(甘肃靖远煤电股份有限公司水电管理处730919)
摘要：近年来，随着煤矿开采机械化水平的提高，矿井所用到的机电设备越来越多，这些设备中有保障煤矿安全生产的设备，也有直接进行采煤作业的设备，而基于煤矿开采环境较恶劣，矿井内存在大量易燃易爆气体，若矿井电能供应不安全、不可靠，存在漏电现象或经常断电，必然会严重影响到煤矿开采的安全性，高效性，且易引发重大安全事故，这就对煤矿供电系统电能供应的连续性、可靠性提出了更高要求。对此，基于供电系统现状，分析供电系统现存问题，并采取相应措施进行解决，也显得越来越重要。
关键词：矿井；供电系统；现存问题；解决措施
煤矿供电系统是煤矿安全生产的重要动力，在生产过程中，几乎所有的生产装备都直接或间接的需要以电力为基础。所以，但凡在生产过程中电力中断，不仅会迫使生产终止，还可能会给员工的身体带来危险，甚至威胁着其生命安全。与此同时，由于煤矿井下存在大量的瓦斯和涌水，如果发生停电事故，就可能使得瓦斯积聚而发生爆炸，严重时还会发生淹井等恶性事故。因此，对矿井供电系统现存的问题进行探究并提出解决措施，是本文需要深入探讨的问题。
1.矿井供电系统保护装置
矿井所装设的供电系统保护装置，在供电系统发生故障后，一方面应能第一时间发出报警提示，另一方面应能发出跳闸指令，并把该指令传达至动作部件自动切断故障点。在日常生产作业中，我们常用继电器来充当供电系统保护设备，该设备具有很高的灵敏度，当遇到供电故障时，可及时发出报警指令，并可采取相应措施有效隔离故障，以把故障损失降至最低。近年来随着我国科技的飞速发展，人们对安全生产的要求也越来越高，继电器的类型也在不断增多，开始出现一些自动化、智能化的继电设备，但无论哪种继电设备其组成部分都大致相同，其主要包括信号输入部分、测量部分、逻辑判断部分等，这几部分的具体作用大致如下，信号输入部分其主要作用是处理电路中的部分信号，并把经处理后的这些信号输入至继电保护相关装置;测量部分其主要是通过预先把继电器的部分参数设定好，再用实际所测值与事先设定好的参数进行对比，对比结果经逻辑判断部分作出科学合理的判断，并由逻辑判断部分发出相应的执行指令，以控制执行部件作出相应动作。
2.矿井供电系统现存问题
2.1谐波污染严重，过电压问题较明显
随着煤矿开采的机械化、现代化发展，近年来各矿井使用的变频器以及大功率开关组件不断增多，这些新型大功率器件的大量应用，易产生大量谐波，造成严重的谐波污染，易使电网电压波形发生较大畸变。由于应用的是中性点没有接地的供电系统，因此在供电系统供电作业中，可大致忽略与母线相连的电磁式电压互感器的中性点电压发生的偏移现象，但当供电系统出现故障后，可能会造成导线回路与回路间潜存的杂散电容彼此影响，产生谐振回路引发谐振过电压，该种过电压也就是通常所说的铁磁谐振过电压，它会严重影响供电系统的正常供电。
2.2供电电源设置不合理，不能保证时刻正常供电
矿井供电系统具有自己的特殊性，与其他普通的供电系统在很多方面有很大的区别。在煤矿矿井中，通风机、立井、排水泵等都属于一类负荷，对其可靠性有相当高的要求，不允许随便断电，一旦断电会使粉尘、煤尘等无法及时排出，从而造成大型安全事故。这样的用户一般要采用双输电回路进行输电，以确保其供电可靠性。但是目前一些矿区为了节约成本、减少开支，都采用了单回路输电线路，或者仅仅是在同一个变电站引回了两条支路，会出现两条回路同时断电的情况，供电可靠性并没有得到保证。
2.3继电保护整定困难
虽然目前的继电保护的整定技术以及综合的配置技术取得的很大的成绩，并且在电力部门输配电系统的全力配合下形成了一套自己的方式，对其的应用可以说也已经成熟，但是我们也要看到其中存在的问题。煤矿供电系统不断建立自己的运营结构和运营方式，并不断吸收和融合了供电部门配电系统中的继电保护整定以及配置原则，可是我们也要看到煤矿供电系统的运行方式以及运行结构都有着本身的特性，例如矿井下面有着众多的线路，可是每个线路都要短小，负荷量特别巨大。
