煤矿井下供电系统的经济性和可靠性探究

陆浩

摘 要：随着社会经济的快速发展，我国的煤矿井下供电系统的优劣直接影响井下作业安全性和经济性，特别是在井下机械化程度的不断提高和生产面的不断深入扩大，井下不安全的用电管理给井下作业带来较多不利影响，本文主要根据分析煤矿用电状况和电费缴纳的主要情况，以安全操作为基础，对优化供电模式和合理节约的用电支出方式等数据进行分析总结，以真实数据为主要运行效果的推测和现状进行研究，对减少电费总量和节约生产成本有重要意义，并阐述煤矿井下供电系统中存在的诸多问题，提出相应的解决措施和改进方法。

关键词：煤矿；供电系统；电费；合理经济

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

0 引言

煤矿在开采过程中，费用支出中很重要的组成部分是电费的支出，根据电力系统相关政策计算，煤矿生产过程中需要交纳基本电费和电度电费两种，基本电费直接关系到企业的供电方式和用电量，这就对企业利用节能设备进行降低用电和降低能耗提出较高的要求，基本电费的高低与煤矿自身的用电方式有关，因此在保证正常生产范围内的优化供电方式和在最大范围内减少基本电费支出是提高煤炭用电管理的重要方面；随着煤炭井下作业工作面的不断深入，高压供电设备不断深入井下，高低压开关等供电设备是否安全直接关系到矿井的安全生产，井下复杂的作业环境，特别是井下作业中经常存在瓦斯或粉尘，电气设备受潮处于湿度较高条件下容易发生瓦斯爆炸或粉尘危害等，由此可见，为保障井下安全生产和正常作业，合理优化井下供电系统尤为重要。

1 煤矿的高低压供电系统

（1）高压供电系统。在煤矿井下作业中，高压供电系统能否安全可靠的用电不僅影响煤矿产量还更加影响到煤矿的工程进度，高压供电系统与用电系统本身有关，每个组件的安全可靠成为是井下作业的关键，其中任何环节出现问题都会影响到整个用电系统的正常运行，因此在设计初期要加强对故障薄弱环节的预防和维护；为避免安全事故的发生，提高高压线路的安全可靠，在选择电缆时要保证所选用的电缆能满足设备的要求。

煤矿井下所使用的高压防爆开关虽然具有高压漏电和绝缘保护功能，但由于变压器盖没有有效的链接保护装置，容易导致高压开关的变压器无法形成有效配合，容易造成短路和漏电问题，失去了高压开关的保护功能容易发生断电事故。为加强煤矿井下作业的安全可靠，要选择使用断流容量大于变电所母线上实际短路容量的高压开关，若发生变压器开关断开等故障，高压开关可迅速跳闸，并及时维护保养高压防爆开关，定期检修负荷产生变化的保护装置等。在煤矿线路保护过程中，煤矿供电系统距离电源较远，经过较多的开关级数，在煤矿采煤区变电所根据计算结果断定整个供电处的负荷开关值，根据所负荷工作最大值确定过流保护定值，一旦发生短路故障，必须要迅速做出保护动作，减少停电影响的范围。

（2）低压供电系统。伴随煤矿供电电压等级的提高，煤矿井下低压供电系统的范围不断加深扩大，井下低压供电系统采用中性点不接地方式，可以降低电网接地电流和电流容量，提高人身接触的安全性和可靠性，但由于煤矿井下的防爆安全水平不高，电气故障容易发生瓦斯爆炸的情况，因此提高煤矿井下低压供电系统的安全可靠对提高煤矿井下供电有重要的意义。但低压供电系统经常会遇到以下几个问题：首先是低压供电系统，没有采用专门的电缆线路，当其中一种供电线路出现故障会影响到其他风机，给矿井的安全操作带来安全隐患，因此为避免发生上述安全问题，通风专用变压器要求安装低压选漏装置，减少漏电线路的影响。其次是井下必备的电气设备是采用防爆外壳的各种保护装置，这些都是可以预防引爆瓦斯的装置，可以很好起到保护人身安全的作用。

2 煤矿电费计算和收取办法

目前煤矿的电费计算方法执行的是国家电力系统的售价，电度电价是指用户用电容量来计算，基本电价按照变压器的大小和最大用电量进行计算，由用户选择一年之内保持不变，两种用电方式选择其中一种执行。

基本电价由收费费率、最大用电量和运行的电压器容量组成，煤矿无法自行改变该要素，最大用电量可改变的幅度较小，按照煤矿供电安全的要求，一般采用完全分列运行，两种电源和两台主变压器分别负荷运行，一主一备运行，一回电源线路和主变压器带点，另一回线路带电备用，主变压器可备用；另一种是主变分列运行和并列运行，两回路电源线路和两台主变压器并联，这三种方式会收取两台变压器的基本电费。

3 降低电费的基本途径

（1）做好供电系统的规划。随着煤矿开采工作的不断增多，企业的电量使用量越来越快，电力基础建设是优化各种电力设备组合的前提和基础，需要企业根据煤矿发展趋势和实际使用情况制定相应供电系统的规划，注重从矿井上下部的供电系统、结构优化，减少出现区域配电的超载运行，减少电力供电系统的能耗，电力系统中的继电器保护装置可靠性差容易发生电路故障，因此通过对矿井供电结构进行优化后可以有效减少电力传输对电网的损害。

（2）合理配置变压器的电容量。矿井下的电缆在长时间处于超负荷的运转状态下容易发生漏电等危害，可选择将长期处于该状态的变压器改为容量较小的变压器，将超载的变压器改变为容量较大的变压器，合理配置适合的变压器不仅可以降低运行成本还能减少变压器事故的发生，有效的提高了煤矿企业的连续作业效率。

（3）推广线路回路，减少电能损耗。通过电力供应中的实际情况淘汰高能耗的变压器，更换为节能变压器，推行供电线路回路，减少电能在传输过程中的损耗，当超负荷电流超过经济电流后，更换导线增加线路回路，也是减少能耗降低电路损耗的方式。

4 结束语

煤矿供电系统是影响煤矿安全生产的主要系统，为提高企业的经济效益和安全可靠的生产效率，合理优化煤矿供电方式和提高电气容量，选择适合的计费方式，是节省电费损耗的主要方式，制定完善的规章制度，加强对井下供电系统管理的力度，及时解决煤矿供电系统中存在的问题，才能保障提高煤矿的经济效益和可持续发展。

参考文献：

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