方长鑫
新疆焦煤（集团）有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：在我国快速发展过程中，矿井企业发展十分迅速，当今矿井行业不仅在生产工艺上得到长足的进步，大量机械设备的应用也提高了矿井的机械化程度。矿井工作面机械化生产的正常进行需要以供电系统稳定运行为基础。由于整个矿井供电系统需要结合具体生产需求，需要调整供电系统的结构和负荷，这会降低采煤工作面供电系统的稳定性。同时，受到非计划性停电因素的影响，导致供电子系统无法正常工作，这也会影响到地下水的正常排出，威胁到井下工作面生产安全。因此，需要及时识别供电系统的安全隐患，并采取科学防控故障的措施，从而满足井下工作面供电需求。
关键词：矿井工作面；供电系统故障；管控措施
引言
矿井采区供电系统承担着整个工作面机械等耗电设备运行的任务，供电系统一旦发生故障，长时间供电系统的修复将给矿井带来巨大的经济损失。随着自动化水平的不断发展，矿井供电系统故障诊断方法也有了较大的改善，通过遥测技术可以迅速判断供电系统的故障类型，通过调度人员可以在短时间内实现供电系统的正常运行；此外，在数据挖掘概念的指导下，采用时间序列匹配的方法进行供电系统的故障诊断已有了较快的发展，通过警报信息序列对复杂故障进行正确诊断的同时，实现对继电器的准确评价。实现对矿井供电系统的准确诊断一直是难点，因此Petri网故障诊断方法逐渐映入眼帘，利用Petri网故障诊断方法实现了电气设备信息的融合，能充分记录设备的动作信息，利用多源信息的冗余度可以检验警报信息，提高了故障诊断的可靠性。
1概述
矿井的安全生产是近年来受到重视的问题，矿井供电系统随着煤炭自动化开采的发展也向着智能化大容量的方向发展，供电系统的可靠性及稳定性是保证矿井安全生产的重要措施。由于矿井井下环境较为恶劣，对于供电系统的长期稳定运行具有较大的挑战，供电系统的电气设备一旦发生故障，极易造成重大的安全事故，不利于矿井的安全高效开采。对于供电系统，目前主要采用人工检修的方式对设备进行维护，但是由于井下供电系统的设备繁杂且电气结构复杂，对于故障检修的有效性难以保证，并且也不符合自动化生产的要求。对于供电系统的故障预警，采用自动化系统监测的方式，设计故障预警系统，实现对于供电系统的实时监控，保证供电系统的安全运行。
2矿井供电系统故障及其防范措施
2.1强化作业人员安全观念
操作人员作为使用和维护供电系统的主体，其安全意识的高低对供电系统的安全运营起到了直接影响。作业人员的专业水平高低也直接影响到供电系统的维护质量。因此，矿井应针对操作人员开展针对性、系统性的培训，以讲座、技能考核和技能鉴定等形式对操作人员的专业水平进行评测，并责令操作人员严格遵守用电设备使用规程，强化操作人员的应急处理能力，以便能够在用电系统故障发生的第一时间，判断故障类型，采取整改措施，降低故障造成的损失。
2.2动态无功补偿
在井下供电系统中增设SVC（动态无功补偿装置），该装置能够消除电网运行中产生的谐波，在提高电网功率因数的同时稳定系统电压，继而提升电网运行的安全性。作业时，控制柜收集并处理各个监测装置的运行数据，继而发出相应的触发脉冲，同时，控制柜还可实时监测晶闸管的运行状况；脉冲柜负责将触发脉冲转化为符合系统运行要求的脉冲信号，确保触发功能达成；功率单元受脉冲信号的操控，实现对晶闸管通断的控制，确保电抗装置可通过所需的补偿电流。
在SVC运行时需注意以下几点：a)不可对系统控制柜电源进线分断；b)不可对电阻温度系数和滤波装置的高压隔离开关进行带载分断；c)当系统控制器保护功能动作后，应当先记录相关内容，再清除故障；d)确保功率单元所处室内温度不超过40℃；e)电容装置的重合闸操控间隔必须在15min以上；f)要增强日常对电缆接头的监测管理，确保不发生过热现象；g)当矿井供电系统运行不稳定时，必须增加临时检查和管护。