3.解决矿井供电系统现存问题的对策
3.1借助电力设备来整治谐波，努力消除谐振
在实际生产中，要想把矿井谐波全部消除较难，但借助科学的消波措施可以有效消除大量谐波。当前人们应用最多的消波措施主要是给整流变压器供电母线装设过滤谐波的滤波器，这样可有效消除供电线路中存在的大量谐波，可很好地遏制电流波动现象，大力吸收电网中含有的谐波，且可在某种程度上对电网实施必要的无功补偿。当前消除谐波的方法也有两种：借助消谐器来让电压互感器的中性点接地；借助消弧线圈来让系统中性点与自动调谐补偿装置接地。这两种消谐波方法各有特点，对于第一种消谐波方法而言，所用部件较少，结构较简单。而对于后一种消谐波方法而言，需用到的器件较多，实际结构也相对较复杂，但具有更好的消波效果。
3.2合理规划电源，选择高可靠性的供电电网
供电系统是煤矿的命脉，只有确保了煤矿供电的可靠性与安全性才能够保证煤矿企业的经济效益。在煤矿建设初期就应该选择优质的供电网，确保其能长时间安全稳定地供电;在输电线路的设计与实施上，应该选择双回路输电线路，从多个供电网或者变电所购电；在电源部署方面一定要结合实际情况，科学、合理规划。
3.3继电保护整定困难的解决措施
为了了解和解决这个问题，需要根据实际情况对原有的整定值与结构配置进行必要的优化和修改，制定出煤矿供电系统的继电保护有关的整定计算和相关的配置措施，具体措施如下:第一，一般都把电抗器安装在下井线路上，在井下以及井上，从电源到负荷方向的短路电流值的差别特别巨大，有利于区分速断保护动作电流。因此需要把三段式保护安装在下井线路中，在下井线路或者地面变电所安装微机保护变电所；第二，要根据实际情况重新设定地面变电所到煤矿井下变电所的继电保护，并要优化整定动作电流，让电流能够很好地适应继电保护的规则。另外需要依据煤矿井下电网的不同情形，采取必要的整定措施和保护设置，来达到多种层面的要求；第三，对井下负荷漏电保护装置的跳闸和报警选择要按规定设置，避免出现电网接地故障时误跳、误动作导致井下线路大面积失电，影响安全生产。第四，设计好科学的线路配置整体方案。通过实践分析，可以看出和地面6KV、10KV线路作比较，短路故障特别容易发生在井下的供电网络之中，需要进一步改进供电系统保护措施。假如短路故障发生在矿井下，就要最大程度的限制电流对上级变电所的巨大冲击，并且要详细分析保护系统的科学性，确认它的合理性、可靠性、牢固性。
3.4完善继电保护系统
在设计矿井供电系统继电保护时，可引入选择性断电控制技术以及分级闭锁保护技术，推广光纤差动护、科学合理设置漏电保护跳闸与报警的选择来为矿井供电系统的安全可靠运行保驾护航，以提供连续安全可靠稳定的电能，确保矿井机电设备连续稳定运行，同时还能更好防治人为安全事故，进一步提高矿井供电系统防火防爆水平。
结语：
煤矿供电系统是矿井开采设计中一项重要内容，只有供电系统的安全稳定运行，才能进一步提高煤矿机械化自动化水平，有效提高煤矿生产效率。但实际生产中受人、物、环境、管理等因素影响，煤矿供电系统运行中还存在很多问题，煤矿企业必须高度重视，合理分析供电系统运行中的主要问题及原因，然后提出合理有效的对策措施，这样才能保证煤矿安全、高效、可持续发展。
参考文献：
[1]李强.煤矿供电系统可靠性技术研究与应用［J］.能源与节能，2010（6）：78-79.
[2]石爱军，郝为恒，张亚琳．矿井电网安全与可靠性研究［J］．中小企业管理与科技(下旬刊)，2014(10):126－127．