小煤礦安全供電方案的探討

. . - u v從盜 盈浩盞. 煤 礦 企 業 由于其生 產條 件的 特殊 性 , 要求供電 具 有 可 靠性 、 安 全 性 、 技 術合理 性和經濟 性 。 對 一 些 電 能需求量 不 大 的 小 型煤礦 , 礦 井 安 全可靠供電是關 系 到煤礦 安 全生產總體布 局 的重 要條件 。 煤礦 礦 井供電 是否安 全 可 靠 , 關系 到煤礦 能否抵御 煤 礦 主 要通 風機事故 、 瓦 斯事故 、 淹 井事 故 、 運輸事 故 及其他 與供電有關 的事 故 。 由供電原因造 成 的事故 有許多 是 災難性的 , 因此 , 《 煤礦 安 全 規 程》在第 44 1 條和第 44 3 條對 這 兩方面有嚴格 的規定 。 我 省 湘東地區及 湘南 地區的 一些 礦區 , 由于 受 自然條件 約束 , 多以 6 萬 噸/年以下 的 淺部開采 的小型礦 井為主 , 這 些礦 井又 以 平酮及平酮 暗斜井 開 拓 方 式 占 多 數 。 目前 , 因我 省煤炭 資 源 缺 乏 , 這 些 小型礦仍具 有 一 定 開 采 價 值 。 為 了使這 些 礦 達 到安 全 生 產 許可要求 , 國家安 全生產 監察部 門 組 織了中介機構對它們進 行了 全面的 安 全現狀評價 。 在評價的 現 場 調 查 中 , 我們發 現 一 些 礦井 供電 在 安 全 性方面 還存在 著 不 可 忽視 的問題 。 這 些 礦 一 般都以單回路高 壓 ( 6 K v 或1 0 Kv )作為 主 電源 , 由 地面變 壓 器 變成 38 0V 低壓 動 力 電 源 , 再向 礦 井 井 下供電 , 同 時 , 礦 井配備足夠 容量 的 柴 油 發 電 機 組作 備用 電源 。 從供電 可靠性 來 看 , 是滿足《 煤礦 安全規程》第 44 1 條要求的 。 然而 , 這 種供電方式 是 地 面供電 與 井 下用電共 供電 系 統 , 實 際 上 就 是 中性點接地方式 直 接 向井下供 電 , 而且 , 所 配 備 的 發 電 機組也 是中性點接地方式工 作的 。 這嚴重 違反了《 煤礦 安全規 程》第 44 3 條的有關規定 。 對于供電系統 中性點 接 地 方 式 , 實 際 上就是 指以下四種方 式 : 1 . 中 性點不 接 地 方 式 , 即中 性 點 絕緣 系統 ;2 . 中性點 直接 接地方 式 , 即 中性點 直接與接地網絡 連 接 ;3 . 電阻 接 地方式 , 中性點經 過 電阻 與 接 地網絡 連 接 ; 電 阻在數 十 歐姆時 為低電 阻接地 方 式 ; 在 數百歐姆以上時 , 稱 為高電 阻 接 地方式 ;4 . 經 過 消 弧線圈 接地方 式 ; 中性點經過 消弧線圈 與接地 網絡 連 接 ; 在故障狀態 下 , 例如 發生 一 相 接 地或人身單相 觸 電事故(此 類 事故在 人身觸 電事故 中所 占比 例最大)時 , 接 地方式不 同 , 所 表 現 出來 的結果 也就各 不 相 同 。 對于經 過消弧線 圈 接 地 方 式 , 在 三 相 對 地 電 容 分 布 不 對稱 時 , 可 能 出現 消 弧線圈與 分布電 容產 生 串聯諧振 現 象 , 在 變 壓 器 中性 點 出現高 出安 全 電壓 的危險 高電位 , 不 利 安 全 。 另 外 , 此 方 式 設 備投資大 , 系 統 運 行 復 雜 , 對技 術 力量 相對 薄弱的 煤 礦企業 , 不 宜采用作為 井下供電方 式 。 