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[摘 要]供电系统的安全可靠是煤矿正常生产和发展的前提，随着煤炭需求的日益增多，煤炭事业日益发展，煤炭开采范围也逐渐扩大，对于电力能源的需求也是越来越大。矿山供电系统中的输配电能力低、输电费用高、电气设备超负荷工作等问题也日益暴露出来，因此，合理规划煤矿电力线路，优化矿山供电系统已经成为建设现代化煤矿的重要条件。
[关键词]矿山；供电系统
中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0176-01
1 引言
我国的煤炭资源储存特点决定了我国的煤炭开采方式是以井下开采为主，随着开采的深入，井下生产范围变得越来越宽，井下供电需求越来越大，供电系统是否安全、可靠，很大程度上影响着煤矿的安全生产和公司效益。因此，鉴于煤矿特殊的工作环境，又考虑到煤矿开采过程中很容易遇到煤尘或者瓦斯，危险程度极高，煤矿企业一定要科学的管理矿山供电系统，提高供电技术，为井下安全生产提供保障。
2 矿山供电系统存在的问题
2.1 电气连接部分发热
电气之间相互连接的地方发热是供电系统中经常出现的问题，导致发热的原因有很多，比如：元器件固定不好、接触不良等，另外，电气设备的连接部分如果被腐蚀也会引起连接部位发热。发热可能会因为高温而加快腐蚀部分的腐蚀速度，形成恶性循环。发热问题如果解决不及时，发热部分就有可能会损坏、脱皮，造成短路，还有可能会因为漏电引发用电事故。
2.2 供电系统谐振问题
矿山供电系统不同于普通供电系统，其主要应用的是中性点不接地系统维护组，所以，存在于煤矿供电系统当中的大量电磁式电压互感器，具有很大的励磁阻抗，只要保证三相同时达到平衡状态，就能够消除中性点产生的位移电压，进入保证电力系统的稳定。不过电磁式电压互感器的三相饱和度不能完全相同，电路和其他设备就会在整个过程当中发生谐振现象，这是因为受到电磁式电压互感器内部铁芯的影响，振幅不断增强，且过电压持续进行。这种情况就会导致供电系统形成畸形电压，影响供电系统的安全和稳定。
2.3 继电保护整定难度大
当下的继电保护整定技术已经能够在电力部门配合下形成一套完整的运行方式，应用也已经比较成熟。不过，即使是在不断的建设和优化煤矿供电系统的运营结构和方式，坚持配置原则，但是系统在实际运行过程中的效果却不如人意。因为煤矿井下环境具有特殊性，井下埋藏着大量的隐藏线路，不同线路的负荷程度给继电保护技术带来了更大的难题。
2.4 矿井供电系统整体设计不合理
矿井供电系统缺乏整体优化，在现有的基础上供电负荷随意增加，供电线路私自改造，供电负荷没有主次之分。有时候矿井供电如果发生了继电保护，就会造成整个矿井运行瘫痪和部分设备无法运转，严重的影响了煤矿安全生产。
3 矿山供电系统技术要求
我国的煤矿多以地方煤矿为主，大多规模较小，采煤方法通常是放炮落煤，井下用电需求较高，煤矿作为一个大型的复杂综合体，鉴于其复杂的生产环境，对于供电系统存在以下几方面要求：
（1）安全性。用电一定要把安全性放在第一位，因为矿山生产条件复杂，环境比较恶劣，为了保证用电安全，一定要采用防火、防爆、防触电和过电流保护等一系列安全防护措施，并制定相应管理程序。
（2）可靠性。供电电源保证可靠性要采用双回独立的电源线路，电源线路上不能再增加其他负荷。
（3）技术合理性。电压的偏移不能超过定值的5%，电压频率不得超过0.2～0.5Hz，系统功率因数要达到0.9以上。
