矿山供电系统论文

矿山供电系统论文（共12篇）

矿山供电系统论文 篇1

煤矿供电系统可以方便、经济地将电能传输到用电设备, 也可以快速实现各种能量的转换, 同时也使控制自动化得以实现。随着煤炭开采技术的发展, 矿井机械化程度的不断提高, 供电系统的稳定运行直接关系到矿井安全生产。因此, 供电系统在煤矿安全生产中占着非常重要的作用。

1 矿山供电系统的要求

1.1 供电系统设计合理

规程规定, 矿井应有来自不同电厂或变电站的电源, 在一回供电线路故障时, 另外一回能担负矿井供电, 以防止矿井一类负荷停止运转, 造成重大安全事故。

1.2 供电设备电气保护

矿井供电主要有接地、漏电和过电流三大保护, 规程规定严禁甩开供电保护不用, 同时必须保证供电保护的可靠性, 从而确保在系统故障时, 能自动切断供电电源, 防止供电线路和设备的损坏。

1.3 供电系统谐波污染

供电和用电设备中含有半导体元件, 如整流设备、变流器等, 另外还有一些非线性的谐波源, 如变压器、发电机组等。谐波将增加供电线路的附加损耗、变压器的铜损、损坏电容, 对电动机而言还会产生机械振动、噪声和过电压等。

1.4 设备管理科学合理

定期进行设备检修, 特别是供电系统的检修和检查工作, 坚持使用三大保护, 杜绝漏电事故的发生。

2 矿山供电系统漏电的危害

煤矿系统供电漏电事故将对煤矿安全生产和人身安全带来严重危害。下面我们就煤矿井下低压电网漏电事故, 分析漏电的原因和防治措施。

2.1 导致人体的触电

当电气设备因绝缘损坏外壳带电时, 接触带电的外壳就会触电, 电流通过人体进入大地, 电流达到一定程度将造成人员伤亡。

2.2 引起瓦斯及煤尘爆炸

瓦斯和煤尘在一定浓度遇到火星 (0.28mj) 将发生爆炸, 如供电线路单相接地或设备外壳带电时, 在接地点将产生电火花, 如果此时电火花有足够的能量, 而瓦斯或煤尘在爆炸浓度范围, 将引发瓦斯或煤尘爆炸, 将造成重大安全事故, 给企业和职工生命财产造成不可估量的损失。

2.3 电雷管误引爆

漏电电流在其流经的路径上将产生电压, 漏电流越大, 电压越大, 如果此时电雷管的两端引线接触到电压, 就可能造成电雷管误引爆。

2.4 导致电路短路

发生漏电时, 通过绝缘破损处将发热, 从而进一步损毁绝缘, 造成短路事故, 引起设备烧毁, 引发电缆等可燃材料燃烧。

3 矿山供电系统漏电的原因

由于井下环境条件恶劣, 供电线路和设备容易受外力损伤, 故漏电故障在供电系统故障中占有很高的事故几率, 分析井下漏电故障产生的原因, 对预防漏电事故的发生, 保证供电系统正常运行, 有着重要的意义。

3.1 电缆和电气设备的原因

(1) 供电电缆和设备在长期供电和运转过程中, 由于电流的热效应, 电缆和设备的接线板等处容易发热造成绝缘老化, 同时由于井下环境比较潮湿, 电缆容易受潮, 致使绝缘降低而漏电。 (2) 电机容易出现绝缘受潮、绕组扇热不良、绝缘材料变质等原因使绝缘降低, 造成漏电。 (3) 在真空开关分断时, 未采取有效措施, 造成过电压, 使电机绝缘瞬间击穿造成漏电。 (4) 在设备安装过程中接线错误, 如将相线接入地线, 或由于安装质量问题, 相线与外壳搭接, 将直接导致对地漏电。

3.2 管理不当的原因

(1) 电缆长期浸泡在水中, 造成电缆散热不良或受酸性矿井水腐蚀, 而使绝缘老化漏电。 (2) 电气设备长期超负荷运行, 将造成绝缘老化而漏电。 (3) 已受潮或进水的电器设备, 未经严格的处理并测试其绝缘和耐压性能就投入使用, 造成漏电。 (4) 电缆敷设不当, 造成电缆受到运转机械设备的机械挤压和摩擦, 而造成电缆绝缘损伤漏电。

3.3 维修不当的原因

(1) 在冷、热补橡套电缆时, 由于芯线连接不牢、绝缘不均匀、质量低劣, 容易造成发热, 严重时造成漏电。 (2) 在设备检修时, 将工具、线头等遗留在开关内, 如碰到相线, 送电后造成漏电。 (3) 开关分合时, 因灭弧机构故障而产生电弧, 电弧接触到外壳而漏电。

4 矿山供电系统漏电的防护措施

供电系统损害导致的漏电事故, 给煤矿企业和职工生命财产安全造成重大威胁, 故防止供电系统漏电事故的发生, 就显得格外重要。 (1) 加强电气设备管理。首先必须坚持电气设备的定期检查检修, 保证供电系统及设备正常运行;其次要对检修后性能不能达到要求的设备进行更换, 防止设备隐患进一步扩大, 而造成漏电、短路事故, 酿成重大安全事故。 (2) 必须安装具有选择性的漏电保护装置的馈电开关, 确保在发生漏电或绝缘水平降低到一定数值时, 能自动切断供电电源, 防止事故的进一步扩大。 (3) 井下电缆悬挂整齐, 避免由于“挤、压、埋、淋、砸、崩、摩”造成电缆绝缘降低或损坏而漏电。 (4) 电缆悬挂和设备安设必须远离有滴水和淋水的地方, 以免造成电缆和设备受腐蚀和受潮, 绝缘降低而漏电。 (5) 设备检修必须严格按规程规范和相关管理制度执行, 确保检修质量, 避免由于检修质量原因, 造成发热绝缘损坏或相线直接碰到外壳而漏电。 (6) 电缆敷设位置, 要远离机电设备旋转或震动部位, 以免摩擦电缆, 造成漏电。 (7) 要加强机电职工的业务素质培训, 严格执行相关规程规范和管理制度, 提高供电设备的管理水平。

5 结束语

煤炭企业是我国的基础工业, 但同时也是灾害最为严重的行业, 供电、水、火、瓦斯、顶板等均能给国家和职工生命财产安全造成重大损失。因此, 我们必须严格执行国家相关规程和规范, 消灭事故在萌芽之中, 其中供电系统漏电事故的预防显得格外重要, 必须引起高度重视。

参考文献

[1]煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社, 2004.

[2]刘兵, 矿山供电[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2004.

[3]高岩.浅谈矿山煤井下供电系统漏电保护的重要性[Z].2006.

矿山供电系统论文 篇2

AutoCAD系统的矿山应用

叙述了以AutoCAD为主要平台二次开发的应用软件,如Surpac、Minte、Datamine、Gemcom等,在矿山工程设计、爆破安全、地质勘探及配矿方面的`应用.

作 者：郭新平 作者单位：乌鲁木齐天助工程技术咨询有限公司,乌鲁木齐,830000 刊 名：新疆有色金属 英文刊名：XINJIANG YOUSE JINSHU 年，卷(期)：2009 32(3) 分类号：P61 关键词：计算机   AutoCAD系统   矿山开采   应用  

关于我国矿山安全系统的研究 篇3

关键词：矿山安全六大系统;瓦斯智能检测仪;人身安全

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）04-0150-01

1. 引言

为了提升礦山安全生产保障能力，从而保证所有矿山工作人员的人身安全，国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善监测监控、人员定位、供水施救、压风自救、通讯联络、紧急避险等安全避险六大系统。“六大系统”对保障矿山安全生产发挥重大作用，将为地下矿山安全生产提供良好的条件。借助于国家对于安全生产的重视及矿山管理人员对于矿山安全的意识性加强，一些企业制定了相当有效的措施。

2.矿山安全概述

矿山安全避险六大系统包括：监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信联络系统 。北京矿冶研究总院所推出的“六大系统”解决方案，指挥调度系统平台，建成后可以实现矿山的井上和井下的语音通讯、人员、设备跟踪定位、井下关键设备（如风机、水泵等）的远程监控、井下关键位置的图像视频监测监控、以及各种环境参数（如CO、NO2等）的监测监控等。在此基础上实现统一生产指挥调度。即：管理和指挥调度人员可以无需下井，根据井下反馈到主控室的实时数据，统一进行生产调度指挥，提高生产效率，及时排除安全隐患。

2.1监测监控系统

监测监控系统的功能一是“测”，即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等;二是“控”，即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。若系统仅用于生产过程的监测，当安全参数达到极限值时产生显示及声、光报警等输出，此类系统一般称为监测系统;除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等，此类系统一般称为监测监控系统。而最为值得注意的就是瓦斯智能监测仪，我国每年都会发生大量的矿山安全事故，而尤其以瓦斯爆炸尤为突出，因此为了避免瓦斯爆炸带来的巨大损失，如今我国自行设计并引进了很多的瓦斯监测仪，并且这一领域也已进入人工智能领域。

2.2定位系统

井下人员及设备定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统，集合了国内识别技术、传输技术、软件技术等最顶尖的产品和技术，是目前国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化的井下人员定位系统。

煤矿井下人员定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

2.3避险系统

煤矿井下紧急避险设施有自救器、救生舱、避难所、防透水型固定式避难所。

矿用可移动式逃生救生舱（以下简称救生舱）是一种新型的煤矿井下逃生避难装备。将其放置于采掘工作面附近，当煤矿井下突发重大事故时，井下遇险人员在不能立即升井逃生脱险的紧急情况下，可快速进入救生舱内等待救援，对改变单纯依赖外部救援的矿难应急救援模式，由被动待援到主动自救与外部救援相结合，使救援工作科学、有序、有效将起到至关重要的作用。避难所建立在矿井下各危险工作区域的密闭空间，依托矿井巷道构筑而成，具备很好的防护性能，能够抵御一定的外力冲击;硐室内提供生存必需的氧气、水、食物、急救药品、废气处理等设施;其主要用途就是在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸，煤与瓦斯突出或二氧化碳突出事故时，供井下人员佩戴脱险，免于中毒或窒息死亡。自救器按其作用原理可分为过滤式和隔离式两种。隔离式自救器又分为化学氧和压缩氧自救器两种。

2.4自救系统

压缩空气自救装置是一种固定在生产场所附近的固定自救装置，当发生煤和瓦斯突出或突出前有预兆出现时，工作人员进入自救装置，打开压气阀避灾。它的气源来自于生产动力系统——压缩空气管路系统。由于管路内的压缩空气具有较高的压力和流量，不能直接用于呼吸，必须经过减压、节流使其达到适宜人体呼吸的压力和流量值，并要同时解决消声（由于减压引起）和空气净化问题。通过可调式气流阀调节节流面积，以适应不同供风压力下的流量要求，按健康人在静止状态吸气20L/min，在剧烈运动和紧张状态下吸气60～80L/min的标准，确定压风自救装置的供风量应≥100L/min。

2.5施救系统

所有采掘工作面和其他人员较集中的地点、井下各作业地点及避灾硐室（场所）处设置供水阀门，保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水。按照《煤矿安全规程》要求设置三通及阀门。井下供水管路应采用钢管材料，并加强维护，保证正常供水。