采用高電 阻 接 地 方 式 的技 術 要求也比較高 , 我國目前 也還 沒 有 在井下低壓 動 力 系 統中應 用 。 如 果 采 用 中性 點接地 或 低 電 阻 接 地 的方式 向井 下供電 , 當井 下 電 網 出 現 單 相 接地 等故障時 , 該現象表 現 的將不 是 小 電流 的 漏 電 , 而是 大 電流 的短路 , 故障點 可 能 形成 電 弧 , 是 引 發瓦斯 、 煤 塵 燃 燒 或爆炸 及 礦井外因火 災 的 火 源 。 同時 , 這種供電方 式 在發生 觸 電事故時 , 人身觸 電 電流 大 , 這 對 井下 惡劣環 境 下 的 人身安 全 極 為 不 利 。 基 于 此 , 我們必 須 按《煤礦 安 全規程》第 44 3 條 規 定 , 改用 中性 點 不 接地的變壓器及 發 電機 組 向 井下供電 。 筆 者 認 為 , 在不過 大 增 加 投 文 \ 何新宇高 小兵 安 全 一 供 電 方案 的探討 小 堆 礦 一一 41 }器 蕊 州民陰 - . ~ 人 的情況下 , 實現此類小煤礦 的 安 全供電方式 , 其實質就是將供 電 系 統 中 的 市 電(交流 220 V 5 0 HZ)部分分離出來 , 其他動力類 供電按煤礦井 下供電要求 (中性 點不接地)供電 即 可 。 就此 , 筆者 提出以下 兩 種 解決方 案進行探 討 : 方 案 一 目前 , 因為 這 類煤礦規模不 大 , 市電需求量 不 大 , 可以從附近 村民用 電中引進 三相四線 電源作 地面生 活 和 工業 用 電 , 但主要 通 風機的 電 源 必須來自向井下供電 的變 壓器 , 按 井下供電要求管理 (電氣 設備防爆要求視具體情況 確定) , 這 是 因 為當主電源停供 , 由備用 電 源 柴 油機組 發 電供電 時 , 地面發 電機組采用 中性點不 接 地 方 式 , 所發 電能只供應井下 及主要通風機 , 而不能兼作他負 荷 。 這 種 礦 井供電 系統形成系統 完備 的接地網絡后 , 按要求接人 漏 電保護及防雷保護等系統即能 安全 可靠工作 。 這 種供電方式的優點是 : 資 金投 人 極 少 。 然 而 , 這 種工作方式 的最 大 缺點是使用備用 電 源 柴 油 發 電機組時 , 某 些需要市電 的 一 類負荷場所(如事故照 明 、 安全監 測 系統 、 調度指揮系統等)的供電 要求無法滿足 。 而且 , 湘東及 湘南 地區大部分系中高山地 , 所建礦 井一般在無 居民生 活 的地 域 , 難 于使用村民用 電 。 這 種供電方式 并不 完善 , 有待修改和調 整 。 為 此 , 我們提出供電方式如方案二 。 方案二 `修改 的供電方式) 使用礦用變壓器(K S g 系列 ) 作低 壓動力 主供電 電源 , 另外 , 使 用中性點不接地發 電機組作備用 電源 。 這樣的供電方式 , 主要 是解 決市電供應問題 : 我們可以采用 一臺三 隔離式 變壓器( 型號 : SG一 X XKV A , 一般選1 2 一 3 0 KVA , 該 型式變壓 器已經通過 國家認 證) 提供市 電 。 也就是說 , 所 有 三相動 力類供電都采用符合礦井供電的 三 相 三線制中性點 不接地系 統 , 而其他電 源則 由隔離變壓器供 電 。 附 : 某廠 SG 系列變壓器基本 參數及圖型 。 一扭竺 口 {日 價~ 人一 ` B - - o e s扭業當 日 } 卜~一一 “ c 一 日尸 ~ ~ 一甲 。 .二工一一 —一一 N 鈞入電壓 : 39時 愉出電壓 : 2 00認22V 0 一 、計一 :