏,对于远距离的线路控制的额定电压不应该小于三十六伏,这些电压的安全控制措施一定要做到位;④在井下的配电系统要设置至少两种电压,对于一些低压电器设备像是启动器、变压器、馈电开关、电动机、检漏继电器等要将其额定电压值明显地标出来;⑤对于井下的电气设备的外壳与进行线路构架所用的导线和埋在地下的接地极要进行连接,这就是所谓的接地保护,接地保护了的电气设备十分安全,如果电气设备的绝缘外壳遭到破坏之后,外壳就会带电,当人体接触了带电的外壳之后,由于接地装置和人体构成了一个并联的回路,对于人体起到了很大程度上的分流作用,使得人体触电的危险大大减少,因此,电气设备的接地保护措施是对于触电事故进行预防的比较重要的措施,对于井下的电气维修和停送电的相关作业要按照相关部门的规定进行,一定要进行安全用电,对于电气设备要进行检查维护和定期的检测。
2对于供电设备的相关电气保护技术讨论
2.1对于煤矿的高压供电设备的电气保护
对于地面变电所与井下的变电所来说,一般使用的电气保护是继电保护装置,要安装在专门设计的继电器的室内或是独立组成的保护装置屏上。现在煤矿当中用的高压开关设备的相关保护继电器主要是电压触发式。随着我国对于微处理机类型的保护器的相关推广应用,对于煤矿现场的一些保护方式以及保护设备也能够突破传统的形式。在井下的采区变电所与综采工作面一般使用的高压类型的防爆配电装置都具有结构比较简单的保护脱扣器和相对来说功能强大、性能各种各样的微机综合保护器。微机程序控制的高压综合保护器在井下的推广和使用,受到了很多煤矿职工的一致好评。
2.2对于煤矿的低电压供电设备的相关电气保护
在煤矿的矿井之下的供电设备的电气保护装置一般就是一个插件保护装置,安装在开关设备的内部,和主要的回路电气进行配合来完成保护工作。
2.3对于一些新兴的矿区专用电气保护装置的一些功能上的要求
鉴于相关部门颁布的法规,对于新型的智能化的综合保护装置来说,这些装置不但要能够进行在线的功率、电流、电压、电度等一些常规的电力参数的检测,具有一些规程要求的比较常规的保护功能,而且还要有标准的通讯接口,能够对于电网当中的关键的开关设备的运行状况进行实际的监控,为电力调度自动化提供有力的支持。
2.4对于煤矿专用的新型的综合保护装置的有关建议
目前变电站的综合自动化系统将会在煤矿企业的生产当中逐渐推广应用。因为井下的开关和相关设备比较复杂,结构又十分多样化,井下空间狭窄还要防止爆炸,所以新型的综合保护装置的体积一定要小,还要具有标准的接口,保护模块还要具有可靠性高、灵活性强、性能优、性价比好、调试维护方便、多功能化等多种特点。采用开放式软硬件系统、嵌入分布式结构与多CPU并行工作方式,丰富人机对话功能确保煤矿供电设备的安全运转。
3总结
随着改革开放的进行,电力系统的发展也逐渐加快了速度,电力系统对于系统的安全运行也逐渐提高了要求,供电设备的相关电气保护也在进行不断地完善和进步,电气保护装置逐渐向着智能化发展,本文对于煤矿的供电系统和供电设备电气技术和安全保护的相关措施进行了分析,对于我国的煤矿的安全运行具有很大的帮助。
参考文献
[1]武常刚.煤矿电气设备与供电的安全保护技术分析[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2012,29(8).