2.6联络系统

在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、水泵房等主要机电设备硐室和采掘工作面以及采区、水平最高点，应安设电话。井下避难硐室（救生舱）、井下主要水泵房、井下中央变电所和突出煤层采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点等，必须设有直通矿调度室的电话。要积极推广使用井下无线通讯系统、井下广播系统。发生险情时，要及时通知井下人员撤离。

3. 结论

以上就是关于我国的矿山安全系统的六大系统，在国家政策制定的基础上自己根据自己的实践经验给做了相应的改动，但无非是想提升我国的矿山管理人员对于安全生产的重视以及矿工的自我保护意识;我相信通过矿山企业对于监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信联络系统这六大系统的具体落实，那么我国的矿山安全事故将会进一步减少。

参考文献：

[1]李春民等，矿山安全监测预警与综合管理信息系统[J]，辽宁工程技术大学学报.2007，15（10）;

[2]王迷军等，矿山安全生产监测预警与调度指挥系统及应用实践[J]，黄金，2010，15（03）;

[3]芦静，神华巴能洗煤厂危险源动态预控技术研究，内蒙古科技大学，2014，06（06）;

作者简介：姬惠丰，（1995.08-），男，汉族，山西省长治市，本科，内蒙古科技大学，矿业与煤炭学院，安全工程专业。

如何做好矿山供电系统漏电保护 篇4

关键词：矿山,供电系统,漏电保护

在工矿企业的供电系统中如果没有采用科学的漏电保护方法, 一旦出现问题, 不仅事故附近的工作人员生命会受到危害, 供电系统整体受到影响, 断电漏电将导致整个工作面的危险程度提高。因此, 如何做好矿山供电系统的漏电保护工作, 是关系到工矿企业能否安全完成生产任务的关键。

1 矿山供电系统发生漏电的原因

矿山供电系统的漏电原因是多种多样的, 了解漏电的发生原因可以提高在日常维护工作中的效率, 达到有效保证矿山供电系统安全性的目的。下面笔者从漏电危害的发生原因逐一分析介绍矿山供电系统中, 漏电事故的原因。

1.1 供电线缆和电气设备受工作环境的影响

架设在矿山井下的供电线缆分布于巷道的各个角落, 在矿山井下这样潮湿的环境中长时间使用, 供电线缆的绝缘层部分会产生老化现象或者湿气侵入供电线缆内部, 在正常使用过程中系统绝缘性较低而导致漏电事故的发生。这样的环境中, 还会使过渡电压产生冲击的或然率提升, 击穿绝缘性较低的部分, 在某一地区集中发生漏电事故。而同样环境下的开关设备在较长时间的使用过程中, 接线板过于潮湿也会导致漏电事故的发生。而内部元件或导线的绝缘情况恶化、导线与外壳发生接触, 也会产生漏电事故。电动机在使用过程中会发热膨胀, 绕组会产生一定程度的范围变形, 冷却之后缩退形成空隙。长期在矿井下, 潮气和粉尘的侵入、绝缘部分潮湿度过高、绕组部分散热效果降低等问题造成漏电事故。

1.2 施工方法问题引起漏电事故

在矿山供电系统施工中, 线路的连接方法错误会发生漏电事故。如相线和地线错误连接, 在通电之后会出现漏电事故;如供电线缆接头违反施工工艺要求, 可能破坏外部橡胶套的绝缘, 在矿井内部湿气的侵蚀作用下很容易导致漏电事故的发生。“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头等接线方法, 由于接头的机械强度较低, 容易在供电线缆抻拉时发生断裂导致漏电。在供电线缆与其他设备连接的施工中, 如线芯接头施工不结实, 封套不够严密, 在设备自然震动或移动过程中会造成接头的脱落或松动, 当相线与设备外壳直接搭接时, 会发生漏电事故。在长时间的使用或运行中, 接头也可能因发热而损坏绝缘层发生漏电。

1.3 管理和维护工作不力

供电系统在假设好之后, 需要专门的工作人员对其进行管理和维护。忽视了供电系统管理工作, 如矿山碎石和矿渣等埋住供电线缆线路或者供电线缆松脱落入水沟中, 将会导致严重的后果。供电线缆被压住之后在工作过程中产生的热量不易散发, 如果时间过长将会导致绝缘层提前老化失效而发生漏电事故, 而且积压物过多可能严重拖长事故处理工作的时间;而供电线缆落于水中, 在矿山井下的水具有酸性, 发生侵蚀作用和导电液体的渗透, 绝缘效果将会因潮湿而失效。而其他电气设备管理不善, 也会因长时间高负荷运转而发生绝缘性能降低受损。电动机风道维护工作的疏忽导致被矿石阻塞、电子设备受潮后未经严格处理等问题都会发生漏电事故导致严重后果。

1.4 维修操作不当

矿山井下工作环境较差, 光线不足而且巷道狭窄, 在采掘工作中各种工具会将供电线缆刮碰而造成损伤。在采掘机械工作时, 如果驾驶人员对线路铺设情况不熟悉而盲目操作, 使供电系统供电线缆受到各种外力作用, 也可能造成漏电。在对电气设备进行维修时, 由于电源控制操作不当、未断电操作或施工过程大意, 可能导致操作人员与相线接触而发生漏电。电源开关操作时, 由于电弧消除部分发生问题, 导致电弧的产生无法消除, 电弧接触导电部分发生事故。在漏电事故产生而闭合总开关断电后, 为寻找线路发生漏电的分支线路采用各部分强行给电, 这种方法容易造成供电系统的重复漏电。

1.5 意外事故的发生

矿山供电线缆经常会由巷道顶板脱落、运输矿车脱轨、支撑结构倾斜倒塌等意外发生的机械事故而损伤, 导致漏电事故发生。供电系统线路发生短路可能造成系统局部损失接地的绝缘性能, 在短路线路修复后, 没有做好对地绝缘电阻的测量工作而恢复供电也会发生漏电事故。在雷雨天气, 大气产生的过量电压可能会从供电系统与地面上的连接部分入侵, 过大的电流将供电系统的绝缘部分击穿而发生漏电。

2 矿山供电系统漏电保护措施

目前, 我国煤矿井下低压供电系统的漏电保护装置还是附加电源直流检测型的, 它不能实现纵向与横向的选择性保护, 系统任何地方发生漏电, 都会引起低压总开关跳闸, 局部通风机也会被迫停止工作, 使采区或掘进面的瓦斯集聚。由于排除故障需要较长时间, 放使其他正常支路也长时停电, 这样不仅直接影响原煤生产, 而且严重危及矿井的安全。

2.1 旁·直·零式选择性漏电保护系统

旁·直·零式选择性漏电保护系统的保护性能比较完善, 电跳闸对于供电单元来说, 纵向和横向都有选择性;各种情况的漏电故障切除均满足30mA·s的要求, 使人身触电电流小10mA, 井能消除断电后电机反电势和电网电容放电对人身及井的危害, 具有较高的安全性;由于在总开关处设置了直流检式漏电保护插件, 因而各级开关、起动器中的方向型漏电保护少获得一级后备保护, 并使得整个漏电保护系统消除了动作死区。

2.2 自动复电选择性漏电保护系统

自动复电选择性漏电保护系统是基于新的、既不增加设备, 又能快速恢复送电, 且安全可靠的漏电保护系统要求研制出来的。它具有动作速度快、可靠性高、有选择性, 保护功能齐全等特点。选择性漏电保护为零序功率方向式, 采用绝对值比较环节来确定故障支路, 当零序电压U0与零序电流I0的相位相反且都有足够的幅值时, 比较电路便确认故障支路并发出跳闸指令。附加电源直流检测式漏电保护作为电网对称性漏电故障的主保护, 并作为选择性漏电保护的后备, 因此它的动作值定为9kΩ, 并延时100ms的动作, 以利于系统配合。自动复电装置由一次性重合闸机构组成, 但它与通常的自动重合闸有所不同, 在短路跳闸后它不重合, 只在漏电跳闸后才重合, 这一功能由可靠的漏电闭锁和短路闭锁来保证。

2.3 零序电流方向保护措施

由下图可看出, 当某一支路发生人身触电或者单相漏电故障时, 各个分支线路中都会有产生零序电流, 人身触电电流或漏电电流等于这些零序电流之和。从电源的母线端向外看, 经过故障支路的零序电流大小与方向都和非故障支路不同。流经故障支路的零序电流互感器 (LH3) 的电流是非故障支路零序电流之和, 而其他支路的零序电流互感器中只流过本支路的零序电流。另一方面, 故障支路的零序电流方向都是由线路流向母线, 而非故障支路则从母线流向线路。在忽略电网刘地绝缘电阻的条件下, 前者滞后于零序电压90°, 后者则超前90°, 两者的互差180°, 相位恰好相反。零序电流方向保护装置就是依据这个原理设计的。

3 总结

矿山供电系统作为已经具备完整的选择性漏电保护装置, 在硬件结构上避免了漏电事故的发生, 将已发生事故的影响和危害减到最低, 可以较快找到供电系统事故发生源及时处理。在人员管理教育和供电系统优化两个方面同时做好进而有效防止漏电事故在矿山供电系统的发生。

参考文献

[1]钟诚.矿山电工学[M].煤炭工业出版社.2009.

[2]郭雨.矿山供电[M].煤炭工业出版社.2009.

[3]易光明.焦贺彬.矿山供电系统漏电及防治对策[J].中国新技术新产品.2009 (10) .