（4）经济性。煤矿作为大型生产型重工业，也是以追求利润为主。因此在建设过程中一定要注意成本控制，在建设供电系统的时候一定要力求建设简单实用、安装和运行起来方便，建设投资少、运行费用低等，供电经济一般会考虑三个方面，一是尽量降低企业变电所和电网基本建设投资；二是尽量降低设备、材料消耗量；三是尽量降低设备维护费用和电能损耗。
4 矿山供电系统的优化措施
4.1 优化电气连接部分发热问题的办法
针对煤矿供电系统中连接部分的发热问题，可借助手持式红外线热成像仪器，机电工作人员定期监测电气设备的运行状况，根据热成像仪的成像结果标注发热部位，分析发热原因，及时采取有效的措施处理发热问题，避免问题严重化。
4.2 优化系统谐振问题
系统谐振问题不能及时解决，就有可能因為铁磁谐振干扰使得高压熔丝熔断，进而导致安全问题发生。通常可以采用以下三种方法来解决供电系统中存在额系统谐振问题：（1）在供电系统中使用自动调整装置，确保其处在合理范围；（2）供电系统的中性点位置安装消弧线圈，破坏掉谐振产生的环境，另外还避免了谐振现象对电压造成的影响；（3）利用消谐器消除系统共振。
4.3 继电保护整定难度大的处理方法
要根据继电保护的整定值和系统配置结构来处理机电保护的整定问题，要以此为依据制定供电系统继电保护整定相关配置方案，一方面能够在井下电路安装电抗器，将速断保护动作电流区分开，并根据地面供电设备变化调整井下线路保护措施；另一方面能够根据煤矿供电系统工作状态下对继电保护的需求，对动作电流进行合理设置，确保能够满足不同供电设备运行要求，提高供电系统限制电流经过的能力，进而提高可靠性。
4.4 合理选择电缆截面
在选择电缆截面的时候，不但要满足矿井正常的供电负荷要求，还要满足将来矿井新增供电负荷，还要考虑到电缆的用途。选择主干线电缆时候，电缆最高温度允许载流量、允许电压损失和经济电流密度要比一般电缆大一些，支线的电缆截面也要以最高标准进行选择。中小型煤矿主干线电缆截面不足，会因电力负荷加大而不能满足矿井正常生产要求，支线电缆若电缆截面过小，超负荷使用情况下会导致各种电力安全事故。另外，合理选择电缆具有经济效益，以1KV铜芯铠装电缆举例，当电缆截面在35～120mm2以内的时候，当导线截面比允许载流量大一个规格时，每千米电缆能够节约电费8500元以上。
4.5 优化无功补偿系统
无功补偿装置的使用是提高矿井供电电压质量的好方法，除此之外，还能减少线路损耗，提高供电系统末端电压，有利于设备正常启动。其中，集中补偿装置和就地补偿装置是常见的补偿装置，使用无功补偿装置要根据就地平衡和便于调整电压的原则，结合煤矿自身实际环境合理选择补偿方式。
4.6 加大资金投入、引进先进设备
煤矿生产虽然以谋求利润最大化为导向，但是实践证明，先进的技术设备能够提高矿井供电系统安全和节约用电，煤矿提升绞车、通风机高低压变频器的使用，中央泵房水泵开关软启动的应用等，不但能提高供电系统的安全还能节约用电，给煤矿带来良好的经济效益。
5 结语
煤矿生产，安全为天。电力事故是煤矿安全事故发生最为频繁的事故，保证煤矿供电系统给的安全和高效是对煤矿工人负责，也是对经济社会发展高度负责。因此，要客观的分析导致安全事故的因素，发现电力供应系统中的不足，及时采取有效的措施进行处理。不断的提高供电系统的运行安全性，推动煤矿生产稳定发展。
参考文献
[1] 杜五一，刘淑琴，霍雷钧，等.矿山供电系统优化及技术改造分析[J].煤，2001，10（4）：44-45.