2.3矿井供电系统设计
（１）矿井综采工作面应设置局部接地极与进回风巷口，为回风巷每个高压连接器设置局部接地极，并将１组局部接地极集中安装至３台以上电力设备中。（２）接地网保护接地点的电阻不得超过２０Ω。（３）电气设备的接地保护装置不得采用镀锌扁铁制作材料。（４）工作人员应根据《矿井安全规程》设置局部接地极组与接地部件材质的几何参数，且连接导线与接地导线不得利用铝导体材料。（５）应在潮湿处埋设局部接地极，且采用镀锌钢管，几何尺寸的直径为４２ｍｍ，长度不得小于５ｍ。在钢管上钻直径为５ｍｍ的透眼，埋设于地下，且接地母线还应采用裸铜线与镀锌钢材，局部接地外露长度不得小于１００ｍｍ。（６）应将接地极安装至低压馈电开关、照明综保等设备，保证辅助接地极与局部接地极的距离超过５ｍ，且辅助母线电缆截面积不得小于２５ｍｍ。除此之外，工作人员应为主水泵房设置主接地极，在配电点分设局部接地极，连接电缆接地芯线与专用接地线，形成接地网，可靠连接电气设备金属外壳与接地网，保证接地电阻小于２Ω。
2.4安装实时监控系统
通过在矿井下安装实时监控系统，管理人员能够动态了解井下通风状态、有害气体情况、作业人员位置信息等。基于此，矿井有必要引进供电在线监测系统，以此来实现对供电系统故障原因、类型的判别，利用在线监测系统及时调节故障区的供配电状态，为故障维护工作提供方便，最大限度降低供电故障对采煤生产造成的不良影响。
2.5过电流与电流速断保护措施
矿井供电系统运行期间，井下电缆相间短路会导致过电流与电流速断问题，以致瞬间增大母线电流，降低电压。在发生此类故障后，短时间内矿井供电系统中的电力设备便会被烧毁。过电流与电流速断会严重影响供电系统的正常运行，此时继电保护装置可以迅速启动，及时隔断危害，以便在元件通过最大负荷电流时，可以及时切除区外短路故障，自动返回速写装置。电流速断保护装置主要被应用至矿井地面变电所中，计算动作值时应以保护区末端最小运行方式为依据，整定三相短路电流值。
2.6增强供电可靠性的措施
增强供电可靠性的措施有以下几点：a)井下任何用电单位不能在供电支路中随意挂接电源；b)开关整定值调控应当安排专职人员进行，一旦发现负荷变化的情况，必须及时进行针对性的整定计算和调整；c)定期对井下供电电缆和用电设备进行绝缘阻值遥测；d)井下机电工作人员必须严格按照工作规程作业。
结语
矿井作业环境十分恶劣，加之供电系统需要结合采煤的实际需求进行灵活调整，使得供电系统相较于矿井的其他系统，故障发生率较高。利用故障树分析法进行探究后发现，供电系统的故障类型主要分为移动变电站故障、电源控制柜故障、开关柜故障以及连接器故障4个中间事件，而导致上述故障的基本事件为17个。因此，为了确保供电系统的稳定运行，要借助实时监控，及时识别故障隐患，构建故障档案，加强对供电系统的巡查和维护，着力提升作业人员素质，针对供电系统开展相应的维护，以此来保障井下生产秩序的稳定性。
参考文献
[1]仝建利.矿井井下工作面供电系统常见故障分析[J].江西煤炭科技，2019（3）：105-107.
[2]赵向明.玉溪矿井一盘区供电系统关键元件故障诊断研究[J].煤炭与化工，2019，42（1）：100-102.
[3]高翔.矿井井下供电系统常见故障及保护分析[J].能源与节能，2018（8）：163-164.
[4]杜俊.矿井井下高压供电系统故障安全作业流程浅析[J].内蒙古煤炭经济，2017（17）：95-97.