智慧矿山水泵无人监控系统 篇5

1．设计背景

水泵房承担着矿井的主要排水任务，对煤矿的安全生产起着举足轻重的作用。对泵房各排水泵实行全方位智能自动监控，及时掌握其泵房容水情况，以便及时完成排水任务，并掌握水泵的实时工作状态，记录水泵运行参数，保证水泵工作在完好的状态具有非常的现实实际意义，其工作的可靠性和稳定性也决定了煤矿安全生产的重要因素。

随着矿井近年来现代化管理水平的迅速提高，信息化建设的步伐也在不断加快。同时为保障煤炭的安全生产、提高全矿的生产效益，必须保证排水系统可靠、稳定、合理地运行，及时发现水泵运行系统中存在的隐患；对水泵实行数字化监控，同时实时监控泵房各水仓的水位和出水管道流量，为矿各级领导和职能管理部门及时、准确地掌握水泵实时运行状态，对井下泵房水泵建立一套水泵远程智能监控系统具有十分的必要性和重要性。

根据泵房设备现状

水泵房共有多台主排水泵。现所有水泵都没有实现地面集中自动控制排水。出水阀门：在用水泵阀门为手动闸阀。泵抽真空方式：手动控制真空泵。

排水管道：排水管道为两条管道并列运行。水仓：一般泵房两个水仓，并与吸水井相连。

2．设计目的

通过实施系统自动监控，检测水仓水位和其它参数，控制水泵轮流工作与适时启动备用泵，合理调度多台水泵运行，从而提高水泵的工作效率和安全性。系统通过触摸屏和井上工业控制计算机以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映设备工作状态以及水仓水位、电机温度、轴承温度、出水管道压力、排水管流量等参数，并能够监测记录并保存排水系统的重要参数。

通过通讯设备与地面调度室主机实现数据交换，实现远程智能监控并双机热备，作为矿井综合信息化建设的一部分，通过矿局域网WEB发布，实现网上控制。

3．设计依据和原则

设计方案根据联创公司安全生产泵房自动化监控实际要求而做出。系统设备符合联创公司生产环境条件，符合《煤矿安全规程》相关要求。

对井下泵房各台排水泵、水射流系统、抽真空系统、管道电动阀门和水泵轴震动等装置实施PLC智能自动连锁控制及运行参数自动检测，动态就地显示，并将数据信息传送到地面生产调度中心和生产设备控制中心，进行实时监测监控及报警显示、故障历史查询、模拟量曲线显示和报表打印。系统通过检测水仓水位、电机电流、电机电压、闸阀开启度、流量、真空度等参数，控制水泵轮换工作，合理调度水泵系统运行。系统通过液晶触摸屏以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、水泵温度、排水管流量、水泵真空度等参数，并通过通讯接口与地面网关实现数据交换，系统的硬件设计充分考虑到将来扩充的需要，控制器的选用留有足够的裕量，系统的网络接口配置完善，为将来集成或接人矿井信息化系统预留接口。该系统具有运行可靠、操作方便、自动化程度高等特点。

4．系统组成及工作原理

4.1 系统组成

本控制系统以PLC作为控制核心，触摸屏和上位机为显示和主要操作设备，通过PLC检测水泵设备和传感器的信号，控制水泵、真空泵等设备和电动阀门、电磁阀等执行器。

控制系统由地面控制台、泵房控制主站和传感器、执行机构等组成，控制器选用西门子 S7 300系列 PLC，实现就地控制、地面远程和检修三种控制模式，远程控制可以分为联锁控制和集中控制等多种控制模式，可以供操作者根据现场实际情况灵活选用，确保在系统正常运行时操作灵活、易于维护，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保水泵设备的正常运行，不破坏改造前的操作功能，提高系统的稳定性。

泵房控制主站实现对泵房多台水泵的自动控制和实时监测，并将数据通过工业以太网或直连光缆传输至地面控制台。

图1系统结构图

（1）上位机：采用国际先进的工业级控制计算机，内置高性能组态软件，实现井上对水泵的远控，及相关数据的处理、显示等功能。

（2）PLC控制柜：有矿用一般型柜体和防暴型两种，主要由PLC、触摸屏、中间继电器、断路器、数据光端机、本安电源、线性电源、按钮和指示灯等元器件组成，具备信号采集、变换、处理、输出、显示、保护 故障报警和通讯等多种功能。

（3）传感器：主要包括超声波液位计、超声波流量计、带隔离装置的负压变送器、带隔离装置的压力变送器、电机绕及轴承温度传感器、阀门位置行程开关和过转矩行程开关等。

（4）执行器：是指电动闸阀、电动球阀等设备的执行机构。

图2矿用一般性泵房水泵自动监控系组成图

图3隔爆型泵房水泵自动监控系组成图

5．系统功能

系统可实现以下主要功能：

● 动态自动设定真空度，自动实现控制排水泵启停。● 控制个泵轮流工作，使每台磨损程度均等。

● 根据水仓水位、供电峰谷段时间划分情况，合理调度水泵运行，以节省运行费用。

● 检测水泵及其电机的工作参数。如：水泵流量、出口压力、泵体轴温、电机定子温度及轴温、电机电流和功率等。

● 根据水泵及电机的运行参数，测算水泵的运行效率。为水泵的维护保养提供科学依据。

● 具有故障报警、自动保护等功能。

● 具有网络通讯接口，可实现地面远程联网监视和控制。可与矿现有电力监测系统KJ95N矿井监控系统联网，预流足够的升级接口。● 能够实现温度巡检功能 地面远程控制

在地面设置远程控制端———地面监控计算机站，控制软件采用国际领先的工控组态软件编制，可实时监视水泵系统的运行参数，并可远程控制水泵系统得启停。本终端还能和供电控制中心操作终端互为备用。地面远程控制终端主要具有以下功能：

● 实时与井下泵房PLC进行数据通信，采集现场的各种检测参数；、● 实时记录、显示井下泵房现场进行数据、水泵工作状态； ● 自动控制水泵启动前真空泵抽真空，动态设定真空度。

● 在远程控制允许的方式下，实现对各水泵的启停运行控制； ● 实时动态模拟显示排水系统的模拟画面。

● 具有操作人员的登录管理与权限管理功能，有效防止非法操作、误操作。

● 对水泵的启停控制实时记录，便于对设备的操作查询管理。

● 可以查询设备实时运行数据及历史运行数据。运行时间和故障的记录和查询。

● 具有实时动作状态变化报警提示。● 实时显示各个水泵的控制模式。

● 具有主要运行参数的趋势曲线显示功能。● 打印运行数据功能。

地面远程控制终端主要设备组成有监控计算机、打印机、后备电源UPS、光纤收发器。地面监控计算机采用知名品牌的监控计算机，所选监控计算机可以连续24小时工作、稳定性好，防尘性能好。5.1数据采集与检测

系统采集与检测的数据：模拟量为电机电流、电机温度、水泵轴温、闸阀开度、出水口压力、水仓水位、主排水管流量、真空度；数字量有：电动闸阀的开关限位、电机运行状态、电机故障点、电动阀的工作状态与开关限位、射流及真空泵工作状态。

数据采集主要由PLC实现，PLC通过超声波水位计连续检测吸水井水位，将水位变化信号进行转换处理，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，自动投入或退出水泵。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器，主要用于监测水泵、电机的运行状况，温度超限报警。PLC采集各种系统中各个设备状态的开关量信号进行处理，控制每个水泵系统的启停。5.2水泵自动轮换

为了防止备用泵、电气设备和备用管路长期不用而导致设备受潮或出现其他故障未经及时发现，当工作泵出现紧急故障需投入备用泵时，而不能及时投入以至影响矿井排水安全，本系统程序设计水泵能自动轮换工作，控制程序将水泵启停次数及运行时间和管路使用次数及流量等参数自动记录累计，系统根据这些运行参数按一定规律自动启停水泵，使各水泵及其管路的使用率分布均匀，当水泵在启动或运行过程中出现故障时，系统自动停止故障水泵、投入新的水泵排水，实现水泵自动轮换工作，同时系统自动发出声光报警，并在操作屏和地面操作站上动态闪烁显示，记录事故，达到有故障早发现、早处理。5.3自动控制

系统控制设计选用了西门子S7300 PLC为控制主机，该PLC为模块化结构，由CPU314C-2PTP、数字量I/O、模拟量输入、通讯口等模块构成。PLC自动化控制系统根据水仓水位的高低或者根据井下用电负荷的高、低峰和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段等因素，建立数学模型，合理调度水泵，自动准确发出启、停水泵的命令，控制水泵运行。

为了保证井下安全生产，系统可靠运行，水位信号是水泵自动化一个非常重要的参数，因此，系统设置在不同水仓的两套超声波水位传感器，PLC将接受到的模拟量水位信号分成若干个水位段，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，本系统应同时检测井下供电电流值，计算用电负荷率，根据矿井涌水量和用电负荷，控制在用电低峰和一天中电价最低时开启水泵，用电高峰和电价高时停止水泵运行，以达到避峰填谷及节能的目的。5.4动态显示

就地动态模拟显示选用西门子公司操作屏，地面操作站系统动态模拟显示采用组态王软件开发，系统通过图形动态显示水泵、真空泵、电磁阀和电动闸阀的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能进行事故报警，直观地显示电磁阀和电动闸阀的开闭位置，实时显示水泵抽真空情况和出水口压力值。

用实时趋势图方式和数字形式准确实时地显示水仓水位，并在启停水泵的水位段发出预告信号和低段、超低段、高段、超高段水位分段报警，用事先录制的语音提示形式提醒操作人员注意。

采用图形、趋势图和数字形式直观地显示排水管路的瞬时流量及累计流量、水泵轴温、电机温度等动态值，超限报警，自动记录故障类型、时间等历史数据，并通过每台水泵的流量计算出水泵的有效功率，以提醒巡检人员及时检修或更换水泵。5.5通讯接口

PLC通过485通讯协议与操作屏进行通讯，将水泵机组的工作状态与运行参数传至操作屏，完成各数据的就地动态显示；通过工业以太网通讯模块，由井下光纤，将水泵机组的运行状态、参数传至地面生产指挥调度中心或机电控制中心，在地面生成图形、趋势图和数字形式等直观的界面信息，开放通讯协议，在地面监控中心有上位机，上位机通过OPC接入全矿井安全生产自动化控制网，管理人员在地面即可掌握井下主排水系统设备的所有检测数据及工作状态，又可根据自动化控制信息，实现井下主排水系统的四遥，并为矿领导提供生产决策信息。操作屏与监测监控站均可动态显示主排水系统运行的模拟图、运行参数图表，记录系统运行和故障数据，并显示故障点。5.6系统必备功能及特点

1．PLC控制程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段调试，分段运行。该程序具有结构清晰、简捷、易懂，便于模拟调试，运行速度快等特点。

2．PLC自动检测水位信号，计算单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，自动投入和退出水泵运行台数，合理地调度水泵运行。

3．系统根据水位和压力控制原则，自动实现水泵的轮换工作。4．系统具有通讯接口功能，PLC可同时与操作屏及地面监测监控主机通讯，传送数据，交换信息，实现水泵自动监控功能。

5．系统可根据投入运行泵组的位置，自动选择启动真空泵，若在程序设定的时间内达不到真空度，便有报警输出。

6．在操作屏上动态监控水泵及其附属设备的运行状况，实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数，超限报警，故障点自动闪烁。具有故障记录，支持历史数据查询等功能。

7．系统保护功能有以下几种：

超温保护：水泵长期运行，当轴承温度或定子温度超出允许值时，通过温度保护装置及PLC 实现超限报警。

流量保护：当水泵启动后或正常运行时，如流量达不到正常值实现报警，具有通过流量保护装置使本台水泵停止运行，自动转换为启动另一台水泵的功能。

电动机故障：利用PLC及触摸屏监视水泵电机过电流、漏电、低电压等电气故障时实现报警，具有参与控制功能。电动闸阀故障：由闸阀的限位、开度指示检测故障，并参与水泵的联锁控制。

8、其它特点

井下泵房水泵监控系统可以工作的工作方式有：就地手动工作方式、集中控制工作方式、远程控制工作方式、检修运行方式。

就地手动工作方式：各水泵的启停控制均有就地开关柜人工操作按钮进行，在PLC控制柜上不能开启水泵，只保留在触摸屏控制水泵外围设备（如电动闸阀、电磁阀、真空泵等）开启、关闭（停止）的按钮。

集中控制工作方式：根据水位等参数，人工选择需要开启的水泵和数量，按操作面板上的相应按钮，即可实现单台或多台泵的开启、停止等操作，实现水泵的一键开启或停止。

远程控制工作方式：在地面计算机监控画面上，在有一定的授权权限条件下，根据水仓水位情况，通过计算机鼠标来控制相应水泵的启停。

检修运行方式：当该系统出现故障时，在不影响泵房设备的正常运行，避免影响生产的情况下将PLC控制柜的所有控制输出屏蔽，只保留显示功能，各水泵及其外围设备的操作均能在脱离PLC控制柜的前提下进行。