关键词:本质安全型;供电系统;矿井
中图分类号:X9
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)07-0295-01
1 引言
煤矿供电系统是矿山生产的重要动力保障,几乎所有煤矿生产装备都直接或间接的以电力为动力,一旦电力中断,生产将被迫停止,同时由于煤矿井下存在瓦斯和涌水,停电后极易发生瓦斯积聚爆炸、淹井等恶性事故。随着矿井开采年限的增加,产量的增大,机械化程度的提高,所需供电容量不断增大,对供电可靠性的要求也更高。剖析近年来发生的煤矿安全事故,不难发现,很大一部分是由井下供电事故引起的。因此,研究、改造供电方式、配电装备,健全管理制度,对预防电气事故,减小停电范围,提高井下供电的安全性,具有十分重要的意义。该文根据煤矿生产的环境特点,结合现场实际,阐明了煤矿安全供电现存的问题,并提出相应的防治对策。
2 矿井安全供电存在的问题
(1)井下存在着大量应淘汰、有重大隐患的电气设备。
在我国目前条件下,采掘工作面的电气设备随采掘设备的更新在更新,但在采区变电所、中央变电所等处,电气设备自建井到现在,只要能使用,几乎就没有更新换代过,而且一部分机电设备不符合《煤矿安全规程》的相关要求。
(2)煤矿井下仍在大量使用非阻燃电缆。
供电电缆是低压供电系统最薄弱环节,受采煤条件所限,采掘工作面电缆经常移动、弯曲,极易发生短路、过热造成电缆着火,此外,电缆过负荷运行也是电缆着火的主要原因,因此,规程规定采掘工作面供电电缆必须采用矿用阻燃电缆,但受经济利益驱使,相当一部分煤矿仍在使用非阻燃电缆,直接影响了煤矿供电安全。
(3)供电系统没有实现实时监测监控。
我国煤矿井下供电系统及设备没有实现实时监测监控,地面管理人员无法实时掌握供电系统及设备运行状态,对故障状态无法做到及时决策,发生事故时,由于不能及时获取信息而无法及时决策,造成事故的进一步扩大。
(4)供电系统不完善。
有的地方煤矿矿井供电系统不完善,地面只有一条供电线路为矿区供电,矿井没有实现双回路供电供电。
3 提高煤矿安全供电的对策
(1)更新供配电控制设备,实现矿井供电自动化。
首先,为了适应井下用电设备电压不断升高、容量不断增大的要求,对于新建和改扩建矿井的井下高压电缆的选用必须保证载流量满足现有设备要求并留有一定的富余系数;其次,各煤矿企业应在《煤矿安全规程》指导下,使用符合防爆要求的电气设备,推广新技术、新产品,如节能配变、金属氧化锌避雷器、真空断路器、微机保护装置,通过先进设备的应用,减少设备检修次数;最后,实现矿井供电自动化,能自动将发生故障的供电段落隔离,非故障段恢复供电,实现矿井供电系统自动化,将能大大提高矿井供电的可靠性。
(2)加快煤矿供用电电网规划与建设。
煤矿企业应积极推进双电源、双回路供电的建设和改造工作,正常情况下,矿井电源应采用分列运行方式,一回路运行另一回路备用,备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等负荷的要求。另外将线路进行合理分段,对单电源辐射式的负荷分布情况,在干线上装设2台断路器,并在大支线首端安装线路断路器,当线路出现故障或计划检修时,可缩小停电范围。同时要做好断路器动作电流整定,按线路末端最小短路电流整定,干线断路器动作电流值、时限级差前后应当配合,当线路负荷增加时,要及时调整线路断路器动作电流值。
(3)重视施工、检修质量提高矿井供电可靠性。
提高矿井供电可靠性是一项长期、持久的工作。施工、检修质量是非常重要的环节,应严格按照《煤矿机电设备安装规范》和《矿井机电设备检修标准》来进行施工和检修,必须严格把验收关,提高施工、检修质量,加强技术管理,对设备缺陷加强技术分析,做好设备故障诊断。设备检修由定期检修逐步向状态检修过渡。把矿井供电的不可靠因素消灭在初始状态,可以大大降低矿井供电的故障率,为矿井安全生产创造良好的条件。
(4)抓好电网运行质量标准化工作,实现电力监测监控。
搞好煤矿供电系统质量标准化工作,煤矿企业应挡严格按照《矿井机电质量标准化》和《煤矿安全程度评价办法》的要求来管好供电设备,使供电设备始终处于一种最佳的运行状态,从而保证矿井供电的可靠性。另外需建立井下供电电网安全监测系统,使之与井下安全监测系统联网,在监测井下电网工作状态的同时,还可根据安全监测系统监测到的相关数据,判断事故的性质,确定事故区域,并在必要时切断相应事故区域的电源,保证井下安全生产。
(5)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,提高对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。紧急预案的制定要根据不同的供电区域、供电线路和工作场所有针对性地科学制定,事前对有关人员进行紧急预案的贯彻,并要进行预案演习,保证预案在紧急情况下能够落实到位、发挥作用。
参考文献
[1]陈国强.提高煤矿供电系统可靠性的措施与对策[J].能源技术与管理,2007,(1).
