礦山設備高壓供電研究與改進

高燕清，張云明

（鶴慶北衙礦業有限公司，云南 大理 671507）

筆者在對山西省太鋼集團代縣礦業有限公司進行研究后完成，并以此為例，針對其礦山設備改進舉措的研究和應用進行分析。選擇王家河段主變電站部分進行研究，其設計總負荷達到了7.15萬千伏安，從其特點來看，主要是通過單電源110/6kV線路方式達到供電目的。借助于沂州供電分公司棗林變電站185＃回路供電在此過程中所產生的積極作用，將該變電站中110kV饋出母線直接引入到王家河主變電站位置[1]。整條110kV電源線路全部采用架空線路的供電方式，在線路選擇方面，利用了LGJ-150鋼芯鋁絞線來達到供電目的。

在王家河主變電站位置為其配置了2臺主要變壓器，其容量分別為3.15萬千伏安和4萬千伏安。在6kv出線位置，為其配置了16條回路，將其作為備用電源。在整個采礦工程中可能會涉及到諸多影響因素，對采礦工作產生一定影響。因此，借助到備用電源方式的積極作用，保障整個采礦工作的順利開展。需要注意的是，該部分電路日常負荷需要被控制在3萬千瓦左右，不宜過低或過高。否則，將會導致其效果無法得到有效發揮，甚至還會對正常采礦作業的有效開展產生負面影響。

1 礦山設備供電相關概述

根據對代縣礦業有限公司采場生產和作業用電狀況研究來看：其中主要是110kv王家河變電站位置為其提供所需要的電力。整個供電范圍包括了開閉所、井下高壓室、平峒、破篩、磨礦選別等十多所高壓室。在開閉所部分，借助于669#線路，井下高壓室位置選擇的是673#線路，平峒則主要包括了一峒、二峒和驅動站三個重要部分組成。在開閉所6kv饋出線位置一共供出了7趟回路，其主要目的是為了保障生產系統電鏟、牙輪鉆機等相關礦山設備能夠保持在正常運行狀態中。井下高壓室673#線路則主要是為了保障井下開采壓氣和主排水泵站高壓室、通風高壓室等重要設備能夠保持在相對安全、穩定運行狀態中，促進整個采礦作業的順利開展，進一步提升作業效率，從而創造出更高的經濟價值。在開展井下作業時，需要將673#線路作為其中的主供線路、669#線路作為備用性線路所存在。在具體運行中，如果發現部分地區出現了電氣故障問題，并且需要停電才能夠進行檢修時[2]。將會讓主供線路停止運行，備用線路發揮其積極作用，完成對線路的有效控制。在井下開采作業時，其需要保障配電能夠達到一級負荷要求。結合電氣使用規范、國家部門相關要求以及井下地采安全用電需求方面內容進行綜合性考慮，對井下生產用電負荷進行再次改造和升級。其中，借助到專線雙電源或者雙回路供電方式，便可以達到安全供電需求，從而在一定程度上有效避免了供電線路中所出現的各種隱患性問題，為后期開采工作的順利開展提供了充足保障。

2 礦山設備供電所的研究與改進

在礦山開采作業時，其經常會受到井下壓氣、排水系統以及通風因素等多方面影響，從而會導致大量安全隱患存在。因此，便可以將現階段電路中所實行的單電源或者單回路改進為雙電源或者是雙回路電源供電方式。從其積極作用來看，這能夠保障開采作業在順利完成基礎之上，進一步提升整個供電系統的安全性。如果在開采作業時，某一回路因為一些故障性問題出現了電路故障或者停止供電問題。那么，另一條線路會迅速做出反應，保持在相對穩定、安全運行狀態中，從而保障開采壓氣、排水工作和通風等方面內容能夠得到既定要求，為其承擔一定負荷。需要注意的是，在進行井下開采雙回路電源線路接線時，不能夠為其分接任何負荷。就目前研究狀況來看，井下開采電源多是會采用分列運行方式。具體來看，便是讓一條線路維持在穩定運行狀態中，另一條回路需要做好準備，處于帶電備用狀態。一旦某條線路出現故障問題，另一條線路能夠迅速調整，從而保障井下壓氣、排水系統、通風系統中相關設備能夠保持在相對安全運行狀態，有較為穩定、持續、可靠的電源為其提供電能。