系统在正常运行过程中，不管工作在何种工作方式，均可实时将泵房现场的各种运行参数、设备状态通过通讯网络传到地面监控计算机。

6．设备选型

6.1 井上设备

（1）监控主机

井上主控室配置一台监控主机，用于监视井下北井120泵房内所有设备的运行状况和参数，该主机选用世界知名品牌的研祥610H系列工控机，该工控机的性能参数满足下列要求：

1.机型：工业控制计算机，北井120处理器采用适应开放系统的RISC技术。

2.字长：CPU的字长至少为32位。

3.主振频率至少为P4 3.0GHz，硬件中断能力不小于16级。4.主存贮器容量不小于2GB，可扩展。

网络支持：快速以太网IEEE802.3u，TCP/IP或类似的最新的网络支持。网络接口及同步时钟接口。

（2）显示器

井上主控室配备两台三星 943N型显示器，用于和工控机、硬盘录像机配套显示井下设备的运行状况和参数。

（3）工业数据光端机 KOM300工业级以太网光纤收发器是专门为工业领域开发的工业级以太网光纤收发器，可以在严酷的工业电磁环境下工作，适合于中国不同地域温度环境中使用，为工业控制系统联网提供了可靠基础。6.2 井下设备

（1）可编程控制器（PLC）

① CPU模块：选用CPU314 CPU 314是一种紧凑型 CPU，用于对过程处理能力和响应时间要求很高的应用。通过其扩展的工作存储器，该紧凑型CPU也适用于中等规模的应用。内置数字量和模拟量I/O可以直接连接到过程信号，第2个串口可以连接到其它外设，诸如打印机、条码扫描器等。② DI模块：选用SM321。

数字量输入模块把从过程发送来的外部数字信号电平转换成PLC内部信号电平。

③ DO模块： SM322。

数字量输出模块把 PLC 的内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。在与低漏电流的电路（例如，IEC I 型输入电路）一道使用时，网络可以断开，不会发出假的 ON 状态信号。④ AI模块： SM331

8通道模拟量输入模块，用来实现PLC与模拟量过程信号的连接。用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻。

主要技术检测：输入电数8点，负载电压24VDC，9/12/14位分辨率，通道之间电气隔离，可组态输入，输入信号形式可以是多种等，支持诊断信息读取。

⑤ 以太网模块：CP 343 用于将S7-300通过TCP/IP和UDP连接到工业以太网。可调节的KeepAlive功能。

（2）矿用一般型PLC控制柜

额定电压：660V 防爆标志：KY（3）超声波液位计（西门子）

检测距离：20～6000mm 输出方式：4～20mA（4）防爆电动阀

防爆标志：EXdI出线接口：内螺纹 M20x1.5或1/2 ；特点：带有防爆接线盒，防爆外壳热锻成型更加安全可靠。

（5）压力变送器

型

号：隔爆供电电压：DC24V 测量范围：0～5Mpa（根据井深定）特

点：考虑到矿井内水质比较差，购买的成品传感器比较容易损坏的原因，我公司特研制一种抗冲击和腐蚀非常好的压力感应隔离装置，在多个项目应用后，传感器使用寿命长、可靠性高效果特别好。

(6)FYGZ-0.1负压隔离装置

负压隔离装置是一套可将负压传感器（变送器）与被测液体隔离的特殊装置，和传感器配套使用，具有耐高压冲击、耐腐蚀、耐磨损、易清理、传输信号不衰减等特点。特别是当被测液体混浊、含沙粒、煤泥等污物，腐蚀性高、易堵塞、腐蚀传感器（变送器）探头时，效果特别明显。解决了水泵控制用传感器易堵易损坏造成水泵控制系统不正常工作的问题，保证了煤矿井下水泵自动控制系统的正常运行，是煤矿井下水泵自动控制必备配套设备之一。技术参数：

 耐压等级：10MPa 使用压力：0~-0.1MPa 使用温度：-20~150℃

(7)YLGL10压力隔离装置

压力隔离装置是一套可将正压传感器（变送器）与被测液体隔离的特殊装置，具有耐高压冲击、耐腐蚀、耐磨损、易清理、传输信号不衰减等特点。特别是当被测液体混浊、含沙粒、煤泥等污物，腐蚀性高、易堵塞、腐蚀传感器（变送器）探头时，效果特别明显。解决了水泵控制用传感器易堵易损坏造成水泵控制系统不正常工作的问题，保证了煤矿井下水泵自动控制系统的正常运行，是煤矿井下水泵自动控制必备配套设备之一。

隔离装置由图中2、3、4、5、6等部分组成。

 技术参数：耐压等级：16MPa 使用压力：0~10MPa  使用温度：-20~150℃（8）流量计

流量计选择防爆兼本安型矿用流量传感器，该系列流量仪表是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。

多种传感器测流方式。插入式传感器、外夹式传感器、管段式传感器：测量精度高达0.5级，特别是对于小口径测量性能价格比最优越。

（9）电动闸阀

由阀体、矿用隔爆电动装置组成。(10)抽真空自动供水装置

由我公司研制的GFQF—5高压浮球阀采用进口特殊材料做阀芯，具有耐腐蚀关闭密封性好，压力高、寿命长等特点，与水箱组成一体形成抽真空自动供水装置，是适用于煤矿井下静压供水的泵房真空泵自动供水和需要自动储水、自动补水场合的专用阀组。高压耐腐蚀。是煤矿井下水泵自动控制系统必备的主要配套设备之一。

7．泵房相关改造

7.1动态抽真空系统

由电动球阀、真空度传感器等设备，和PLC构成动态抽真空系统，动态智能设定真空度，实现抽真空系统的可靠性和稳定性。

我公司根据多个泵房自动控制项目总结的经验，开煤矿泵房自动化控制之先河，在煤矿泵房自动化控制领域首次提出了抽真空模块化的理念，即将每台泵的射流和真空泵抽真空所需的管路、管件、电动阀门、射流器等设备集成在一个“抽真空控制装置”内，该装置具有可靠性集成度高、占用空间小、易于安装、维护、操作使用方便等特点，彻底解决了因抽真空管路复杂、故障点多、维修困难等问题。该方式已经中央泵房远程监控系统验证，运行正常、可靠，运行和维护人员反映良好。

7.2 高压开关柜改造

于原高压开关柜若不具备微机保护装置，不能接入远程监控系统，也对井下用电存在安全隐患，因此需将原高压开关柜进行改造，增加具有通讯远传功能的微机保护装置，实现井下泵房和变电所的“四摇”功能。

8．软件说明

矿山机械液压系统的维护 篇6

在矿山机械工作中，液压系统由于维护不当经常会出现各种问题，影响施工的正常进行，降低了工作效率。本文就矿山机械液压系统的维护进行简要的阐述。

【关键词】矿山机械 液压系统 维护

前言

在矿山机械运行的过程中，液压系统的正常运行对矿山的开采有着重要的影响。在矿山机械运行的过程中我们要对液压系统进行正常的维护，根据出现的问题采取相关的措施，保证矿山机械的正常运行。

1.矿山机械常见液压故障及其原因

在矿山机械生产活动中，常见的液压系统故障主要包括以下几个方面，并对其原因进行分析。

1.1油液泄露

油液泄露属于矿山机械液压故障中发生频率较高，导致油液泄露的主要原因包括油温过高、油压太大、机构零件接头密封失效、零件接头出现松动、阀元件失效、工作元件表面磨损严重等。

1.2温度过高

液压系统温度过高的原因，主要包括以下几点：

1.2.1系统压力设置太大；

1.2.2液压系统存在着严重内泄；

1.2.3液压系统零部件之间出现较大摩擦；

1.2.4油粘度较高；

1.2.5油管堵塞或冷却器堵塞等。

1.3压力不足

在矿山机械液压系统应用中，安装有专业压力表，通过压力表，可以有效掌握液压系统压力情况。液压系统如出现没有压力的状况，可以考虑以下几点问题：液压系统是否密封、液压系统压力值调整是否标准、安全阀是否正常工作、电力是否畅通等。

1.4供油不足

油粘度较高、泵内含有金属渣尘、油位较低等，均可以导致矿山机械液压系统供油不足。

1.5振动及噪音

元件阻力较大、有空气进入液压系统、零件磨损严重等，均会导致振动及噪音问题。

1.6牵引力不足

一般引起液压系统牵引力不足的原因为主油路压力太低。

1.7工作机构动作不稳定

矿山机械液压系统在工作中，会出现动作不稳定的现象，其成因主要为压力不足、空气进入系统、液压元件摩擦严重等。

2.主要的故障诊断方法

2.1传统的逻辑分析法

要想找出形成故障的原因与发生故障的零件，需要维修工根据自己的经验分析、判断和检验所有具备可能性的原因。这个方法的过程繁杂琐碎，必须要进行大规模的装拆和验证工作，而且只可以是定性的分析，具有效率低、工期长、诊断不够精确等缺点。

2.2参数测皿诊断法

这个方法仅仅需要在给系统配管的时候，将双球阀三通这个元件安装在缸的人口、换向阀的前面以及泵的出口，在短短的几秒之内就可以利用诊断故障检测回路，把系统的故障控制在某一区域内，并且根据所检测出来的参数值诊断出故障的具体位置。检测过程如下：

2.2.1把检测口和出现问题部位的诊断回路接通，这时先把球阀打开同时将溢流阀旋松，然后再把球阀关紧，这时候对溢流阀进行调节便可以在压力表上得到泵的工作压力变化情况，如果它不能超过8.0MPa并且上升到所需要的高压值，就代表是泵本身的故障，如果能就代表不是泵出了故障，应该继续进行检测。

2.2.2如果不是泵出现了故障，这时候就应该利用诊断故障的回路来检测点的压力起伏情况。如果系统的主溢流阀工作是正常的，那么点的工作压力应该超过8.0MPa并且上升到所需要的高压值，这时候就需要继续进行检测。如果溢流阀没有出现问题，就可以凭借查看压力的起伏状况来确定问题是不是出在比例阀或者换向阀上。

2.3仪器诊断技术

用于诊断的仪器有3种类型，即专用、通用和综合。其中包含了声音诊断方法、振动诊断方法、热力诊断方法以及铁谱记录方法等。维修员可以根据液压系统的温度、压力、振动、噪音、流量以及工作部件的力矩、速度、油液的泄漏和污染等，利用仪器诊断来得出判断结果。

2.4智能诊断技术

智能诊断技术包括专家系统诊断法、神经网络系统诊断法、模糊诊断法等。它模拟月亩的机能来处理和利用故障的信息，把出现故障的信息输人到计算机中，计算机便可以利用推力集中存放的推理方法，并根据输人的信息，以及信息库中的知识将产生故障的原因推算出来。此外，它还会提出预防的相应方法和维修的具体措施。