关键词:煤矿 供电 安全可靠 探讨
中图分类号:TD61 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)05(a)-0178-02
众所周知,我国煤炭资源开采大多发生在井下,井下空间比较特殊,其周围含有大量的煤尘、瓦斯等易燃、易爆物质,如果发生用电不当的行为,就会让用电设备发生漏电、矿井发生爆炸的现象。因此该文通过翻阅相关资料,总结出提高煤矿供电安全性的措施,为煤炭开采工程提供参考。
1 提高煤矿供电安全可靠性的意义
在我国的煤炭开采作业活动中,大多是采取井下作业的形式,由于矿井地下存在空间结构的复杂性,煤炭井下作业的环境十分恶劣,再加上煤矿矿井内存在大量的瓦斯等易燃易爆的气体,如果不经过妥善的处理,必然会造成严重的矿难事故。我国的煤矿矿井事故也时常发生,究其主要原因源于对矿井的供电系统处理不当。因此,通过提升矿井的供电可靠性和安全性,才能更好地保证矿井工作人员的生命安全,避免出现不必要的经济损失。首先,提升煤矿的供电安全性和可靠性可以提升矿井作业的安全性。对供电系统进行检查,避免因为漏电导致瓦斯产生爆炸,这对于矿工的生命安全是巨大的保障。其次,稳定的矿井供电系统,可以让矿工对于施工环境更加地熟悉,避免开采中出现人为失误导致矿难发生。最后,提升煤矿供电的安全性和可靠性,可以在发生事故后,帮助矿工快速的逃离现场,减少人员伤亡,也有利于救援工作的开展。
2 煤矿供电系统的现状分析
2.1 对供电电源的不合理使用
煤矿的日常生产作业活动需要大量的设备做为基础的保障,常用的设备,如立井提升机、通风机、主排水泵等机械设备都属于一类负荷,这对于煤矿的供电系统的稳定性、安全性有着较高的要求。一般情况下,在矿井中会设置双回路的电源线,这样一旦某一线路出现故障,另一路可以承担全部的负荷,保证矿井供电的稳定性。国家针对矿井的供电系统也有着法律方面的明确规定,要求矿井中应该具有两个或者两个以上的来自不同电网的电源线,以此来保证煤矿生产设备的有效运转。但是在实际的煤矿生产活动中,存在许多的企业对于矿井的开采,并没有严格按照国家的规定进行电路的设置,还有一部分矿区自备发电机,虽然也是采用两回路的电源,但是由于处于同一的变电站,一旦变电站出故障,两个线路回路将同时失效,无法保证矿井供电的稳定性。
2.2 主变压器容量不足
目前井下的负荷容量远远大于供电系统所设计的容量,从而使得主变压器长期处于一个低效的运行,不但降低了供电系统的可靠性,还降低了供电质量。并且随着长期这种负荷的运行,也很容易使得压器出现边缘老化、供电电缆发热等问题,引发煤矿爆炸的现象,不但威胁着矿工的生命,还给煤炭开采业带来巨大的经济损失,还影响着煤炭企业的社会声誉。
2.3 谐波的干扰
矿井地下作业运用到的大型设备,例如主井提升系统,其在复杂的地下环境中,受到环境的影响,这些大型机电设备会产生谐波,而这些谐波会与电网产生电磁波的相互干扰作用,这就容易导致电网系统的不稳定性,进而影响到设备的正常使用。针对于矿井存在的谐波干扰,变频技术已经开始运用到矿井的供电系统之中,以此来减少谐波带来的干扰。
2.4 人为操作失误导致
人为因素也是影响到供电系统安全的重要因素之一,由于操作人员的安全意识以及专业技能较低,未严格按照矿井地下作业的规章制度以及机械设备的正常操作流程进行操作,这种违规操作的行为,存在极大的安全隐患,容易导致因为人为操作失误出现触电或者产生火花进而引发爆炸等严重的后果。
2.5 煤矿矿井供电系统监测系统水平较低
目前有很多煤矿企业由于技术水平和资金能力的有限,为供电系统配备的监测系统水平比较低,无法实时地在线监测井下供电情况,因此使得井下供电系统的数据信息无法及时地反馈到地面。并且也会使得电力调度人员无法在第一时间了解井下供电系统的运行状况,也无法就即将发生的安全隐患及时地做出补救,由此导致事故的发生,不但威胁着矿工的生命,还给煤矿开采企业带来经济上的损失。
3 如何提高煤矿供电安全可靠性
3.1 构建合理的矿井供电结构
合理的供电结构是保证煤矿井下安全开采、节约用电的基础,因此为了确保煤矿供电系统的安全性和稳定性,需要对矿井的供电结构进行调整,构建起一个完整的煤矿供电体系。在构建过程中,要保证供电系统的每一个分支回路都是独立运行的,切记在分支线上的T接其它负荷,以此来减少供电的过渡环节和冗余线路。并且还要优化内部配电线路结构,以此来保证供电系统的安全可靠性。
