煤礦井下供電系統的經濟性和可靠性探究

陸浩

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，我國的煤礦井下供電系統的優劣直接影響井下作業安全性和經濟性，特別是在井下機械化程度的不斷提高和生產面的不斷深入擴大，井下不安全的用電管理給井下作業帶來較多不利影響，本文主要根據分析煤礦用電狀況和電費繳納的主要情況，以安全操作為基礎，對優化供電模式和合理節約的用電支出方式等數據進行分析總結，以真實數據為主要運行效果的推測和現狀進行研究，對減少電費總量和節約生產成本有重要意義，并闡述煤礦井下供電系統中存在的諸多問題，提出相應的解決措施和改進方法。

關鍵詞：煤礦；供電系統；電費；合理經濟

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.044

0 引言

煤礦在開采過程中，費用支出中很重要的組成部分是電費的支出，根據電力系統相關政策計算，煤礦生產過程中需要交納基本電費和電度電費兩種，基本電費直接關系到企業的供電方式和用電量，這就對企業利用節能設備進行降低用電和降低能耗提出較高的要求，基本電費的高低與煤礦自身的用電方式有關，因此在保證正常生產范圍內的優化供電方式和在最大范圍內減少基本電費支出是提高煤炭用電管理的重要方面；隨著煤炭井下作業工作面的不斷深入，高壓供電設備不斷深入井下，高低壓開關等供電設備是否安全直接關系到礦井的安全生產，井下復雜的作業環境，特別是井下作業中經常存在瓦斯或粉塵，電氣設備受潮處于濕度較高條件下容易發生瓦斯爆炸或粉塵危害等，由此可見，為保障井下安全生產和正常作業，合理優化井下供電系統尤為重要。

1 煤礦的高低壓供電系統

（1）高壓供電系統。在煤礦井下作業中，高壓供電系統能否安全可靠的用電不僅影響煤礦產量還更加影響到煤礦的工程進度，高壓供電系統與用電系統本身有關，每個組件的安全可靠成為是井下作業的關鍵，其中任何環節出現問題都會影響到整個用電系統的正常運行，因此在設計初期要加強對故障薄弱環節的預防和維護；為避免安全事故的發生，提高高壓線路的安全可靠，在選擇電纜時要保證所選用的電纜能滿足設備的要求。

煤礦井下所使用的高壓防爆開關雖然具有高壓漏電和絕緣保護功能，但由于變壓器蓋沒有有效的鏈接保護裝置，容易導致高壓開關的變壓器無法形成有效配合，容易造成短路和漏電問題，失去了高壓開關的保護功能容易發生斷電事故。為加強煤礦井下作業的安全可靠，要選擇使用斷流容量大于變電所母線上實際短路容量的高壓開關，若發生變壓器開關斷開等故障，高壓開關可迅速跳閘，并及時維護保養高壓防爆開關，定期檢修負荷產生變化的保護裝置等。在煤礦線路保護過程中，煤礦供電系統距離電源較遠，經過較多的開關級數，在煤礦采煤區變電所根據計算結果斷定整個供電處的負荷開關值，根據所負荷工作最大值確定過流保護定值，一旦發生短路故障，必須要迅速做出保護動作，減少停電影響的范圍。

（2）低壓供電系統。伴隨煤礦供電電壓等級的提高，煤礦井下低壓供電系統的范圍不斷加深擴大，井下低壓供電系統采用中性點不接地方式，可以降低電網接地電流和電流容量，提高人身接觸的安全性和可靠性，但由于煤礦井下的防爆安全水平不高，電氣故障容易發生瓦斯爆炸的情況，因此提高煤礦井下低壓供電系統的安全可靠對提高煤礦井下供電有重要的意義。但低壓供電系統經常會遇到以下幾個問題：首先是低壓供電系統，沒有采用專門的電纜線路，當其中一種供電線路出現故障會影響到其他風機，給礦井的安全操作帶來安全隱患，因此為避免發生上述安全問題，通風專用變壓器要求安裝低壓選漏裝置，減少漏電線路的影響。其次是井下必備的電氣設備是采用防爆外殼的各種保護裝置，這些都是可以預防引爆瓦斯的裝置，可以很好起到保護人身安全的作用。

2 煤礦電費計算和收取辦法

目前煤礦的電費計算方法執行的是國家電力系統的售價，電度電價是指用戶用電容量來計算，基本電價按照變壓器的大小和最大用電量進行計算，由用戶選擇一年之內保持不變，兩種用電方式選擇其中一種執行。

基本電價由收費費率、最大用電量和運行的電壓器容量組成，煤礦無法自行改變該要素，最大用電量可改變的幅度較小，按照煤礦供電安全的要求，一般采用完全分列運行，兩種電源和兩臺主變壓器分別負荷運行，一主一備運行，一回電源線路和主變壓器帶點，另一回線路帶電備用，主變壓器可備用；另一種是主變分列運行和并列運行，兩回路電源線路和兩臺主變壓器并聯，這三種方式會收取兩臺變壓器的基本電費。

3 降低電費的基本途徑

（1）做好供電系統的規劃。隨著煤礦開采工作的不斷增多，企業的電量使用量越來越快，電力基礎建設是優化各種電力設備組合的前提和基礎，需要企業根據煤礦發展趨勢和實際使用情況制定相應供電系統的規劃，注重從礦井上下部的供電系統、結構優化，減少出現區域配電的超載運行，減少電力供電系統的能耗，電力系統中的繼電器保護裝置可靠性差容易發生電路故障，因此通過對礦井供電結構進行優化后可以有效減少電力傳輸對電網的損害。

（2）合理配置變壓器的電容量。礦井下的電纜在長時間處于超負荷的運轉狀態下容易發生漏電等危害，可選擇將長期處于該狀態的變壓器改為容量較小的變壓器，將超載的變壓器改變為容量較大的變壓器，合理配置適合的變壓器不僅可以降低運行成本還能減少變壓器事故的發生，有效的提高了煤礦企業的連續作業效率。

（3）推廣線路回路，減少電能損耗。通過電力供應中的實際情況淘汰高能耗的變壓器，更換為節能變壓器，推行供電線路回路，減少電能在傳輸過程中的損耗，當超負荷電流超過經濟電流后，更換導線增加線路回路，也是減少能耗降低電路損耗的方式。

4 結束語

煤礦供電系統是影響煤礦安全生產的主要系統，為提高企業的經濟效益和安全可靠的生產效率，合理優化煤礦供電方式和提高電氣容量，選擇適合的計費方式，是節省電費損耗的主要方式，制定完善的規章制度，加強對井下供電系統管理的力度，及時解決煤礦供電系統中存在的問題，才能保障提高煤礦的經濟效益和可持續發展。

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