3.液压系统的正确维护

3.1选择适合的液压油

在液压体系中使用的液压油主要有传送动力、湿润平滑、冷冻、封闭的用途，选择的液压油不合理会导致设备在早期就出现问题、不耐用。应该根据设备的型号以及规定选择适宜的液压油，异常状况要使用替代的液压油时，最好选择和原液压油性质相符的。不一个种类型号的液压油不能够在一起使用，避免不同种的液压油之间出现化学变化。

3.2防止固体杂质混入液压系统

保养拆卸时，液压系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时，先除去油箱盖四周的灰尘，拧松油箱盖后清除残留在接合部位的杂物（不能用水冲洗以免水渗入油箱），确认清洁后才能打开油箱盖。换油时同时清洗滤清器，安装滤芯前应用擦试材料，认真清除滤清器壳内污物。液压系统的清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，油温在四十五到八十摄氏度之间，用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上，每次清冼完后趁油热时将其全部放出系统。清冼完毕再清洗滤清器，更换新滤芯后加注新油。一般固体杂质入侵途径有：液压油不清洁；加油工具不清洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。为防止固体杂质入侵系统，加油时液压油必须过滤，加油工具应可靠、清洁，不能为了提高加油速度而去掉液压油箱加油口处的过滤器，加油人员应使用干净的手套和工作服。

3.3防止空气和水入侵液压系统

防止空气入侵应注意以下几点：维修和换油后要按使用说明书规定排除系统中的空气；液压油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必须密封良好；油泵驱动轴的密封应良好，更换该处油封时应使用“双唇”正品油封，不能用“单唇”油封代替。正常压力以及正常温度下液压油容积中有百分之六到百分之八的空气，压力减小时空气会流出，气泡的爆炸会使空气污浊并且出现噪音。越多的空气进入到容器中，出现空气污浊的情况越严重，会使液压系统的工作效率变低、不稳定，运作配件产生爬行的状况。

4.结束语

在矿山机械使用过程中，我们要根据液压系统产生的原因采取有效的措施对液压系统进行正确的维护，保证矿山机械的正常运行。

参考文献：

[1]杨欣宇，曹司博，樊华矿山设备故障诊断技术探讨[J].外科技传播.2012.

浅析矿山低压供电系统的现状 篇7

随着近年来我国经济的快速发展, 我国矿山行业也取得了较大的发展和进步, 由于矿山工程的性质决定了其必须要建立一个相对独立和完善的供电系统, 来保证井下作业的安全进行。所以, 有关部门应该加强对矿山供电系统的管理, 严格控制变压器、高低压开关和磁力起动器的连接, 避免安全事故的发生。

近年来, 我国矿山工程的最主要的表现形式就是井下面积的不断扩大, 由此必然导致矿山供电系统的覆盖面积的增大, 这种情况下, 为了保证供电系统的运行质量, 必须要加强和完善对主变压器和各种线路的监管, 避免操作不当导致的供电故障和安全事故, 为矿山工作人员的施工营造一个安全可靠的环境。就目前我国的, 矿山井下供电系统的运行状况来看, 主要采用的是通过中央变电所的主变压器来实现对线路中的各种开关的控制, 这种方式在应用中最显著的特点就是能够直接对二次侧连接总馈电开关的运作状态进行监控和操作。但是实践中我们发现该种连接方式也存在着一定的问题, 如井下作业的工作环境比较特殊, 空气中的水分含量较高, 这种情况下如果各线路开关直接连接主变压器, 一旦出现电缆运行问题, 例如发生起火事故, 就会使主变压器的正常运行受阻, 严重的还会引发严重的火灾。另外, 由于矿山工程的开展过程中, 经常会出现各种爆破操作, 也会影响线路的正常运行。所以, 无论是从工程的质量考虑, 还是从工作人员的安全考虑, 有关部门都应该加强对矿山供电系统的运行管理, 尤其是常见的低压系统的管理, 下文中笔者将结合自己的工作经验, 简要分析目前低压电缆的使用特点和运行故障, 并提出几种常见的保护系统以作参考。

1 低压电缆的使用特点及存在的常见故障

电缆故障作为最常见的一种供电系统故障形式, 对于整个系统带的正常运行起着非常不利的影响。所以, 有关部门应该加大监管力度, 认真分析电缆故障的产生原因, 并结合矿山供电的实际情况和具体特点, 制定一个有针对性的解决方案, 以保证矿山低压供电的正常运行。笔者在认真分析了低压供电系统的运行特点后, 认为可以具体的将其故障分为开路、短路和断路三种情况, 所以在故障排查时, 应该先从这三个方面进行定性分析, 下面笔者将从低压电缆的使用特点和常见故障两个方面对该问题进行浅析。

1.1 低压电缆在实际使用过程中普通存在的特点

1.1.1 低压电缆在线路布设的过程中大多数并没有严格的执行有关规范, 而是表现为线路布设相对混乱, 随意性大。

1.1.2 低压电缆在布设的过程中并没有经过深埋处理, 导致了其表面比较容易受到侵蚀和破坏, 因此也就增加了故障发生的几率。

1.1.3 低压电缆从长度上看, 较高压电缆要短。

1.1.4 低压电缆由于其荷载决定了其绝缘强度相对较低, 尤其是在处理各种线路和设备的接头时, 比较容易操作。

1.1.5 低压电缆故障发生时的显著特征就是会出现明显的线路

烧焦现象, 而高压线路则不同, 一般不会在电缆处留下较为明显的痕迹。

1.1.6 低压电缆运行过程中所带负载会产生较大的变化, 所以容易导致相间电路的不平衡。

1.2 低压电缆使用过程中的常见故障

1.2.1 低压电缆运行的最常见故障就是电缆的烧断, 表现为整条

电缆烧断或者某一相烧断, 这类故障不仅威胁系统的运行安全, 还会导致继电保护的误动作, 后果十分严重。

1.2.2 低压电缆的故障的另一个主要形式就是电缆中的各相产

生短路, 这种故障不仅会造成供电障碍, 还会造成较为严重的电缆和电力设备损坏。

1.2.3 此外, 低压电缆的故障形式还可能表现为一相断路, 这种断路一般伴随着较轻的电缆外表损伤。

1.2.4 电缆内部短路也是低压电缆的常见故障形式之一, 这种短

路现象一般是由于电缆质量不合格导致的。

2 井下低压供电系统中的常用保护系统

现在井下生产都实现了机械化、电动化, 工人工作开上了电动铲运机、电机车, 从而大大降低了工人的劳动强度, 但是由于矿山井下工作条件恶劣, 巷道断面狭窄, 环境潮湿, 在生产过程中, 电动铲运机、电机车内部产生凝露现象比较普遍, 霉菌现象也时有发生, 这些都容易引起线路故障或者断路而导致开关跳闸, 影响正常生产。因此保证井下低压供电系统的安全性和可靠性尤为重要。对低压供电系统的三大保护简述如下:

2.1 低压供电系统中的过流保护

长时间的过电流运行, 将导致电气设备与井下电缆的迅速损坏, 甚至引发严重的安全事故。为此, 对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过流保护, 以便能及时地切断故障处的电源, 防止事态的恶化。常规的过流保护 (熔断器保护、电磁式过流继电器保护、热继电器保护等) , 我单位都齐备, 另外在实际工作中还要注意以下几点: (1) 井下电力网的短路电流, 不能超过井下装设的矿用高压断路器的额定开断电流; (2) 从井下中央变电所或采区配电所引出的低压馈出线, 要装设带有过电流保护的断路器; (3) 经由地面架空线引入井下的电缆, 在架空线与电缆连接处及中央变电所周围应装设避雷装置。

2.2 低压供电系统中的接地保护

目前我矿的配电室都与中央配电室连成一块形成了一个整体接地网, 为保证接地网的可靠性, 对各用电设备做了如下工作: (1) 对所有需要接地的设备和局部接地极都与接地干线连接, 接地干线又与主接地极连接; (2) 移动式和携带式电气设备, 都采用橡套电缆的接地芯线与接地干线连接; (3) 所有应接地的设备, 都有单独的接地连接线, 不能串联连接接地; (4) 所有电缆的金属外皮都有可靠的电气连接和接地, 无电缆金属外皮的可利用的, 都另敷设了接地干线和接地极; (5) 各中段的接地干线, 都与主接地极相连。另外, 在生产一线及线路敷设中, 都对每个配电盘和电缆接头设立了局部接地极, 进一步确保了接地保护安全性。总之, 接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地 (三相三线制) 的供电系统中, 用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。如果电器设备未采用接地保护, 当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时, 电器设备的外壳将带电, 人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳 (构架) 时, 就会有触电的危险。相反, 若将电器设备做了接地保护, 单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过, 这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。

2.3 低压供电系统中的漏电保护

井下变 (配) 电所, 高压馈出线都装设单项接地保护装置, 而低压馈出线都应装设漏电保护装置。漏电保护的任务就是既要保证作业人员的安全, 又要考虑漏电电流所产生的电火花不能引起火灾造成线路短路。目前我单位安装的漏电保护装置不但能够实现有选择性的切断故障线路, 而且能够实现漏电检测并动作于信号。在生产一线, 时刻都保证漏电保护装置的灵敏可靠, 要求值班人员每天都要对其运行情况进行认真检查, 发现问题及时汇报处理, 防止了漏电伤人事故。

综上所述, 上文中笔者结合自己的工作经验对矿山供电系统的低压电缆的运行状况进行了简要分析, 认为导致电力运行的故障是多方面的, 而解决的方式只有加强矿山井下供电系统管理的力度, 及时解决各种表面问题, 才能保证矿山具有更安全、更可靠的井下供电系统。

摘要：矿山工程的开展需要通过专门的电网供电支持来实现, 矿山低压供电系统作为矿山最常见的供电形式, 其供电质量直接影响着矿山作业的安全性和稳定性。下文中笔者将结合自己的工作经验, 对矿山低压系统的供电现状进行分析, 从低压电缆的使用特点及存在的常见故障、井下低压供电系统中的常用保护系统两个方面对该问题进行浅析, 诸多不足, 还望批评指正。

关键词：供电系统,电缆,过流

参考文献

[1]刘昌硕.矿山低压供电系统的维护与检修探讨[J].矿山机械.2009 (06) .[1]刘昌硕.矿山低压供电系统的维护与检修探讨[J].矿山机械.2009 (06) .