3.2 采用新技术消除谐波的影响
对于机械设备在运转中产生的谐波,可以采用新的技术,来减少谐波和降低谐波对电网的干扰。例如,静止无功发生器技术,可以将一些大功率的设备实现无功能量的转换,这样就可以抑制矿井下的设备产生的谐波,避免由于谐波对煤矿供电网络造成干扰,提升供电的稳定性和安全性。
3.3 加强电力监控
加强对矿区供电系统的电力监控,实现对矿区供电设施的实时监控,确保对矿区内供电系统的全方位监控。合理的利用分级闭锁、选择性断电技术等技术,逐步地实现矿区电网的智能化和自动化,降低矿区危险事故的发生概率。因此,对电力监控系统进行优化和升级,能保证煤矿开采的稳定性和安全性。
3.4 提高操作人员的操作规范
人为操作失误也往往会造成巨大的安全事故,因此,加强提升矿区操作人员的安全意识以及让人员严格按照矿区井下作业的操作规范进行,才能避免因为人为失误导致事故的发生。应该对工作人员进行安全意识的培训以及井下作业的操作规范培训,此外,还应该建立起监督机制,对员工的人为失误进行及时地纠正,提升员工操作的规范性。
3.5 配置先进供电安全实时在线监测系统
安全生产才是煤矿企业需要时刻重视的问题,不能仅仅的注重经济利益,应该注重矿区的长期安全生产,因此,对于矿区电力系统进行适当的投入,加大资金的投入,及时地淘汰落后的旧设备,引入先进的在线检测系统,保证矿区设备都处于稳定的运行状态,并对这些设备进行定期的检查和维护,保证供电系统的安全稳定可靠。
4 结语
综上所述,煤矿开采主要是地下作业的形式,地下环境的封闭和复杂,对于供电系统的安全性有着极高的要求。为了避免由于供电系统的不稳定性导致安全生产事故的产生,煤矿企业应该通过一下措施确保矿区供电系统的稳定性。首先,优化线路和供电结构,加强对供电线路和系统的监控。其次,做好员工的安全操作培训,提升矿区人员的安全意识以及操作规范。最后,引入新设备,淘汰旧设备,确保供电系统的安全可靠。
参考文献
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【关键词】供电系统;可靠性的分析;管理制度
0.引言
电力是煤矿生产的主要动力来源,而与此同时,煤矿供电系统对于煤矿安全生产的重要作用也就不言而喻,在煤矿生产过程中,基本上煤矿生产的关键环节和机电设备都与煤矿供电系统有密切关系,所以供电系统的可靠性直接关系到煤矿安全生产和高效运行,煤矿供电系统的好坏也就直接影响煤矿机电设备的安全运行,同时煤矿供电系统的可靠程度也会对煤矿瓦斯的积聚程度和瓦斯爆炸的可能性都有着直接的联系,假设在煤矿生产过程中,煤矿供电系统出现了问题,那么用于煤矿生产的采煤机、液压支架、刮板输送机等设备就会停止工作,同时,由于在井下缠住瓦斯和水的影响,供电系统出现问题后,会使得瓦斯聚集,并出现涌水现象,甚至有可能出现瓦斯爆炸或者淹井等众多恶性现象,给煤矿带来非常严重经济损失和社会效益的损失,所以,我们对供电安全可靠性的提高必须要予以高度的重视。采取提高煤矿供电用电的可靠性措施,这样才能使得煤矿供电系统的安全性和可靠性得到提高,这对于煤矿的安全生产和高效运行都具有非常重要的意义。
1.我国煤矿供电系统的现状
我国煤矿井下低压供电系统采用中性点不接地方式,其优点是大大降低了电网接地电流和电容电流,提高了人身触电安全性和供电设备的安全性。供电方式与国外大体一致,主要采用中央变电所设有主变压器,总馈电开关向各分支开关馈电方式。但煤矿井下防爆电气安全水平不高,主要表现为产品设计不近完善,造成故障率及可靠性差,直接影响采掘工作面安全生产。尤其是电气故障可能引起故障产生电火,也可能引燃瓦斯煤尘爆炸事故,由此造成的伤亡人数会造成很大的后果,会给煤炭工业社会声誉和和谐社会的稳定造成不好的负面影响。低压供电系统防爆电器是煤矿生产必需的供电设备和控制设备,其性能好坏不仅直接影响煤矿井下高低压供电系统的正常供电,而且,直接影响采掘工作面生产设备的正常运转。因此,如何解决矿井供电系统电气防火防爆安全,已引起人们的重视。防爆电器传统的安全措施是采用防爆外壳、本质安全电路及各种保护装置,多年来的运行实践表明,这些安全措施可以防止事故出现,也可以防止引燃、引爆矿井瓦斯的爆炸,对保障人身安全起到了重要作用。然而,产品设计存在着不完善性,防爆外壳的结构具有一定的局限性,存在着极大安全隐患。
1.1我国煤矿供电设备老化问题