[2] 王孟，肖建.矿山供电系统及技术优化改造探析[J].华东科技：学术版，2013（11）：419-419.
[3] 郭云川.煤矿供电系统技术优化改进措施分析[J].煤炭技术，2014，33（4）：185-187.
[关键词]矿山；供电系统
中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0176-01
1 引言
我国的煤炭资源储存特点决定了我国的煤炭开采方式是以井下开采为主，随着开采的深入，井下生产范围变得越来越宽，井下供电需求越来越大，供电系统是否安全、可靠，很大程度上影响着煤矿的安全生产和公司效益。因此，鉴于煤矿特殊的工作环境，又考虑到煤矿开采过程中很容易遇到煤尘或者瓦斯，危险程度极高，煤矿企业一定要科学的管理矿山供电系统，提高供电技术，为井下安全生产提供保障。
2 矿山供电系统存在的问题
2.1 电气连接部分发热
电气之间相互连接的地方发热是供电系统中经常出现的问题，导致发热的原因有很多，比如：元器件固定不好、接触不良等，另外，电气设备的连接部分如果被腐蚀也会引起连接部位发热。发热可能会因为高温而加快腐蚀部分的腐蚀速度，形成恶性循环。发热问题如果解决不及时，发热部分就有可能会损坏、脱皮，造成短路，还有可能会因为漏电引发用电事故。
2.2 供电系统谐振问题
矿山供电系统不同于普通供电系统，其主要应用的是中性点不接地系统维护组，所以，存在于煤矿供电系统当中的大量电磁式电压互感器，具有很大的励磁阻抗，只要保证三相同时达到平衡状态，就能够消除中性点产生的位移电压，进入保证电力系统的稳定。不过电磁式电压互感器的三相饱和度不能完全相同，电路和其他设备就会在整个过程当中发生谐振现象，这是因为受到电磁式电压互感器内部铁芯的影响，振幅不断增强，且过电压持续进行。这种情况就会导致供电系统形成畸形电压，影响供电系统的安全和稳定。
2.3 继电保护整定难度大
当下的继电保护整定技术已经能够在电力部门配合下形成一套完整的运行方式，应用也已经比较成熟。不过，即使是在不断的建设和优化煤矿供电系统的运营结构和方式，坚持配置原则，但是系统在实际运行过程中的效果却不如人意。因为煤矿井下环境具有特殊性，井下埋藏着大量的隐藏线路，不同线路的负荷程度给继电保护技术带来了更大的难题。
2.4 矿井供电系统整体设计不合理
矿井供电系统缺乏整体优化，在现有的基础上供电负荷随意增加，供电线路私自改造，供电负荷没有主次之分。有时候矿井供电如果发生了继电保护，就会造成整个矿井运行瘫痪和部分设备无法运转，严重的影响了煤矿安全生产。
3 矿山供电系统技术要求
我国的煤矿多以地方煤矿为主，大多规模较小，采煤方法通常是放炮落煤，井下用电需求较高，煤矿作为一个大型的复杂综合体，鉴于其复杂的生产环境，对于供电系统存在以下几方面要求：
（1）安全性。用电一定要把安全性放在第一位，因为矿山生产条件复杂，环境比较恶劣，为了保证用电安全，一定要采用防火、防爆、防触电和过电流保护等一系列安全防护措施，并制定相应管理程序。
（2）可靠性。供电电源保证可靠性要采用双回独立的电源线路，电源线路上不能再增加其他负荷。
（3）技术合理性。电压的偏移不能超过定值的5%，电压频率不得超过0.2～0.5Hz，系统功率因数要达到0.9以上。
（4）经济性。煤矿作为大型生产型重工业，也是以追求利润为主。因此在建设过程中一定要注意成本控制，在建设供电系统的时候一定要力求建设简单实用、安装和运行起来方便，建设投资少、运行费用低等，供电经济一般会考虑三个方面，一是尽量降低企业变电所和电网基本建设投资；二是尽量降低设备、材料消耗量；三是尽量降低设备维护费用和电能损耗。