如何做好矿山供电系统漏电保护 篇8

关键词：矿山,供电系统,漏电保护

矿山由于其工程作业的特殊性, 对于安全性的要求比其他工程更高, 尤其是对于工程影响非常重要的电力系统的安防护, 更是应该引起有关部门的重视。下文中笔者将结合自己的工作经验, 对矿山供电系统的漏电保护, 谈谈自己的看法。

1 矿山供电系统发生漏电的原因

笔者认为, 要想有效避免和控制矿山供电系统的漏电, 必须要认真的分析导致矿山供电系统漏电的原因。只有这样, 才能制定有针对性的措施, 下文中笔者将分析几种常见的矿山供电系统漏电原因:

1.1 供电线缆和电气设备受工作环境的影响

由于矿山工作的复杂性, 决定了在矿山工作的过程中需要架设复杂的供电线路, 并且由于矿山作业的地理环境和自然环境的限制, 导致了在工作的过程中线路比较容易受潮。这样一来, 供电线路的绝缘层部门就比较容易发生老化和破损, 由此便会引发供电系统的了漏电现象。再者, 供电系统中的设备和线路在长期的使用过程中, 也容易导致过热、膨胀等现象, 如果不及时的予以妥善处理, 也容易引起供电系统的漏电。尤其是在矿井下, 发电机等设备在长期的受到潮气和粉尘的侵入后, 非常容易导致漏电事故。

1.2 施工方法问题引起漏电事故

由于施工方法因其的供电系统的漏电事故, 也是非常常见的。尤其是在矿山这种复杂的工作环境下, 工作人员的管理和组织比较困难, 所以, 经常会出现各种由于施工方法不当导致的漏电事故。常见的此类事故有相线和地线错误连接、电缆接头不合格、绝缘套破坏等。所以, 这就要求工作人员在施工的过程中要严格的按照有关电力系统的工艺进行操作, 避免诸如明接头等不合格的接线方法。这样, 就可以有效的增强线路连接的稳定性, 就不会发生线芯接头不结实、封套不够严密等现象导致的供电系统漏电。

1.3 管理和维护工作不力

任何工程的监督和管理都是影响施工质量的重要因素, 良好的工程管理可以有效的避免和排除一些供电系统漏电现象的发生。尤其是在供电系统的假设完成和正式使用之前, 有关工作人员要对其进行系统的审查, 确保其按照施工计划进行布设, 并排查周围自然环境对线路运行的不良影响。尤其是发电机等设备, 在长时期的高负荷运作加上酸性高的矿山井水的侵蚀, 极易导致性能受损。而诸如此类的问题, 都是可以通过有关部门的管理避免的。

1.4 维修操作不当

我们知道, 矿山作业的井下环境是非常恶劣的, 不仅潮湿而且采光不好, 所以工作人员在复杂的工作过程中, 极易因为操作动作导致供电线缆的破损, 从而引发供电系统的漏电。比如, 在井下挖掘作业的过程中, 如果挖掘机的驾驶员对供电系统的线缆假设情况不了解, 极易导致挖掘过程中对电缆的破坏。或者是在供电系统出现故障的时候, 操作人员的维修动作不当, 也容易导致线路的破损。更有甚者, 在电源没有拉断的情况下, 施工人员盲目进行检修, 对工作人员的人生安全的威胁是非常大的。

1.5 意外事故的发生

由于矿山大部分采用挖掘作业, 所以矿山作业的过程中经常会出现各种意外事故, 尤其是巷道顶板脱落、运输矿车脱轨以及支撑结构倾斜倒塌, 这种事故一旦发生, 不仅会影响工程的进度, 还会破坏既有的供电系统, 引发漏电事故。尤其是在雷雨天气, 大气产生的过量电压可能会从供电系统与地面上的连接部分入侵, 过大的电流将供电系统的绝缘部分击穿而发生漏电。

2 矿山供电系统漏电保护措施

目前, 我国煤矿井下低压供电系统的漏电保护装置还是附加电源直流检测型的, 它不能实现纵向与横向的选择性保护, 系统任何地方发生漏电, 都会引起低压总开关跳闸, 局部通风机也会被迫停止工作, 使采区或掘进面的瓦斯集聚。由于排除故障需要较长时间, 放使其他正常支路也长时停电, 这样不仅直接影响原煤生产, 而且严重危及矿井的安全。

2.1 旁·直·零式选择性漏电保护系统

旁·直·零式选择性漏电保护系统的保护性能比较完善, 电跳闸对于供电单元来说, 纵向和横向都有选择性;各种情况的漏电故障切除均满足30m A·s的要求, 使人身触电电流小10m A, 井能消除断电后电机反电势和电网电容放电对人身及井的危害, 具有较高的安全性;由于在总开关处设置了直流检式漏电保护插件, 因而各级开关、起动器中的方向型漏电保护少获得一级后备保护, 并使得整个漏电保护系统消除了动作死区。

2.2 自动复电选择性漏电保护系统

自动复电选择性漏电保护系统是基于新的、既不增加设备, 又能快速恢复送电, 且安全可靠的漏电保护系统要求研制出来的。它具有动作速度快、可靠性高、有选择性, 保护功能齐全等特点。选择性漏电保护为零序功率方向式, 采用绝对值比较环节来确定故障支路, 当零序电压U0与零序电流I0的相位相反且都有足够的幅值时, 比较电路便确认故障支路并发出跳闸指令。附加电源直流检测式漏电保护作为电网对称性漏电故障的主保护, 并作为选择性漏电保护的后备, 因此它的动作值定为9kΩ, 并延时100ms的动作, 以利于系统配合。自动复电装置由一次性重合闸机构组成, 但它与通常的自动重合闸有所不同, 在短路跳闸后它不重合, 只在漏电跳闸后才重合, 这一功能由可靠的漏电闭锁和短路闭锁来保证。

2.3 零序电流方向保护措施

当某一支路发生人身触电或者单相漏电故障时, 各个分支线路中都会有产生零序电流, 人身触电电流或漏电电流等于这些零序电流之和。从电源的母线端向外看, 经过故障支路的零序电流大小与方向都和非故障支路不同。流经故障支路的零序电流互感器 (LH3) 的电流是非故障支路零序电流之和, 而其他支路的零序电流互感器中只流过本支路的零序电流。另一方面, 故障支路的零序电流方向都是由线路流向母线, 而非故障支路则从母线流向线路。在忽略电网刘地绝缘电阻的条件下, 前者滞后于零序电压90°, 后者则超前90°, 两者的互差180°, 相位恰好相反。零序电流方向保护装置就是依据这个原理设计的。

3 总结

综上所述, 上文中笔者结合自己的工作经验, 对矿山供电系统的漏电现象的进行了分析, 并据此提出了几种保护措施, 希望能够为我国的矿山作业的安全管理作出贡献。以上仅为笔者拙见, 诸多不足, 还望批评指正。

参考文献

[1]钟诚.矿山电工学[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

[2]郭雨.矿山供电[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

[3]易光明, 焦贺彬.矿山供电系统漏电及防治对策[J].中国新技术新产品, 2009 (10) .

矿山供电的雷击防护 篇9

关键词：雷电活动,雷击类型,雷击防护

0 引言

根据地理环境的分布, 山区、高热潮湿的地区发生雷电的几率高于平原和气候干燥的地区, 内陆多于沿海地区。根据地质条件来说, 土壤的电阻小, 土壤中的粘土电导率高, 地下有金属矿产等易发生雷电。在时间分布上, 七八月份的13∶00～21∶00是雷电活动的高峰。

雷电本是大气中最自然的放电现象, 按照空间位置可以分为2类:一类是雷云之间, 这种雷电发生在高空, 其危险性很小;另一类则是雷云对大地之间, 是发生在雷云与大地之间的落地雷, 其中负极性落地雷对地面的危害很大, 极容易造成矿山雷击事故。尤其是在雷雨交加的春夏季节, 处于沿海、山区、岩石砂石地区的矿山地面很容易发生雷击事故。据相关资料统计, 每年至少有3～5起雷害事故的发生, 损害对象多为矿山变电所, 这足以引起我们的重视。

1 雷电活动

为了保障矿山的供电安全和生产的顺利进展, 我们必须重视并做好防雷电工作。首先, 应该了解负极性落地雷的发展阶段。

1.1 先导放电

雷云是产生雷电放电的前提 。当云层中出现带有负电电荷的雷云时, 地面物体就会相应地附有正电荷, 雷云中的电场强度不断增大, 当达到一定数值时, 空气中的绝缘就马上被打破, 游离的电荷马上开始先导放电, 其运动方向逐渐向大地发展, (其中放电的速度约为10 km/s) , 在距离地面一定高度时, 地面物体随之产生向上的先导力量, 并影响下行先导的方向和雷击的具体方位。

1.2 主放电

当电场的强度达到一定值时, 下行先导的电位和上行先导的感应电荷距离地面很近, 游离电子会击穿绝缘空气, 流入大地, 地面上的电荷马上冲向雷云, 从而产生强光和巨雷。在这里需要提一下主放电的电流, 它在瞬间可以达到约10 kA, 甚至达到数百kA。虽然主放电的时间只有几十微秒, 巨变的雷电流形成的雷电冲击波使其周围的磁场发生巨大的变化, 对地面的破坏作用很大, 矿山由于其特殊的地形, 受影响最大。

1.3 余辉放电

主放电过后, 云层中剩余的电荷还会持续流入地面, 就形成了余辉放电。随着时间的延长, 放电电流的规模就降下来, 甚至在几毫秒的时间里就结束了。

2 雷击类型

煤矿变电所遭遇雷击时会有3种情况:一是雷电直接袭击变电所内部的线路设备的直击雷;二是雷电袭击输电线路时向变电所入侵的雷电波;三是输电线路附近的地面遭遇雷击时产生的感应雷。由于雷电波的威力大, 如果不采取防雷措施就会导致变电所受害。据有关部门的统计, 我国110～220 kV的变电所因雷电波引起的设备绝缘击穿屡见不鲜, 发生率为每百所0.5次。

3 雷击防护

3.1 直雷击防护

避雷针是最常见的接闪器, 可以有效防止雷击。将避雷针安装在地面变电所的电线杆或者专业构架的上方, 并经引下线与接地装置焊接在一起。

避雷针的工作原理主要是引雷, 它可以产生一个附加电场, 干扰雷电场的发展方向, 使其发生畸变, 将雷云放电的路径由原来的方向吸引到避雷针上, 避雷针的接地装置就会把雷电流引到大地中, 以免其他保护物体遭受雷击。

3.2 雷电波防护

3.2.1 变电所内防护雷电波

雷电波通常会入侵变电所内部, 为防止雷击, 就必须安装专门的避雷器。通常做法是, 将避雷器与被保护的设备并联在一起, 并安装在被保护设备的电源一侧。当雷电波威胁到设备绝缘的过电压时, 避雷器就会自动由高阻变为低阻, 把过电压通过地面放出, 从而有效地保护设备的绝缘。

矿山上的变电所还存在一些特殊情况, 由于它的主要功能在于保护配电变压器, 所以, 在安装避雷器时, 必须尽最大可能地靠近变压器, 避雷器的接地线必须与变压器的二次绕组中性点及其外壳连在一起接触地面。此外, 为确保变压器的安全, 在安装避雷器时, 还要减小引下线与低压中性点及外壳连接点的导线长度, 减小电感压的强度。以下是几种变压器防护雷电波的措施:

1) 35 kV的变压器中性无需保护, 而110 kV的变压器中性必须安装避雷器;

2) 三相绕组变压器只要在低压绕组的某个出口安装避雷器即可;

3) 自耦变压器需要在高压、中压侧及断路器之间各安装一组避雷器;

4) 3～10 kV的配电变压器在安装阀型避雷器的时候, 必须在低压一侧安装一组氧化锌避雷器, 更好地防护多雷区的雷电袭击。

3.2.2 直配电机防护雷电波措施

将一组磁吹避雷器安装在电机出线的母线处, 然后利用进线段保护措施来降低磁吹避雷器中的雷电流 (一般不大于3 kV) 。还可以在电机的母线上安装电容器, 降低雷电波的陡度及其幅值, 以保护直配电机的绝缘。

4 结语

矿山的供电系统是矿山生产的有力保障, 为了采矿作业的顺利进行, 更好地保护国家的财产免受损失, 作为一名矿山供电人员, 必须认真学习相关的专业知识, 做好雷电防护。根据矿山的实际情况, 选择合适的保护方式, 构成实时有效的保护网, 确保矿山供电系统的安全运行。

参考文献

[1]汪应水.山区配变的雷害及其预防[J].电工技术, 1992 (3) .