在煤矿企业的设备使用上,供电设备老化已经成为了机电设备的使用中最为严重的问题,其中存在的最主要的问题就是高压防爆开关的不安全性。主要从以下几个方面阐述:第一,当闭锁机构没有切断断路器就能直接拉动隔离开关;第二,在煤矿机电设备中有些机电设备的隔离部分不防爆,这样使得当设备出现误操作时,这样就有可能引起瓦斯爆炸;第三,PB系列开关在不切断电源时可以打开机构室前盖;第四,使用GJB3型保护器具有欠压、过流、短路外,但是多数开关使用的DL1型保护器只具备短路和欠压保护,这样就不符合《煤矿安全规程》的有关要求。
1.2我国煤矿测试手段落后问题
我国煤矿的试验仪器参次不齐。在一些煤矿中都有可能根本没有试验仪器,就是有也不能使用,或者有些煤矿中虽有试验仪器,但是由于引进的时间过于长久,也不能使用,致使安全保护的校验就无法实现。所以,试验仪器直接决定了煤矿的相关测试水平的高低,影响了煤矿供电系统的调试。
1.3我国煤矿管理制度不健全问题
在煤矿企业的管理程序中,广泛存在着管理制度不健全的现象,主要表现在以下三个方面:第一,在有些煤矿企业中就直接应用于机电设备中,这样就很有可能致使误动作等现象的发生。第二,在进行有些试验过程中,不能严格按照《煤矿安全规程》的相关规定的项目、周期、标准对机电设备的供电系统进行试验。第三,在煤矿企业的管理过程中,有些煤矿中就没有建立相关的管理制度,这对于煤矿供电系统的正常运转都会产生非常严重的影响。
2.提高我国煤矿供电的安全措施
2.1我国煤矿的供电可靠性
所谓供电可靠就是要求对矿井连续、不间断的供电。第一类负荷突然中断供电将会造成设备损坏,给经济带来很大损失。如矿井立井提升系统则是井下作业人员在遇到井下发生灾害时的安全出口之一。所以必须保证其供电的可靠性,每一矿井必须有两回电源线路。另外作为发电厂,应设立在紧急情况下电网馈电在故障情况下能快速恢复供电的应急措施。为了使得煤矿供电系统能够安全可靠的运行,在矿井两回电源线上都不得分接任何负荷。
2.2我国煤矿的供电安全
正是由于煤矿工作者的工作环境在井下,其环境的恶劣程度可想而知,所以煤矿供电系统的可靠性还会受到地质条件和环境的影响和限制。为了提高井下长距离输电的安全可靠性,避免事故的发生,我们对于这种情况通常采用的主要措施是:提高电压等级,装设相敏装置;增大电缆截面积。根据井下供电实际情况,实时调节供电方案,以保证井下供电安全。
2.3我国煤矿供电的完善与保护
完善继电保护方案,提高故障情况下动作的可靠性,井下由配电点引出的馈电线上,应装设短路、过负荷和漏电保护装置。井下配电网必须用该配电网路的最大三相短路电流动、热稳定性,避免故障情况下不熔情况的出现。必须用两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数,保护装置必须保证工作成组的电气设备能够启动。严格做好故障保护的协调动作。煤矿根据自身的实际情况,有针对性的将各种先进技术手段应用于煤矿生产实际中,提高故障排除速度。
2.4加大对我国煤矿供电设施投入
井下电气设备通常比较复杂,只有正确的检查、维护和调整才能保证其安全运行,必须要由熟悉设备性能的电气维修人员进行维修。
综上所述,在煤矿生产过程中,煤矿供电系统是煤矿生产的重要组成部分,是煤矿实现安全生产的发动机,然而提高煤矿供电系统的可靠性则是一项持久的、长期而艰巨的任务,并且在生产过程中,这也是一项极其复杂的、庞大的系统工程。做好煤矿供电系统的可靠性研究,采取行之有效的方法和手段,对于提高煤矿安全生产效率和提高煤矿经济效益都具有非常重要的意义和作用。通过以上的分析和研究,可以总结发现,我们可以主要从内和外两个方面分析可知,不管是直接还是间接影响煤旷供电系统的可靠性的相关因素有很多,我们知道,对于要提高煤矿供电系统的可靠性和安全性,我们就必须要将煤矿各个部门和单位进行联合起来,并且需要他们在各个方面和各个环节进行配合和支持。
3.结束语
在目前情况下,煤矿供电系统还存在着很多的问题,这些问题的缠住都需要我们去努力解决,要解决好这些问题,在主要的关键的就在于我们要充分的认识和理解煤矿供电安全性和可靠性中的必要性和重要性。所以,我们应该充分的发挥现在已经有的一些新技术和新方法的功能,使得这对煤矿供电系统的可靠性和安全性能够起到推动作用,对煤矿的安全生产和煤矿机电设备的高效运行具有极其重要的作用。
【参考文献】
[1]侯占友.煤矿供电安全可靠性受运行方式的影响分析.河北煤炭,2012-02-25.
