煤矿井下供电自动化改造过程中暴露的问题及对策

摘要：虽然自动化给煤矿井下供电系统带来了不少便利，但是由于煤矿本身井下的特殊环境影响，再加上员工技术水平有限、资金不足等因素，自动化在煤矿的实际运用中还是非常有限的。文章对自动化在煤矿中遇到的各方面阻碍加以分析和解决，使自动化更广泛地运用于煤矿井下供电系统。

关键词：煤矿；井下供电系统；自动化改造；越级跳闸；供电可靠性 文献标识码：A

中图分类号：TD76 文章编号：1009-2374（2017）11-0289-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.146

本文主要对煤矿井下供电系统的实际情况加以分析，针对其现有的应用情况和实际应用中出现的问题加以研究，并对其优化和改造情况，着重阐述怎样使自动化更广泛地为煤矿井下供电系统服务。经过对现有状况和问题的分析，归纳解决，总结下一步如何做，才能使自动化在煤矿井下得到合理应用。

1 过去煤矿井下供电系统存在的问题

煤矿供电系统是一个非常巨大的系统，并且煤矿采掘工作也是持续性的，矿井面积不断多方向延伸，供电系统也要随之而扩大，系统中各枝节越来越多而复杂，供电系统暴露的问题也越来越多。

1.1 大规模掉电导致的问题

掉电在电力系统中属于常见问题，但是如果出现大规模掉电，那问题就严重了，不仅耽误工程进度，还可能导致设备被淹或者瓦斯积存。但是传统的煤矿供电系统中，一旦出现大面积掉电，工作人员往往措手不及，由于煤矿井下环境复杂，供电系统分支又比较多，且相离都比较远，即便有应急预案，等待专业电工去各配电室一台一台送电，才能使采掘工作继续运作，既费时又费力。在停电期间，风车、水泵等设备都处于停止工作状态，采掘工作面很容易出现设备被淹、瓦斯积存等重大事故。

1.2 越级跳闸

以往的煤矿供电系统上下级的配电室的保护器相互之间不够匹配，保护器设置不够完善，反应迟钝，一旦出现问题，上下级配电室的保护器会由于短路导致电流一块达到速断整定值，是上下级保护器在还没有辨别到底是哪里出现了短路故障的时候，就全线动作，造成更大规模范围的停电现象，出现更大的事故后果。

1.3 开关不能区分故障原因

电压波动和母线失压，是两种区别很大的线路故障，像因为某种故障或者雷电而发生的电压波动，导致失压脱扣，这种情况开关本身区分不了是母线失压还是电压波动，从而该停电的地方停了，不该停电的地方也停了，加大了停电范围，事故的影响范围也更大了。

1.4 漏电保护力度不足

过去的保护器的漏电保护采取的方案比较少而且单一，对于定制调整也很粗劣，一旦出现漏电，漏电保护就没办法对其进行精密的整定，这样一来高压漏电保护起不到任何作用，就像不存在一样，没有实际意义。

2 优化改造煤矿井下供电自动化的目的

（1）越级跳闸产生的后果极其严重，所以要彻底避免这种情况的发生，利用供电自动化技术建立电力监控系统，防止越级跳闸的发生。有了电力监控系统，井下的配电室和配电点都可以同时得到监控，而且还能利用高科技基因图谱识别模式光纤差动原理，对因为短路故障而导致的越级跳闸现象能够有效的控制并从根本上解决。我们主要采取的手段就是改进优化上下级配电室之间相互连接彼此的联机开关的综合保护器，对保护器在技术层面加进改造后，可以让保护器拥有联络线纵差的功能。这样一来从根本上解决越级跳闸问题的方式就是坚决保护级联开关，并且保护的方式以纵差保护为主、过流保护为辅；（2）提高供电可靠性，高压防爆开关要更加精准和稳定，从根本上解决由于电压的不稳定来回波动而造成大范围的停电现象问题，从而避免发生人力与财力的浪费；（3）高压配电室归纳选漏；（4）电度计量，以利于以后的管理和考核；（5）建立远程监督监控系统，一旦出现故障，地面调度中心就能远程操作，不需要人工一一送电。同时也要保证井下线路系统要全方位保护到位，提高可靠性，这样就有效地节省了人力浪费和时间资源；（6）电网监控中心数据与矿井综合自动化平台数据共有。

