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煤矿机电设备供电方式安全设计研究

2019/09/05 阅读:

摘要:为了保证井下机电设备的安全,煤矿机电建设必须从确保安全的角度出发。双电源供电是一个显著的、以安全为首的供电方式。下面针对双电源供电开展相关探究。

关键词:煤矿安全;机电安全;双电源设计

引言

目前,中国煤炭资源的开采正借着科技力量的提升快速发展,机械化、智能化大大提高,在如此环境下,开采就必须有稳定的电力供应。本文将以煤矿中机电设备的双电源供电方式为主要研究点,讨论其设计和建设的要点,并对其进行分析。

1煤矿企业供电方式分析

1.1供电方式的概念

由于煤矿企业生产方式的特殊性,其供电方式不同于一般的企业,为了保证电力的持续供应,煤矿企业必须要为电力突然中断的情况做准备,由此产生了双线,或者多线的煤矿企业供电方式。一般而言,中国大多数煤矿企业的供电方式有2种,即双线异源同时供电方式和双线异源分时供电方式。

1.2双线异源同时供电方式

双线异源同时供电就是指,两股来自不同电厂的电源同时接入煤矿的专门中央变电站,此后两股电源同时为煤矿供电,当其中一股电源出现故障不能供电时,另外一股电源为煤矿生产供电。煤矿中的高压系统一般是采用由中央配电站直接接线的方式处理,电源与相应的联络开关之间则是借助于互为闭锁的投切设备连接,以确保煤矿生产过程中井下机电及其他设备的电力供应的持续性和可靠性,具体的配电装置如图1所示。在日常正常生产中,煤矿企业双电源同时启动,共同承担煤矿企业中设备的供电压力,当电力出现紧急情况时,其中一个电源的断开也不会影响煤矿的正常生产工作,正常供电电源可承担起供电任务,保证煤矿企业设备对电力的需求,煤矿企业可以在正常生产的情况下处理电力供应故障,从而保证煤矿企业的电力持续、可靠供应[1]。

1.3双线异源分时供电方式

双线异源分时供电是指,煤矿系统的供电有双线接入,但是只分配一股电源为此煤矿的供电电源,承担煤矿中所有电机及其他设备的电力负荷。另外一路电源作为常备电源,以随时应对供电电源出现的故障,并且常备电源要不定时地测试供电畅通性,以确保在供电电源出现故障时常备电源能够正常供电。具体的配电装置如图2所示。采用此种供电方式,高压系统接入形式与双线异源同时供电方式一致,都是直接由中央变电站接入。双线异源分时供电中的常备电源只能当主供电电源故障时接入,无法随时切换。

1.4两种供电方式对比分析

一般煤矿大多采用双线异源同时供电的方式,因为在煤矿实际运行中,供电管理和运营是一项复杂的工作,需要许多专业技术人员参与,结合当前中国煤矿的人员知识水平,达到这样的状态还需要一段时间。所以,大多数煤矿采用双线异源同时供电的供电方式,具有组织结构整体性好、运行效果好、管理方便且难度较低、对供电电源故障能自适应地分配供电线路等优点。但是,对于双线异源供电系统,由于系统要求的多馈线柜装置较多,线路建设要求较为复杂,因此,前期需要投入比较多的资金和其他建设资源,并且由于其建设线路较为复杂,电源利用率不高,后期运行中电费成本相对较高。对于煤矿而言,资金较为充足,通过资金的投入提高运行效率,增强运行效果,是煤矿企业所喜闻乐见的。相对于另一种供电方式,双线异源分时供电的优缺点就正好相反于双线异源同时供电,由于系统设备较为简单,结构简单,所以,前期投资较少,但是需要在日常工作中投入许多的管理精力,管理技术难度较大[2]。

2煤矿机电设备双电源供电安全设计准则

a)设计要求双电源的供电线路中每一条线路都为煤矿企业直供,直接有电厂专线抵达煤矿,不允许线路系统中间接入其他负荷。b)供电线路必须是专线连接、独立间隔出线,并且单独架设专线供电线路,保证架设质量,严禁一架多线。c)架设线路时应当采用比较坚固且绝缘的架设材料,因为电路在输送中是以高电压的形式存在,要确保每一个器件的质量。对于10kV输电系统,要按照20kV输电系统应用相关标准和要求建设。输电的关键在于导线的选择,要严格把控导线绝缘层的厚度,确保绝缘层的绝缘效果。另外,对于线路的金属连接点要做加固处理,确保连接质量,并做必要的保护。d)结合科技手段,在输电线路中设置智能的故障检测装置,并实时与煤矿供电部门和电厂连接,一旦出现异常情况或者发生故障,智能检测装置能第一时间确定故障点,以便于后期维修和故障处理工作的开展。

3实例分析

结合A煤矿输配电系统改造实例,探讨输配电系统的具体情况。该煤矿井下作业设备供电应用的电压等级是600V,煤矿中机电设备相应的负荷情况如表1所示。依照A煤矿的实际负荷以及煤矿周边的电源情况,在矿井生产过程中,选用10kV电压等级的线路,采用双线路供电的方式实现对整个煤矿系统的电力供应。在建设输电线路的过程中,线路架设的电杆材质为混凝土,配合混凝土电杆深埋措施。供电选择以煤矿位置确定,要求供电稳定且出线方便。煤矿变电站位于副井,两台同型号变压器同时安装,确保能够正常运行。在系统之中,10kV以及4kV系统分段接线处理时均应用单母线方式,以确保整个系统供电更为稳定、可靠。在实际工作中,采用JB_22型电缆,此种电缆的绝缘层为交联聚乙烯材料。对于井下采区的电机设备,采用专线供电,即由变电所直接通过低压线路进入井下采区,其间配置控制开关,专门控制采区总电路开关。变电所设置隔爆型高压开关装置2台,隔爆型低压开关装置8台。井下输电线路严格实行空架措施,禁止涉水架设输电电路,并且在井下水槽设置主接地,井下各个用电设备设置各自接局部地,每次进行接地时要测量接地电阻,保证接地电阻小于2Ω,否则更换接地地点,同时控制静电产生。煤矿中关于电路的故障比较多,发生原因也比较复杂,但重点是解决故障,确保煤矿生产正常进行。一般煤矿常见故障主要是短路故障,需要相关部门在日常生产中着重注意。采用双线供电的方式可以在故障发生时及时应对,并且也给故障处理提供了较长的时间,是有效的煤矿供电方案。

4结语

虽然中国的煤炭资源开采不断机械化、智能化,但是,现阶段仍然离不开人力资源的投入,所以,煤矿的安全仍然是人的安全。通过对煤矿现行主流供电方式的描述和分析,了解了各供电方式的优缺点,并做了供电方式对比。通过实例分析可以看出,机电设备的双电源供电方式能有效避免故障的发生,并在故障发生时能够及时应对和处理。煤矿应该不断更新自己的供电系统,提高自己对于供电故障的应对能力,切实实现电力安全。

参考文献:

[1]梅玉清.煤矿机电标准化与机电事故预防探析[J].煤,2018(3):89-90.

[2]王东荣.煤矿机电在煤矿中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(31):20-22.

作者:张瑞杰 单位:阳煤集团寿阳景福煤业有限公司

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