关键词:地面生产系统,660V,供电系统,中性点接地方式
一、引言
随着煤矿工业采煤机械化不断提高,矿井生产能力越来越大,与之配套的地面生产能力的规模也越来越大,造成单台电动机的容量相应增大,用电负荷随之增大,从而出现电压降增大、电能损耗增加、电缆截面不足等问题,故在煤矿地面生产系统设计中,传统的380V供电已不能满足配电的要求,需提高配电电压,如低压供电系统采用660V及更高电压。本文就地面生产系统供电电压由380V提高到660V电压技术问题进行探讨。
二、660V供电的国际国内发展概况
早在上世纪60年代,660V电压就被作为一种标准电压列入国际电压标准中。1967年国际电工标准IEC38/67推荐的额定电压中就有660V。在以后IEC38中均有660V电压作为额定电压。我国1959年的国标GB156/59中,只规定了220V、380V两种电压为额定电压。而在1980年的GB156/80中已把660V列入国家标准额定电压。我国现行国家额定电压标准中,660V电压仍为国家标准额定电压。
我国煤矿企业井下于70年代初基本实现全行业660V升压改造。1981年,我国开始对煤矿矿井地面生产系统和选煤厂进行了660V升压供电的试验和研究工作,经过长时间对各种系列电气元件等电气设备在660V条件下的试验和验证工作,于1986年11月建成我国第一座由660V配电电压供电的阳泉四矿选煤厂,并顺利投入运行,1988年6月通过了由能源、机电两部主持的技术鉴定。1990年原能源部发出在煤炭工业中新建地面生产系统及选煤厂应采用660V供电的通知,进一步推动了660V供电在煤矿生产中的发展。随后,九龙口矿、淮南南潘集三矿、大同晋华宫矿等多座大型选煤厂都采用了660V供电并投入运行。
三、660V供电系统的可行性技术分析
1、供电输送能力提高
电网的输电能力与其供电电压的平方成正比,即:
式中:P——通过线路的输送功率,kW;
Z——线路阻抗,Ω;
Un——额定电压,V;
cosφ——线路功率因数;
ΔU%——电流通过线路的电压降百分数。
为便于分析比较,可认为输电质量ΔU%和功率因数cosφ不变,则线路中输电能力P·Z与电压Un平方成正比,即:
电网供电电压为380V时,电网输电能力为:
电网供电电压为660V时,电网输电能力为:
两种电压的输电能力比较:
可见,电压由380V升高到660V后,电压提高倍,线路输电能力为380V电压时的3倍,也就是说,如输电功率P不变,导线截面不变,则660V电压供电的输送距离为380V电压的3倍。同样,如输电线路阻抗Z不变,即电缆长度和截面不变,其输送功率也为380V电压的3倍。
2、电能损耗降低
电网供电电压从380V升高到660V后,电流将降至原来的1/,电能损耗与负载电流的平方成正比,因此用电设备均能降低电能损耗。用电设备的功率越大,使用660V供电的经济效果越好。
三相输电线路上有功功率损耗:
式中:ΔPL——有功功率损耗;
In——线路额定电流,A;
R——线路每相的电阻,Ω。科技论文。
现设定输送功率不变,线路长度不变,则380V、660V时输送线路上的功率损耗分别为:
两种供电电压输送线路上的功率损耗相比:
可见,在输送功率和线路不变的情况下,660V供电电压线路上的功率损耗是380V时的1/3,即可减少输电线路上功率损耗的2/3。
3、节约金属、减少投资
一般0.4kV低压配电系统中配电电缆采用0.6/1kV耐压等级,在用于0.66kV低压配电系统时,无需增加电缆耐压等级。另一方面,由于采用0.66kV配电电压,提高了电压等级,对为相同容量的电动机配电,则可以减少配电电缆截面或增大输送距离。
660V供电时的导线截面积约为380V时的57.7%,而导线、电缆截面由标准分级所决定,故通常至少可降一级标准截面来选取导线、电缆。通过技术分析,升压改造后电缆、配电开关等方面节约的材料达40%~55%。同时补偿功率因数用的电容器,相同容量情况下,在660V电压下使用时要比380V输出无功功率提高2倍(Qc=U2ωc),而价格只差50%,故可降低电容器投资约一半。
4、供电安全可靠
380V供电系统为中性点直接接地的三相四线制系统,一般为动力照明混和供电。660V供电系统为提高运行安全,采用中性点经电阻接地系统。
变压器接地方式一般分为四种:即不接地方式(中性点绝缘)、直接接地方式;电阻接地方式(数十Ω为低电阻接地,数百Ω为高电阻接地)、消弧线圈接地方式。中性点接地与否,对供电系统设计、维护运转及安全都有重大关系。当发生一相接地时,随着接地方式不同,电压差别很大。科技论文。对于直接接地和低电阻接地的电网,一相接地时,接地短路电流较大,除能使继电保护迅速动作外,还有降低内部过电压的优点。对不接地、高电阻接地和消弧线圈接地方式的电网,单相接地电流很小,对提高系统的稳定性和供电可靠性有利。对地面660V配电系统,其中性点接地方式目前没有明确的规定,《煤矿安全规程》规定,煤矿井下采用中性点不接地系统。中性点不接地系统的优点是单相接地电流小,从而避免了人触电时大接地电流对生命造成的危害。但缺点是由于网络电容电流和系统漏电电流很小,不便于实现保护的选择性。科技论文。为避开这一缺点,又能提高供电系统的稳定性和可靠性,因此地面660V供电系统一般采用中性点经高阻接地方式,通过适当调整接地电阻值,从而实现既能保证保护装置的选择性又可抑制单相电弧接地时的过电压。
660V供电系统必须装设选择性漏电保护装置,否则不能投入运行,而380V供电系统一般不装设这种保护,适当选择中性点接地电阻,可以增加故障点的零序电流,提高选择性漏电保护的灵敏性,实现有选择性的切除故障回路。660V供电系统采用上述保护措施后,人身触电后得到了有选择性的保护,比现在广泛使用的无漏电保护的380V系统具有更高的安全可靠性。