2.1 高壓供電所中井下開采雙回路供電運行方式的研究

在目前工作中，雙回路供電系統的運行方式主要可以分為分列運行和并列運行兩種方式。其中，分列運行方式主要值的是：兩條線路保持在不同運行中[3]。如果其中一條線路正處于正常運行狀態中，另一條則需要帶電備用。需要注意的是，必須要保障兩段母線之間聯絡的開關處于連接狀態。如果在礦山開采過程中，出現了各種意外狀況，另一條線路能夠迅速做出反應，保障開采作業順利開展。并列運行則主要指的是兩條供電線路同時處于運行裝填中，同時，兩條母線之間的開關還需要處于斷開狀態中。

2.2 高壓供電所中分列、并列運行供電優缺點

在對任何一項事務進行調查和研究時，都需要看到其中的優勢和其所存在的弊端。因此，對于并列運行、分列運行兩種供電方式進行了多次調查和研究之后，可以發現其優點和弊端主要表現在以下幾個方面。不同線路針對性不同。在進行運行方式選擇時，需要結合其具體工作狀態、實際工作需求角度進行充分考慮，選擇合適運行方式。

首先，分列運行多是被使用在一些負荷相對較小的變配電所中。從其積極作用來看，兩條回路的負荷保持一致，并且其總配電開關在整定值方面保持了較高的一致性。因此，可以達到雙回路切換的目標。但這種運行方式也存在著較為明顯的弊端。在運行時，其產生的電流、壓降較大。在整條線路運行時，各段線路之間的距離相對較短。

其次，從并列運行角度來看，其多是被應用在一些負荷相對較大的變配電所中。在運行時，因其電流、壓降相對較小，能夠實現遠距離運行目的。但是，在線路運行時，兩條回路之間的負荷差異性較為明顯。如果其中某條回路出現斷電、停電問題時，另一條線路的總開關則需要進行重新整定。因此，這便在一定程度上增加了雙回路切換的難度。

2.3 針對高壓供電所中分列設備運行供電的改進

在進行具體改造時，需要從110kv王家河主變電站位置為其接入電源。從其目的來看，主要是為了保障整個井下采場相關作業能夠順利開展。在傳統工作中，如果其中某條線路發生了故障問題之后，另一條線路將會無法正常運行。因此，使用分列設備方式，完成對線路改造，便可以保障整個系統和相關作業的有序開展。代縣礦業有限公司在以往供電方式選擇時，多是利用到并列運行方式，整體效率不高。將其改進為現階段所用的分列運行方式，并且需要保障雙回路總配電開關保護整定值數值保較高一致性。另外，在進行數據處理時，還有效借助到了大數據系統的優勢。將整個供電工作中所產生的各項數據都及時上傳到系統中，并進行更新，從而為后期工作的順利開展提供了充足的數據保障。

其中，669#、673#架空線路終端桿經常會因為外界環境影響，導致其內部絕緣瓷瓶出現歪斜、碎裂等問題，從而導致整條線路的安全事故發生率大大增加。在之前變電站位置選擇時。多是集中在一些人群較少、海拔較高地區。在一些工人經常通過地區，借助于架空穿越跨線方式，將桿塔上絕緣子所承受的拉力大大增加，導致短路、絕緣子破碎等現象經常性發生。

3 對高壓供電所改進之后的效果

從改進效果角度來看，將原來所使用的露天和井下高壓開采工作中所使用的673#、669#高壓供電線路進行整改之后，更換為專供井下開采所使用的雙回路獨立供電，從而有效避免在傳統供電時，出現的支路影響性較大問題的發生。

另外，在完成了線路改造之后，能夠對線路中所出現的各種問題進行提前預防和及時解決，從而在一定程度上降低了安全故障、線路故障發生率[4]。當井下通風系統和排水系統都保持在了相對穩定狀態中，也能夠有效保障井下作業人員的生命安全，讓工作人員處于較為安全的工作環境中。

線路改進之后，進一步提升了供電質量和供電效率。如果在井下作業時，發生了安全故障問題，相關工作人員能夠及時撤離，從而降低了人員傷亡事故發生率，實現安全事故為零的工作目標。

將多條線路進行有效融合，使得整條線路保持在相對穩定運行狀態中。如果其中某條線路或者某部分出現了電路故障問題，也不會對整條產生較大影響。因此，從這方面特點來看，其還能夠在一定程度上降低各條線路停電次數，提高了開采效率，有效提升企業經濟效益。

4 結束語

總體來看，在完成了對礦山設備高壓供電所改進工作之后，在一定程度上有效避免在傳統供電過程中所出現的效率低、安全隱患較高、安全事故發生率較高的問題，從而保障了相關工作順利開展，進一步提升了開采作業的安全性。從深層次角度來看，這也能夠對整個產業的發展產生一些啟示，為其他行業的發展和改革提供借鑒意義。