[2]白安林.浅谈煤矿变电所的防雷措施[J].煤矿安全, 2001 (4) .

[3]卢燕.矿山供电系统的防雷保护[J].有色金属, 1998 (5) .

矿山供电系统论文 篇10

1新型短路限流装置

材料科学和计算机科学的飞速发展促成了短路限流装置研发水平的飞跃,根据构成原理,短路限流装置可分为多类,其中固态短路限流装置和超导短路限流装置是国内学者研究最多的对象。

1.1超导短路限流装置

一般来说,超导短路限流装置可分为两大类:失超型和非失超型,判断依据源于它们的失超特性。两者不同之处在于:失超型是通过内部参数的临界变化,由无阻态转变为高阻态来限定短路电流水平,非失超型则是通过调控超导线圈及相关电子元件运行模式来达到这一目的。

图1为一种饱和型超导限流器,属于超导短路限流装置分类中的第二类。如图所示,左右核心部分内含两块铁心,上部分用交流线圈缠绕,下部分用直流绕圈缠绕,并选择一个合适的直流偏置电源与下部线圈组成回路。当上部线圈有额定交流电流通过时,两块铁心会进入到一种深度饱和状态,若此条回路偶然出现故障,或是说短路电流水平突然增高,两块铁心中交流线圈所产的磁动势在数值上会因突然增高的短路电流相似于直流磁动势,与故障前相比,此时工作状态中的铁心会退出深度饱和状态,从而整个限流装置会从无阻态自动进入到高阻态,进而达到限制短路电流的目的。

1.2固态短路限流装置

1.2.1固态短路限流装置原理

近年来,固态短路限流装置日趋完善,它不仅拥有操作简单的特点,而且能够满足系统快速处理的需求,是一种优良的短路限流处理装置。图2为固态限流器原理示意图。

图中最上方的元件称为氧化锌避雷器,然后限制电流阻抗和一套GTO开关与之并联,无故障发生时,GTO开关处于闭合状况,供电正常进行。当供电系统出现短路故障时,此固态短路限流装置原理能起到两方面的作用:一是限定短路电路,在短路电流威胁到整个供电系统稳定时,GTO开关能迅速断开,限制电流阻抗发挥作用并产生很大的电流阻抗;二是保护电压,电流被限制后,由欧姆定理可推导电压上升,注意到图中上部分氧化锌避雷器,当电路电压接近避雷器动作电压时,电容会主动吸收电流,从而控制电压的上升。这些动作都是在几十微秒内完成的。此外,该装置还有一个特点,当电流恢复到平常水平后,GTO开关能够自动闭合,供电系统恢复作业,这样就实现了固态短路限流装置自动化控制。

1.2.2新型桥式固态短路限流装置

新型桥式固态短路限流装置作为固态短路限流装置的一种,实际上是由两部分构成,即一般限流电感和SCR全控桥。新型桥式固态短路限流装置按电路相位可分三相和单项式,三项式用途更为广泛。

新型桥式固态短路限流装置具有如下特点:①结构紧凑,因而能够节省晶闸管的数目;②该装置限流电感有效阻抗不随尺寸大小变化而变化;③限流电抗在短路故障中能够迅速发挥作用,促使电流回复到设定的正常水平,并且能够准确分析故障位置和故障类型;④采取措施后能够有效地配合保护继电。

2桥式固态短路限流装置应用讨论

2.1限流装置安装地点讨论

一般来说,限流装置安装应考虑两方面的因素:一是什么位置可充分发挥其效能,二是如何与继电保护相辅相成。根据现场经验并结合以上因素,该装置能部署在三种可能位置,即母线联络处、电缆线路始端及发电机组高压出线端。

(1)母线联络处。将限流装置安装于此处可避免母线分段接线带来的功率配送不合理的不利影响,供电正常时,母线联络处的并列变压器可决定负荷合理分配,供电系统某变压器出线发生短路故障时,限流装置能够提供足够的阻抗来阻止并联线路上的变压器电流汇集,从而保证供电正常。

(2)电缆线路始端。6k V~10k V的电力供应使电阻器处能耗损失过大,而且会导致短路故障前后电压波动。在此处安装限流装置,由于正常情况阻抗为零,所以不会引起功率损耗。因为其控制方式灵活,电流值极易被调节在设定水平内。

(3)发电机组高压出线端。当固态限流器安装在与发电机-变压器组出口时,可以缓解因高压输电线路上发生短路故障而诱发的暂态过程,提高系统的暂态稳定能力。

2.2限流装置、继电保护装置配合问题

因为限流装置能够在故障期间排除对阻抗测量的干扰,因而能够配合继电保护。发生短路故障时,限流影响的电抗分量并不会像串联电容那样造成电压极性改变,所以,限流装置会影响继电距离保护,而不会影响继电保护装置的正常运行。

此外,短路限流总是先于继电保护,为了使两个过程合理衔接,应该将继电保护手段和限流水平纳入配合问题的考虑范围内。

总之,桥式固态短路限流装置能够实现灵活、快速处理,在多方面体现其优越性,它不仅能从多方位调动多目标协调合作,而且能实现对电网的具体环境分析,以促进实际生产。

2.3限流器谐波问题

在矿山供电过程中谐波的危害性是不可忽视的,它一方面能加大电网、电器的能源损耗,另一方面会缩短元件使用寿命,干扰系统信息源。此外,它还会造成电机共振,产生的噪音污染严重威胁到人们的生命财产安全。

桥式固态短路限流装置其组成部分也是电子元件,也就不可避免地造成谐波危害问题。

依据现场经验,限流电感处于工作状态时会消耗能量,会通过电感的电流变化,从而引起负载电波波动,即谐波问题。

既然谐波会造成如此大的危害,那么就需要采取有效的措施来抑制谐波问题。一种方法是设法减小限流电感导线的阻抗和晶闸管的导通压降,另一种方法是增设一可控充磁电路,这也是解决问题的根本方法,此新电路可控制限流电感的通过电流,从而使通过电流始终高于限流装置外部电流负荷值,限流电感消耗的能量减小的同时,谐波问题随之消失。当然,这些只是理论分析,在工程实际应用中还要进一步分析其可行性。

2.4影响电网稳定性

限流装置是否对电网暂态稳定性有影响取决于并联发电机是否能够保持同步运行。经研究表明,因限流装置能够迅速限定短路电流的缘故,加之CTO开关能够在短路电流恢复正常后迅速合闸,限流装置对整个供电网络影响较小。

除此之外,三相式限流装置限定短路电流后,电压会因此回落,整个供电系统迅速恢复作业,防止了突发事故的进一步发生。晶闸管能够根据电路电流合理做出反应,使得电感电流的续流方式不会造成电路谐波问题,这也是桥式固态短路限流装置的一个优势体现。

3总结

研究表明,桥式固态短路限流装置能够很好地解决短路故障限流问题,维持矿山供电系统稳定。因此,应用前景广阔。但限流特性并不是唯一应该考虑的因素。目前,新型限流装置成本相对较高,可以采取系统优化和提高组成元件耐用性的措施来更好地服务于限流装置应用研究。

参考文献

[1]韩柳,等.电网短路电流的限制措施[J].电力技术经济,2009,03.

[2]江道灼,等.短路限流技术的研究与发展[J].电力系统及其自动化学报,2007,03.

对矿山机械液压系统故障的探讨 篇11

【关键词】矿山机械;液压系统;常见故障;处理措施

矿山机械液压系统多是结构复杂的机电液总和系统，引发液压系统故障的因素较多，液压装置对污染敏感，且液压系统通常都是封闭运行，损坏与失效常发生于内部，使得故障原因复杂、部位难以确定，同时，多样的故障形式也会使得检测与判断较为困难。特别对于工作在矿山这一相对恶劣的环境条件下的机械液压系统而言，熟悉和掌握处理矿山机械液压系统常见故障的方法显得极为重要。

1.矿山机械液压系统液压缸泄漏的原因与防治

液压缸是矿山机械液压系统中的主要设备之一，在实际工作中，其常由于种种原因，造成内外泄漏，从而对矿山机械设备的可靠性、平稳性和使用寿命形成较大影响。

1．1液压缸泄漏的原因

液压缸的泄漏一般都是在使用一段时间后产生，其泄漏可分为内泄漏和外泄漏。

1．1．1液压缸外泄漏

液压缸外泄漏是最为常见的液压系统运行故障，可以从外观直接发现，这是影响安全与污染环境的重要因素。

①缸体与缸盖间漏油。缸盖处密封圈老化、损伤，或者检修时密封件安装不良，均可能引起漏油。

②活塞杆与缸盖配合处漏油。缸盖与活塞杆之间为动密封。活塞杆弯曲变形，使得缸盖密封圈单边变形，或是因缸体、缸盖、活塞杆及活塞装配不良，均可能导致该处出现液压油外泄现象。

③缸筒与导向套间漏油。缸筒与导向套间通常为静密封。缸筒与导向套配合表面加工粗糙、密封圈扭曲变形、刮伤损坏、预压量不足或是质量有瑕疵均可引起此处产生液压油外泄的故障。

④液压缸各部件缺陷引起漏油 因缸体和缸盖有制造缺陷，或导向套有砂眼、气孔或缩松等铸造缺陷，在液压系统的压力作用下，缺陷逐漸扩大而引起漏油。

⑤活塞杆与导向套间相接触表面间的漏油 活塞杆与导向套相对运动表面之间的漏油多数是由于安装在导向套上的密封圈损坏及活塞杆表面拉伤而引起漏油。

1．1．2 液压缸内泄漏

内泄漏因不能直接观察到，所以进行准确判断相对较难。内泄漏的形式主要有两种：一是活塞与缸壁间内泄。如果所选用密封元件形式与材质不当、安装不符合要求、密封件损坏或脱落、活塞与活塞杆同轴度不符合要求，都可能会引起液压缸内泄；二是活塞杆与活塞间内泄。活塞杆密封槽通常开设在轴上，密封圈选用不当，就可能会引起内泄。

1．2液压缸泄漏的防治

造成液压缸泄漏的原因固然很多，只有采取有效的综合防治措施，就可以减少或避免液压缸泄漏故障的产生。

1．2．1防止污染物进入液压缸

矿山环境相对恶劣，空气中的粉尘含量高，矿山机械液压设备在运行过程中要保证油箱的空气滤清器完好，液压缸缸盖应装设防尘密封圈；给油箱加油必须使用专用容器，并保持容器的清洁；加油时要对油液进行过滤。修理、拆卸液压缸时，要注意修理工具的清洁，避免将污染物带入其中。过滤器应定期检查，发现堵塞或损坏时，立即予以更换，以保证液压系统的清洁。