4 矿山供电系统的优化措施
4.1 优化电气连接部分发热问题的办法
针对煤矿供电系统中连接部分的发热问题，可借助手持式红外线热成像仪器，机电工作人员定期监测电气设备的运行状况，根据热成像仪的成像结果标注发热部位，分析发热原因，及时采取有效的措施处理发热问题，避免问题严重化。
4.2 优化系统谐振问题
系统谐振问题不能及时解决，就有可能因為铁磁谐振干扰使得高压熔丝熔断，进而导致安全问题发生。通常可以采用以下三种方法来解决供电系统中存在额系统谐振问题：（1）在供电系统中使用自动调整装置，确保其处在合理范围；（2）供电系统的中性点位置安装消弧线圈，破坏掉谐振产生的环境，另外还避免了谐振现象对电压造成的影响；（3）利用消谐器消除系统共振。
4.3 继电保护整定难度大的处理方法
要根据继电保护的整定值和系统配置结构来处理机电保护的整定问题，要以此为依据制定供电系统继电保护整定相关配置方案，一方面能够在井下电路安装电抗器，将速断保护动作电流区分开，并根据地面供电设备变化调整井下线路保护措施；另一方面能够根据煤矿供电系统工作状态下对继电保护的需求，对动作电流进行合理设置，确保能够满足不同供电设备运行要求，提高供电系统限制电流经过的能力，进而提高可靠性。
4.4 合理选择电缆截面
在选择电缆截面的时候，不但要满足矿井正常的供电负荷要求，还要满足将来矿井新增供电负荷，还要考虑到电缆的用途。选择主干线电缆时候，电缆最高温度允许载流量、允许电压损失和经济电流密度要比一般电缆大一些，支线的电缆截面也要以最高标准进行选择。中小型煤矿主干线电缆截面不足，会因电力负荷加大而不能满足矿井正常生产要求，支线电缆若电缆截面过小，超负荷使用情况下会导致各种电力安全事故。另外，合理选择电缆具有经济效益，以1KV铜芯铠装电缆举例，当电缆截面在35～120mm2以内的时候，当导线截面比允许载流量大一个规格时，每千米电缆能够节约电费8500元以上。
4.5 优化无功补偿系统
无功补偿装置的使用是提高矿井供电电压质量的好方法，除此之外，还能减少线路损耗，提高供电系统末端电压，有利于设备正常启动。其中，集中补偿装置和就地补偿装置是常见的补偿装置，使用无功补偿装置要根据就地平衡和便于调整电压的原则，结合煤矿自身实际环境合理选择补偿方式。
4.6 加大资金投入、引进先进设备
煤矿生产虽然以谋求利润最大化为导向，但是实践证明，先进的技术设备能够提高矿井供电系统安全和节约用电，煤矿提升绞车、通风机高低压变频器的使用，中央泵房水泵开关软启动的应用等，不但能提高供电系统的安全还能节约用电，给煤矿带来良好的经济效益。
5 结语
煤矿生产，安全为天。电力事故是煤矿安全事故发生最为频繁的事故，保证煤矿供电系统给的安全和高效是对煤矿工人负责，也是对经济社会发展高度负责。因此，要客观的分析导致安全事故的因素，发现电力供应系统中的不足，及时采取有效的措施进行处理。不断的提高供电系统的运行安全性，推动煤矿生产稳定发展。
参考文献
[1] 杜五一，刘淑琴，霍雷钧，等.矿山供电系统优化及技术改造分析[J].煤，2001，10（4）：44-45.
[2] 王孟，肖建.矿山供电系统及技术优化改造探析[J].华东科技：学术版，2013（11）：419-419.
[3] 郭云川.煤矿供电系统技术优化改进措施分析[J].煤炭技术，2014，33（4）：185-187.