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浅析露天煤矿供电质量提升

发表时间：2020/8/20 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王士维

[导读] 摘要：在国内现代化建设步伐不断加快的时代背景之下，各领域生产活动对能源的需求量不断增加。

        北方魏家峁煤电有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 010308
        摘要：在国内现代化建设步伐不断加快的时代背景之下，各领域生产活动对能源的需求量不断增加。由此，文章通过对露天煤矿供电模式的分析，提出了几点有关提高煤矿电能质量的个人想法。
        关键词：露天煤矿；电能质量；采矿设备
        近年来，随着露天矿采矿设备技术的发展，露天矿供电的可靠性表现得越来越突出，提高供电质量，保证采掘设备的可靠供电，减少供用电系统对生产的影响至关重要。作为露天矿供电系统：变电所—架空线路—坑边移动变电站—电缆线路—开关柜—用电设备，其电压平衡、波动、压降、电网以及用电设备的谐波、频率、非线性负载等都存在影响供用电的质量。因此，做好每个环节的供电管理，提高供电质量，是提高露天矿采矿设备的出动率，保证露天矿供电系统安全、稳定、经济、可靠具有非常重要的意义。供电质量问题是电力部门面临的一项新问题，我们还处于探索阶段。
        1影响露天煤矿电能质量的因素
        1.1采场变动无法与供电系统协同
        对于露天开采的大型煤矿来说，采场并不是固定的，而是在作业过程中不断变化的，在这样的背景之下，供电系统必须能根据采场变动在电压波动范围、功率因数等方面满足要求。若不能及时结合上述内容做出调整，那么当线路长度不断增加，线路损耗持续上涨，压降自然也会随之有所增加，最终导致线路安全及电能质量等受到影响。
        1.2用电设备自身特性与实际作业环境不相符
        露天煤矿开采所应用到的部分大型设备的负荷能达到2000kW以上，负荷变动较大，且在运转过程中会出现冲击负荷，针对这一点来说，相关单位在对这些设备进行选择时，必须首先对作业现场的电能供应情况进行考量，确保这些大型设备运转过程中对电压的需求能得到满足，避免用电设备特性与现场状况不符时出现的安全问题或效率问题。
        1.3线路截面的选择不够科学
        从理论上来说，线路截面越大，电压损耗越小，但在实际作业过程中，线路截面的选择还应能考虑到检修、运行、移设等问题。以WK-55电铲这一设备为例，其尾线规格的确定应由最大工作负荷、额定工作电压、设备功率因数、经济电流密度等综合来决定的，但结合现状来看，能在露天煤矿开采过程中做到上述要求的单位相对较少。
        1.4移动变电站及网络电压对电能质量产生影响
        移动变电站应能随着采场的变动而变动，并具备承受冲击性负荷突变的能力，因此，在对移动变电站进行选择的过程中，相关人员必须从用电负荷的性质及经济性两方面进行考量。在网络电压不稳定区，还应对补偿装置所产生的影响进行考量，以此来保障用电设备对于电能的需求能得到满足。
        2电能质量提升策略
        2.1保障用电设备的选购与现场情况相符合
        为了保障供电电压质量能满足用电设备需求，相关单位在用电设备选购过程中就应对其额定工作电压、电压波动范围以及最大/最小工作电压等综合的进行考量，在充分了解这些内容的基础之上，设备选购人员应能对露天煤矿开采现场状况进行分析，衡量供电电压能否满足相关设备正常运转的需求，最终确定相关用电设备能否应用到露天煤矿开采之中。
        2.2根据采场变动对负荷分配进行合理调整
        为了在采场不断变动的背景下确保电能质量，相关人员应能结合以下几点内容对负荷分配进行合理调整：（1）提前对环坑线路的延伸移设等进行规划和部署。这一点主要是因为环坑线路延伸移设工作量相对较大，涉及到的设备相对较多，若不能提前做好规划和部署，那么滞后问题将很有可能导致移动变电站与用电设备之间的距离过长，最终导致线路损耗增加。