四、结语
通过对660V供电技术探讨,若矿井地面生产系统用电负荷较大,则采用660V电压供电为最佳方案。
参考文献:
[1] 顾永辉.工矿企业660V供电[M].北京:煤炭工业出版社,1997
关键词:供电基本要求 系统分类 安全用电常识
一、矿井供电系统的分类和等级划分
1.供电系统的分类 在满足电力用户对供电可靠性要求的同时,又照顾供电的经济性,这是合理的供电原则之一。无论在国民经济中还是煤矿企业中,不同的用电户对供电的可靠性要求不完全相同,因此通常将它们分为三类:一类负荷、二类负荷、三类负荷。一类负荷:凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故,或损坏重要设备且难以修复,或给国民经济带来很大损失者,均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷,又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户,要求供电绝对可靠。为此,对这类用户的供电,必须设有备用电源和备用供电线路。二类负荷:凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。三类负荷:凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。
2.供电电压等级的划分目前,煤矿井下采用交流电电压等级有:6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V―为矿区内高压配电电压或动力电压。660V―为井下低压配电电压或动力电压。1140V―为采煤机的专用电压。127V―为井下照明、手持式电钻的电压。36V―为控制电压,也叫安全电压。直流电压有:250V或550V为井下架线电机车的电压。
二、井下电气设备的三大保护
1.过电流保护 过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。电气设备和电缆出现过流后,一般会引起它们过流,严重时会将它烧毁,甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见,电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种
(1)短路 短路是指电流不经过负载,而是经过电阻很小的导体直接形成回路,其特点是电流很大,可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍,甚至更大。因为电流很大,发热剧烈,如不及时切除,不仅会迅速烧毁电气设备和电缆,甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾,还会引起瓦斯、煤尘爆炸。
(2)过负荷(过载) 过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值,而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。电气设备和电缆过流后,绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加,发热加剧。如果过流的延续时间很短,不超过允许的时间,电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度,因而不会被烧毁,允许继续运行,这种情况称为允许的过载。但是,如果延续时间超过了允许的时间,电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘,如不及时切断电源,将会发展成漏电和短路故障,因此也要加以预防和保护。引起电缆和电气设备过负荷的原因,主要有两个方面:一是电气设备和电缆的容量选择过小。另一个是对生产机械的错误操作,此外,电机的端电压过低或电机堵转时,将长期通过电机的启动电流,因而是最严重的过负荷。
(3)断相 三相电源断一相或三相绕组断一相,称为断相或缺相、跑单相。过流故障有如下的危害:①过流倍数较低时,引起电气设备和电缆的温升超限,缩短设备使用寿命。②过流倍数较高时,将导致电气设备烧毁,甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。过流倍数很高时,会在电网上造成很大的压降,影响电网的正常运行。过流保护的要求:必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。
2.漏电保护 电网的漏电又分为集中性和分散性漏电。集中性漏电是指在变压器中性点不接地的电网中,由于某处(或某点)的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整个电网或整条线路的绝缘水平降低,而沿整条线路或整个电网发生的漏电。漏电的危害:①增加人身触电的危险;②增加引起瓦斯、煤尘爆炸的危险;③可能造成电雷管先期爆炸事故;④可能引起电火灾;漏电保护的类型有漏电闭锁和漏电跳闸两种。所谓漏电闭锁,是指在开关合闸之前对电网的绝缘电阻进行检测,如果电网的对地绝缘电阻值低于规定的漏电闭锁动作电阻值,则使开关不能合闸,起闭锁作用。其多装在用于直接控制和保护电机的磁力起动器上。漏电跳闸保护通常是由检漏保护装置配合自动开关来实现。
3.保护接地 保护接地就是把电气设备的金属外壳和框架,用导线与埋在地下的接地极连接起来的一种保护措施。