1．2．2 正确安装密封圈

安装密封圈时，不要将其拉伸到永久变形的位置。不要用带棱角的工具，以防划伤密封圈。可适当给密封圈涂抹润滑油，以便安装。同时，在安装时还应注意方向问题，即密封环的开口应面向压力。

1．2．3 控制油温变化

油温升高使油液的黏度降低，密封元件加快老化，引起严重泄漏。为了提高油箱散热效果，可以增加油箱的散热面积。当自然冷却无法满足时，需要增设置冷却器。

2.矿山机械液压系统其它常见故障的原因及处理措施

矿山机械液压系统故障多发，其原因是多方面的，除了上面提到的液压缸泄漏以外，常见的故障形式及其处理措施如下：

2．1系统噪声和振动大

出现这种故障的原因大多是因阀弹簧、空气进入液压缸、管内油流流速激烈、阀换向、压力阀、液控单向阀工作不良引起系统共振。

相应的处理方法为：①机械系统引起的振动,检查螺丝和联轴节；②系统进入空气，出现气穴，检查油位和密封装置,排气；③压力和流量脉动较大,加缓冲回路,检查设置是否合理；④因油面过低,吸油管堵塞或阻力太大时。应按规定加足油液，并疏通进油管、清洗滤油器；⑤油粘度大,使用合适型号的油。

2．2系统压力不正常

2．2．1压力不足

压力不足的原因大致如下：溢流阀旁通阀损坏，减压阀设定值太低，集成通道块设计有误，减压阀损坏，泵、马达或缸损坏、内泄大。

液压系统压力不足时诊断内容及处理方法为:①由于误碰安全阀导致溢流阀调定值低或失效,检查压力调定值并进行调整。②接头或密封泄漏导致阀漏油,查找接头或密封,更换或修理。③安全阀弹簧失效,更换弹簧。④由于杂质作用,阀不能打开,拆开并清洗。⑤阀工作失效,处于开启状态,检查电路,拆卸清洗,必要时修理或更换。

2．2．2压力不稳定

液压系统压力不稳定可能是油中混有空气，溢流阀磨损、弹簧刚性差，油液污染、堵塞阀阻尼孔，蓄能器或充气阀失效，泵、马达或缸磨损。

压力不稳定的处理措施：①润滑不良,磨擦阻力增大,此时应改善润滑条件,清除脏物；②如空气进入系统。应检查油位,油位不能过低,检查密封的完好性。③压力脉冲较大或系统压力过低,不足以克服外阻力,检查溢流阀的调定值是否符合要求,不符合要求应进行调整。油中杂质堆积在节流通道壁上,或节流阀内外泄漏,使之不稳定。此时应检查节流阀,清洗或修理。

2．3系统油温过高

系统油温过高的原因大致如下：①设定压力过高。溢流阀、卸荷阀、压力继电器等卸荷回路元件工作不良或调定值不适当；②卸压时间短。阀的漏损大，卸荷时间短。③高压小流量、低压大流量时，由溢流阀溢流。因粘度低或泵故障，增大泵内泄漏使泵壳温度升高。油箱结构不合理或油量不足。④进水阀门工作不良，水量不足，油温自调装置有故障。⑤溢流阀遥控口节流过量，卸荷的剩余压力高。管路的阻力大。⑥附近热源影响，辐射热大。

当液压系统温度过高时,检查内容及处理方法为：①安全阀压力调定值不适或有故障,检查调定值并进行整理；②油的粘度过高或过低,检查油的粘度是否合适；③因泵磨损导致内部漏油,检查泵的内部漏油情况并进行更换；④泵修理后安装太紧导致性能差,拆开并重新组装；⑤如是附近热源影响，则做好隔热措施。

3.结语

由于工作环境恶劣，作业时间长，矿山液压机械系统在使用中故障的原因是多方面的。要对故障进行有效地预防与处理，除了上面提到的常见问题外，还必须注意做好以下工作：①熟悉液压元件的工作特性和液压系统的结构、工作原理及工作条件和环境要求。②建立健全设备技术状况检查，维护，修理制度和故障技术档案，积累数据和设备运转记录。③熟悉和运用液压系统故障诊断分析方法并合理选用。

【参考文献】

［１］杨树存.矿山机械液压系统常见故障的诊断及处理[J].内蒙古科技与经济.2009（9）.

矿山通风系统改造的探讨 篇12

1 矿山的大致情况

该矿山属于小型矿山, 尽管原先采用的自然通风方式在该煤矿浅部的安全开采中发挥了重要作用, 但自然风的风力强弱和风向在很大程度上都是由大气环境决定, 而大气环境并不稳定, 其变化非常复杂, 因而无论是在季节变化还是昼夜交替中, 自然风的风压和风向的变化都非常明显。因此, 随着矿井开采活动的深入化, 用于矿井通风的风力必然会减弱, 通风效率也会大大降低, 从而造成矿井深处温度高、湿度大、供氧不足等问题, 这必然形成安全隐患, 对矿井的安全生产产生不利影响。随着由通风不畅而带来的一系列安全问题的不断增多和日益严重, 对原有的通风系统进行改造和优化势在必行, 减少对传统自然通风的依赖, 采用先进的技术手段进行人工通风, 这不仅能使矿井的安全生产得到有效保障, 还能积极响应国家提出的可持续发展要求, 从而促进“两型”社会的建设。

2 矿山通风井的规划

当前, 该矿山共设置4个坑口, 其中浅部斜井与深部斜井属于进风井, 坑口属于回风井。这4个坑口主要用作行走的人行道、煤矿的运输, 连接许多井巷、采空区及地表沟通的主要通道就是浅部斜井和坑口, 在阻止漏风的问题上比较困难, 同时也很难控制风的流向, 且大量中段巷道由于长时间受地压的破损, 会出现极其明显的漏风问题。经一系列的现场分析与考察, 设计新鲜风流从浅部斜井、深部斜井与坑口三通风井转进矿井, 坑口通风井可作回风井用。新风到各个中段位置之后, 分别送至两翼, 需分段风量足、风压高、风质好, 待工作面清洗完之后从从边界回风井返至120中段, 再集中于坑口多级盲斜井排出。

当然, 建设矿山新的通风系统无需增设过多的构筑物与通风工程, 只需把120中段和六庙斜井贯通40m左右, 同时密闭与工区相通的坑道, 避免回风段与进风段间出现漏风或者风流短路的情况。

3 设计通风方案

针对矿山的具体情况, 经过一段时间的研究和讨论, 规划出了3种通风方案, 以下对3种方案的具体工作方式和具体内容进行分析。

3.1 方案一抽出式通风

通风方式:主要安装于北120中段和深部商斜井贯通处抽出污风;需风段与进风段风压处于负压状态, 回风段的压力相对更高些。

优点:可利用浅部斜井、深部斜井、坑口生产井兼作进风, 不需要井口密闭等设施;进风段的风速较小, 劳动条件佳, 有利于行人运输;因生产井又可以作进风井用, 因此无需设置专用进风井巷。

缺点:工作面经采空区等与地面直接沟通时.较难控制短路漏风;可克服的矿井通风阻力不大。

注意问题:避免让工作面变为角联在自然风压作用下风流出现反向;将进风段重点密闭起来, 以免地表和进风段或者进风段间出现短路漏风问题, 密闭工作量大。

3.2 方案二压入式通风

通风方式:伞矿呈正压状态, 进风段的压力相对较高;主扇安设于深部斜井进风井压入新风。

缺点:要开设深部斜井专用入风风硐;进风段的劳动条件差, 风速大, 不利于人行运输;通过采空区等同地面直接沟通, 工作面控制短路漏风的难度较大;充分利用深部斜井兼作通风, 需设置井口密闭等设施;可克服的矿井通风阻力较小。

注意问题:地表和回风段间要具备很多的通道相通, 应避免工作面变为角联在自然风压作用下风流出现反向, 烟尘乱窜污染新风等;把深部斜井坑口重点密闭好, 以免深部斜井和进风风硐间出现短路漏风的情况;务必要具备可靠而又灵活的自动风门。

3.3 方案三混合式通风

通风方式:回风井与进风井均安装可主扇, 一台负责压入新风, 一台负责抽出污风;矿井风压在回风段呈负压状态, 在进风段呈正压状态。

优点:能克服掉很大的通风阻力;可依靠对正负压交界的零压点的位置进行调整, 对地面与漏风地段间的短路漏风进行控制。

缺点:充分利用深部斜井兼作通风, 需设置井口密闭等设施;劳动条件太差, 进风段风速大, 不利于人行运输;需开设深部斜井专用入风风硐。

注意问题:对二台主扇风压, 让零压点处在最容易和地表短路漏风的位置;回风段与进风段都一定要强化密闭力度;由于机械风压较小, 在自然风压下风流反向, 以免在正负压交界点的附近一带出现反向。

结合矿山具体情况对以上三个方案进行对比研究, 经过仔细讨论后决定采用第一种方案, 即抽出式通风, 将进风装置安放在深部斜井、浅部斜和坑口, 回风装置放置在坑口。

4 选择矿山通风设备

(1) 计算风机风量Qf:

式中:Qm表示矿井需风量, Qf表示主要风机的工作风量, k表示漏风损失系数, 设置K=1.1。

(2) 计算风机风压:

式中:hm表示矿井通风系统的总阻力, Pa;Hn表示矿井自然风压, Pa;hvd表示扩散器出口动能损失, Pa;Htd表示风机全压, Pa;hd表示通风机附属装置的阻力, Pa。

针对轴流式风机, 把相关数据代入, 获取风机的最大风压与最小风压, 即:

(3) 风机的实际工况点:

依照Qf、Hsdmin与Qf、Hsdmax确定的工况点均不处于确立的通风机的特性曲线上, 所以说一定要依照通风机的工作阻力确立其实际工况点。经过计算我们知道通风机的最大工作风阻为1.92, 最小风阻为1.36。

在通风机特性曲线图中作通风机工作风阻曲线, 和风压曲线的交点困难、容易两点, 也就是实际工况点。

(4) 风机的选择:

依照当下矿山风机使用的状况, 全方面确立风机应符合的各项特征确立对旋式轴流风机。一会走啊计算的矿井通风困难时期通风机的Qf、Hsdmax与矿井通风容易时期通风机, 在通风机特性曲线上标注好符合矿井通风要求的通风机是DK62一N016。

(5) 确定通风机的转速与型号:

依照通风机的工况点参数针对初选的通风机实施经济、技术及安全性比较, 最终确定通风机的型号是DK62-N016, 转速是n=960r/min。

5 结束语

通过使用该方案对通风系统进行改造, 该矿山原来通风混乱的局面和存在的安全隐患都得到了较好解决, 实现了安全生产。尽管目前我国矿山通风系统并不完善, 但只要能不断深入对该项目的探索, 同时总结先进的生产经验和方法, 我国矿山系统的改造和升级一定会更加普及化和科学化, 随着安全生产的不断落实和开展, 我国的能源生产行业一定能取得更大的发展, 从而更好地促进现代化建设。

参考文献

[1]张森, 陈开岩.基于突变级数法的矿井通风系统方案优选[J].煤炭技术, 2012 (03) .