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摘 要：随着煤矿产能的提高,为保证安全高效生产,对矿井供电可靠性、供电质量的要求很高.由于煤矿电网底子薄弱,随着煤矿电网的迅速发展,电网结构不尽合理,抵御故障能力很弱,给电网安全稳定运行带来很大威胁,加重了供电运行管理人员的工作.随着系统不断扩容,造成电网结构复杂、继电保护整定困难、故障处理困难,事故原因分析困难等,另外一些煤矿供电系统时有发生越级跳闸事故、接地故障无选择性跳闸事故等.为适应电网的快速发展,安全管理必须从传统管理向现代化管理转变,安全工作的侧重点也应从事后处理向过程控制转变,真正做到预防为主,查清安全生产薄弱环节和危险因素,做到未雨绸缪,心中有数,避免头疼医头、脚疼医脚的短期行为,因此针对煤矿高压电网供电系统经济、安全运行研究意义重大.
关 键 词：安全高效；电网结构复杂；预防为主
1、目前煤矿电网经过不断的扩容改造,供电能力和供电距离不断增加,电网结构日趋复杂,现在的供电系统主要存在以下问题：
1）供电负荷距的合理性及大型设备对电网的冲击
由于井下供电线路不断延伸,各种电压等级供电负荷距的合理性得不到验证,因此线路末端的供电质量很受影响.井下综采工作面的电气设备功率比较大.且供电电缆线长造成线路压降大,工作面的电压低,有时造成工作面设备不能正常启动.另外,工作面大容量设备启动时对电网造成的冲击比较大.综上所述大型设备对电网的影响缺乏定量的分析和研究,无法提出合理而科学的解决方案.
2）矿用保护选择性差且存在越级跳闸现象；
煤矿井下供电系统是一个单侧电源辐射状电网,由于采区变电所相距电源比较远,线路中间经过的级数比较多（6级）,因此需要较长的时限和较大的定值配合,而电力部门对电源保护的时限和定值已经限定,无法更改,造成整定值过小,保护时限过短,保护无法配合,越级跳闸现象存在隐患比较大.同时,继电保护的配置与整定工作一直是煤矿电气技术人员日常工作中的重点和难点,而继电保护整定的不合理影响煤矿的安全生产.
3）电能质量问题逐渐显现
目前电能质量对煤矿的影响主要体现在谐波、不平衡及端电压三个方面.随着煤矿装备能力的高速发展,煤矿供电系统的非线性负荷日益增多,如各种换流设备、变频装置大量使用,这些非线性负荷产生的谐波电流注入到电网,使公用电网的电压波形产生畸变,严重地污染了电网的环境,威胁着电网中的各种电气设备的安全经济运行.井下大容量综采综掘设备的使用,使煤矿电网井下端电压问题日益突出.因此必须对煤矿电网进行全面电能质量测试,检测电能质量及无功补偿问题,提出整改方案,制定电气设备采购准入规范.
4）接地方式与过电压问题
煤矿6～35kV高压电网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不影响线电压、接地电流小,因此运行规程允许带单相接地故障继续运行1～2小时,提高了供电可靠性.但煤矿供电系统以电缆供电为主,随着供电容量及开采强度的高速发展,系统单相接地电容电流增长迅速,另外煤矿单相接地故障由于装备、环境等种种因素造成发生频度较大,将给煤矿供电系统的安全可靠运行带来极大的不稳定因素,如单相接地发展为两相、三相接地短路导致故障扩大；单相弧光接地引发全系统过电压导致系统设备绝缘击穿引发母线短路或设备损坏；单相接地故障引发系统谐振导致PT烧毁等.因此必须针对煤矿供电系统进行中性点接地方式及运行方式研究.
2.煤矿电网定期检测对煤矿电网安全有何重要意义
通过仪器进行煤矿电网的仿真研究和分析,可以全面了解煤矿电网存在的上述问题.为适应电网的快速发展,安全管理必须从传统管理向现代化管理转变,安全工作的侧重点也应从事后处理向过程控制转变,真正做到预防为主,经过检测后可以查清在安全生产薄弱环节和危险因素,因此可以做到未雨绸缪,心中有数.构建煤矿电网安全可靠性评价指标体系,对煤矿电网运行安全性进行分析,可以了解煤矿电网运行的状况,但是其最根本的目的和意义在于找到影响煤矿电网运行安全性的原因,通过对煤矿电网进行静态安全分析、继电保护分析、电能质量分析及中性点接地方式分析,可以准确把握是哪些方面的不足可能降低煤矿电网的安全可靠性,从而可以为针对性改造提供有价值的信息,因此针对煤矿电网系统进行整体安全研究意义重大.
3、电网安全研究采用理论性的研究、仿真研究与试验验证相结合的方式,技术路线如下图所示：
小结：通过供电系统结构对供电质量及可靠性的影响、接地系统现状、电容电流状况、继电保护设置及整定、电能质量等几个方面的综合分析,找出影响供电安全与可靠性的问题,提出整改方案,提高供电系统可靠性,确保煤矿安全生产、增产增效.