(1)保护接地的作用:主要起着分流的作用,可以减少通过人体的电流和产生电火花的能量,从而避免人身触电事故和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。
(2)保护接地网 从保护接地的原理可以得知,保护接地装置的保护作用是否可靠,关键在于是否能将它的电阻值降低到规定的范围以内。我们通常把单个电气设备的接地极称为局部接地极。在安装时也要采取一些措施来降低接地极的电阻。但仍往往降低不到需要的数值,使它满足规定的要求。因此为可靠地预防人身触电和瓦斯、煤尘爆炸事故的发生,对井下电气设备要求建立保护接地网。
三、安全用电常识
随着电气化程度的迅速提高,尽管井下设置了漏电保护和保护接地等保护措施来预防人身触电事故的发生,但触电事故还是时有发生。
1.造成触电事故的原因
保护装置人为或意外的失灵。有些人片面追求生产,忽视安全,人为的甩掉漏电保护装置,放松对漏电保护和保护接地装置的管理,使它们不能可靠地起到保护作用,造成触电事故的发生。电机车架线引起人身触电事故。临时性的用电设备,不按规定标准进行管理,易造成人身触电事故。
2.触电的危险。触电的危险和分类 人体触及的带电导体或触及因绝缘损坏而带电的电气设备的外壳,都会引起人身触电事故。
触电对人体的危害一般分为电击和电伤两种情况。电击是指触电时电流通过人体的内部,破坏体内器官,多数情况会致人死亡,所以是最危险的。电伤是指电流瞬时通过人体的某一局部,造成对人体外表器官的破坏。触电危险的有关因素 电击对人体危害程度和以下主要因素有关:①电流的大小;②电流的种类;③电流通过人体的时间;④人身电阻;⑤接地电压;⑥电流通过人体的途径;⑦、人的生理状态;
3.预防触电的方法 一般措施:①防止人身接触或接近带电导体;②降低使用电压;③严格遵守各项安全用电作业制度;
4.触电后的急救 人触电后,首先应切断触电者的电源,使触电者与电源相脱离。脱离电源的方法很多,如拉掉开关、用绝缘物品将人身与电源拉开等。切断电源以后,应立即作心肺复苏,同时立即通知医生下井抢救触电者。
【关键词】煤矿;节约用电;措施
煤矿节约用电,不仅能降低煤炭生产的成本,提高经济效益,还能节省大量的电能供给其他行业生产的需要。由于生产条件的不同,矿井生产每吨原煤所需的电量在较大范围内变化。重点煤矿原煤电耗一般为10-40kW・h/t。因此,采取有效措施,加强管理,提高生产技术水平,对减少原煤生产的电耗效果显著。
1、加强煤矿节电的技术管理
煤矿节电技术管理主要包括制定供用电制度,实行计划用电;合理调整矿井的电力负荷.充分发挥供电设备的能力;拟定与执行节电计划,制订节电的技术措施,挖掘节电的潜力等。
2、提高现有设备的工作效率,减少间接能量消耗
提高用电设备的工作效率,减少间接能量消耗,需要对现有的煤矿电气设备加强管理,定期检修,经常维护,减少不必要的能量损失。例如:在煤矿排水系统中,要提高水泵的效率,改善水泵的运行性能,减少排水管路的水头损失等;在提升系统中,尽可能做到满载运行,不跑空趟,减少罐道的阻力等;在通风和压气系统,选择高效率的风机,降低通风管路和压气管路的阻力,尽可能减少漏风等。
3、减少输电线路的能量损耗
煤矿输电线路主要有架空线路和电缆线路。电能在传输的过程中,导线上必然出现一些能量的损耗,其损耗约占矿井用电的6%左右。因此,一定要改造不合理的煤矿供电系统,合理确定变、配电所的位置,减少输电的距离,选择合适的导线截面。有条件的矿井采用10kV电压直接入井的供电方式,可以增加电网输电能力,还能提高供电质量和减少电能的损耗,取得显著的经济效果。
4、正确选择和使用电气设备,提高系统的功率因数
煤矿主要电气设备主要有感应式异步电动机、变压器、电抗器等。这些设备都属电感性元件,可能导致系统的功率因数偏低。正确选择和使用这些设备,能够提高系统的功率因数,减少电能损耗。如:加强生产管理、减少没备的空载、轻载运行,提高供电系统中的自然功率因数;在技术条件满足要求时,应采用同步电动机拖动;利用静电电容器补偿系统的无功功率,提高供电系统的功率因数。
5、提高功率因数
在煤矿企业中使用着大量的感应电动机、电焊机和变压器等电气设备,这些设备在运行中,不但需要有功功率,还须供给无功功率。所以,使得煤矿供电系统的功率因数偏低。
功率因数低对供电系统非常不利,由于在有功负荷不变的条件下,在功率因数较低时,会使得供电系统的电流增大。这样,不仅要求增大电源设备的商量,还可能增加供电系统的电能损耗和电压损耗,使供电系统的投资和运行费用增加。
因此,提高供电系统的功率因数,对充分利用现有的电源设备,保证供电质量和减少电能损耗具有非常重要的意义。
提高、功率因数的方法主要有以下三种。
(1)提高负荷的自然功率因数。这无需专门的补偿设备,只需改进用电设备的运行情况来提高负荷的功率因数的方法。主要有:
①正确选择和合理地使用电动机,使之不在轻载和空载情况下运行。
②合理确定变压器的容量,适当调整负荷和运行方式,尽可能防止变压器空载运行。
③在技术条件满足的条件下,对于容量较大的电动机,尽可能选用同步电动机拖动。
(2)人工补偿法提高功率因数。目前,应用较多的方法是利用静电电容器进行补偿。
如果在补偿前系统的有功计算容量为P,无功计算容量为Q2,就可绘出图1所示的功率三角形。图中φ1为系统的自然功率因数角,仰为补偿后的功率因数角。由图可知,补偿后系统的无功容量QZ=Q∑-QC,功率因数得到提高。由图所示的几何关系能看出,补偿电容器的无功容量QC为:
QC=(Ptanφ1-tanφ2)
式中:P―系统的有功计算容量,kW;
tanφ1―补偿前功率因数角的正切值;
tanφ2―补偿后功率因数角的正切值。
补偿电容器一般接成三角形,电容器额定电压按线电压选择。
(3)补偿电容器的补偿方式和联接方法。补偿电容器