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在规划部署过程中，相关工作人员应能提前掌握采场推进线路，进而在此基础之上做好准备工作，保障供电系统与采场变动之间的有效协调。（2）根据设备工作面的变化及时调整供电线路。在采场移动过程中，设备工作面很有可能因为采场变动而发生变化，而为了确保电力供应能充分与设备运作结合起来，相关工作人员应能从干线、支线、尾线几方面对配电线路是否需要调节进行衡量，尽量降低线路调整对露天煤矿开采作业进度的影响。
        2.3控制好线路截面及线路距离等内容
        针对线路截面及线路距离的控制可以结合以下几步来完成：首先，相关工作人员应能在准确计算配电线路所带负荷的基础上做好线路截面及长度的规划工作，确保规划方法能满足用电设备的用电需求。其次，由于尾线电缆相对较细，供电系统运行过程中所产生的压降损失较大，因此，现场工作人员应对其长度进行控制，一般情况下不能超过600m。最后，在做好初步规划的基础之上，相关工作人员应能结合所带设备负荷、供电距离、线路截面及长度等完成核算工作，对线路的长度及所带负荷的总量进行明确规定，因此来保障线路及相关设备在移动和调整过程中能满足现场用电设备的需求。
        3供电系统调控措施
        3.1制定完善的供电质量管理办法
        结合上文中的内容，由于采场的不断变动，供电系统也需要随之进行搬迁或转接，而在这一过程中，由于涉及到的设备相对较多、线路较为复杂，若不能做好质量控制工作，那么就很有可能对后续供电质量产生影响，引发安全事故。为了避免这样的状况出现，露天煤矿所对应的供电质量管理办法应包含以下几点内容：1、在管理制度中对线路截面及长度、移动变电站所带设备台数等进行限制，要求现场工作人员在这些内容的制约之下展开工作。2、相关管理人员应将日常的监督检查工作重视起来，根据设备运行所产生的各项数据对供电系统运转情况进行核查，一旦发现问题，应迅速组织专业人员做出整改，避免供电质量存在问题导致用电设备不能正常运转。
        3.2重视供电系统日常维护工作的开展
        露天煤矿供电系统中的入坑线路大部分使用插拔式或压接式接头连接，而这一类接头在长期使用后必然会产生变形、氧化、污染等问题，接头处接触电阻增大，出现三相不平衡现象，最终导致线路压降损耗升高，影响到系统整体的供电质量。对于此类问题来说，管理人员必须能将供电系统的日常维护工作重视起来，要求相关人员在操作过程中注意方式方法，及时清理接头处的污染。若接头处老化严重，且已经对系统电能质量产生了一定影响，那么管理人员则应及时通过更换接头来进行处理。对上述过程进行分析，日常维护工作的展开是保障露天煤矿电能质量的关键，因此，现场管理人员必须能通过定期维护检修等方式来对系统内存在的老化、污染以及各类隐患进行处理。
        3.3通过变电站对电压进行调整和补偿
        对于网络电压的波动来说，移动变电站的调整很有可能难以及时调整供电电压，针对这样的状况，供电调度将根据现场电压波动情况，协调调度露天矿变电站对协调电压进行调整，安排无功补偿装置投退工作。在这样的工作模式之下，整体系统内电压的稳定性将能得到更好的保障，达到提升电能质量的目的。
        4结语
        综上所述，在对影响露天煤矿电能质量的因素进行分析的基础上，本文主要从用电设备的选择、线路截面及长度的确定、采场移动过程中对负荷的分配三方面提出了露天煤矿开采作业中对电能质量进行控制的方法，最后一部分则基于这些内容提出了供电系统所对应的调控措施。在后续发展过程中，供电公司和露天矿供电部门应进一步将对露天煤矿电能质量的控制重视起来，并结合上述内容确保这一作业过程能在安全性、效率、经济效益等多方面满足要求。
        参考文献：
        [1]李付强.矿井供电系统的安全管理[J].内蒙古煤炭经济，2018（14）：86-87.
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        [3]张瑞斌.矿井供电系统安全可靠性研究[J].能源与节能，2017（8）：30-31.