3 井下供电自动化现有的问题

第一，以往的井下供电系统，如果出现低电压，也只是让代风车电压器跳闸，停电面积也小，比较好处理。但是供电自动化改造之后，厂家的保护器技术不过关，不止代风车电压器跳闸，进线、馈出线、换线都跳闸，停电面积加大了不少，处理起来也费时费力。

第二，供电自动化改造后，由于厂家技术能力有限，保护器整定设置不完善，如果出现系统接地，不仅造成代移变的高压开关漏电保护动作跳闸，还会造成部分进线、环线也跳闸，停电面积加大，事故原因调查和处理都更难。

第三，自动化虽然比较节省人力物力，但是毕竟跟人的智能比起来还是有差距，由于供电自动化保护器设计存在弊端，在使用过程中曾很多次都发现，开关一直不停的进行合闸，若是没有工人对其处理，合闸动作就会一直持续，直至开关损坏，甚至发生火情，对井下环境构成一定的危险。

第四，一旦供电保护器发生死机，那么这个保护开关就形同虚设，远程也无法进行操作处理，就会埋下事故隐患。

第五，井下还有反送电的高压开关，这个没有操作电源，一旦发生大范围的停电，不能对其远程操作，需要人工送电，处理时间增加，势必增加了停电带来的影响。

第六，供电自动化的监测分站电源与供电系统不同，掉电了却还可以运行，电池用完才知道掉电，而此时通讯也会断掉，极大地影响了供电自动化的正常顺利运行。

第七，在供电自动化系统中，低压馈电由于种类太多，并且大多数低压馈电的低压防爆总开关由于缺失通讯接口，没有可以正常使用的通讯接口，那么就不能及时连入监控系统，从而不能实现自动化。

第八，煤矿对于自动化资金投入较少，并且投入使用后不及时检查更换，经常出现系统问题。（1）由于人们对于新技术的认识不足，对自动化不够看中，所以对自动化的资金投资就比较少，这样一来不仅影响正常自动化带给人们的便利，不能使自动化全面实现其价值，导致资源的再次浪费。由于资金不足使自动化设备不够完善，这样就导致像有些配电室完成了自动化而有些配电室没有完成自动化，如果下级配电室没有完成自动化，那么上级配电室就无法对其远程操控，如果上级配电室没有完成自动化，就导致它的下级都无法自动化操作，这样一来还是需要人工操作分合闸，对已经实现自动化的配电室造成一些浪费；（2）煤矿的投入资金由于配比不合理以及一些电路管理部门的管理不当，对配电室的各项设备不能及时检查维护及更新，导致配电室各项设备及配件年久失修而老化，不仅极大的影响了配电室的正常运作，还导致配电室设备较差而不能满足自动化的要求；（3）煤矿井上和井下之间的网络连接不够紧密，一旦出现断电情况，井上的地面调度中心就与井下的供电自动化后台失去了联系，导致通讯中断，从而使自动化失去可操作性，不能进行远程操作送电，还得人工进行恢复送电。

第九，日常维修人员技术能力和素质都比较差。原有的煤矿井下供电系统的管理和工作人员，大部分都是老员工，思维和知识都比较传统，对于自動化高科技的认识和运用都有非常大的欠缺，甚至供电自动化改造后也不会使用和维护，对于自动化系统的突发性事故没有足够的应变能力，也没有能力对自动化设备进行检查和维护。

4 怎样解决煤矿井下自动化存在的问题并更好地利用自动化

（1）保护器是常出现问题的关节，对保护器的技术加以改进，解决频繁合闸等问题，降低供电事故发生率；（2）自动化作用强大，加大资金与人力力度来维护系统，“两化”项目也要加强完善；（3）对自动化工作人员加强培训；（4）自动化系统中管理制度要加强，规范操作，及时检修。

5 结语

自动化为煤矿产业科学发展带来巨大的便利与进步，对于传统煤矿供电系统也带来跨越性的发展，一定要正视现在应用中存在的问题，研究解决才能让自动化为其发展带来更大的便利。

参考文献

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作者简介：付勇（1983-），男，河北唐山人，神华神东煤炭集团公司柳塔煤矿助理工程师，研究方向：煤矿井下供电、供排水。

（责任编辑：秦逊玉）