淺析現(xiàn)代化煤礦井下供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐文川

(貴州興源煤礦科技有限責(zé)任公司,貴州貴陽 550081)

淺析現(xiàn)代化煤礦井下供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐文川

(貴州興源煤礦科技有限責(zé)任公司,貴州貴陽 550081)

本文結(jié)合某礦工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了現(xiàn)代化煤礦井下供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法及步驟，對今后煤礦井下供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。

煤礦 供配電系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

近年來，煤礦企業(yè)不斷向著機(jī)械化、集成化的方向發(fā)展，工作面機(jī)械設(shè)備總?cè)萘坎粩嘣黾?，供電距離同時也在增長，為保證礦井的安全供電，在對井下供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時就應(yīng)該考慮諸多因素，設(shè)計(jì)出一套經(jīng)濟(jì)性、可靠性高的供電系統(tǒng)，下面將結(jié)合某礦工程實(shí)際，詳細(xì)介紹現(xiàn)代化煤礦井下供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的步驟和方法。

1 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

按照需要系數(shù)法計(jì)算，礦井井下計(jì)算負(fù)荷：正常涌水量時有功功率為24372kW，無功功率為21414kVar，視在功率32443kVA；最大涌水量時礦井井下有功功率為25541kW，無功功率為22291kVar，視在功率33901kVA。

2 下井電源電纜的選擇

根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，最大涌水量時按電纜允許的持續(xù)電流校核，正常涌水量時按電纜經(jīng)濟(jì)電流密度校核，同時滿足允許電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定等安全運(yùn)行要求，設(shè)計(jì)選用四回MYJV42-8．7/10kV 3×240mm2型礦用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，由地面110kV變電所經(jīng)由副井井筒引至井下主變電所，長度為每回1250m，四回下井電纜分別引自地面110kV變電所10kV配電室不同母線段，正常四回同時運(yùn)行，當(dāng)任一回故障或檢修時，另三回路可保證井下除采區(qū)外全部負(fù)荷用電。

3 供配電系統(tǒng)和電壓等級

根據(jù)礦井開拓開采部署及井下用電負(fù)荷分布情況，確定在井底設(shè)井下主變電所一座，主變電所擔(dān)負(fù)主排水泵、膠帶輸送機(jī)、井底車場等井下負(fù)荷用電。在采區(qū)設(shè)采區(qū)變電所，向采區(qū)內(nèi)綜采工作面、綜掘工作面、普掘工作面及采區(qū)內(nèi)其它負(fù)荷供電。

井下用電設(shè)備供電電壓等級采用10000/3300/1140//660/127V；高壓用電設(shè)備采用10kV，綜采工作面用電設(shè)備采用3．3kV、1．14kV、0．66kV，錨掘工作面、綜掘工作面采用1．14kV、0．66kV，普掘工作面采用0．66kV，照明或控制用電設(shè)備采用127V。

主變電所內(nèi)設(shè)KGS1礦用一般型高壓真空配電裝置，開關(guān)開斷電流為25kA，配置綜合自動保護(hù)單元，10kV母線分四段，正常時分列運(yùn)行，四回下井電纜分別接至每段母線。所內(nèi)還設(shè)有KDC1(G)礦用一般型低壓配電裝置，礦用隔爆干式變壓器。所內(nèi)動力變壓器通過礦用一般型低壓配電裝置向井底車場等低壓負(fù)荷供電。主變電所內(nèi)設(shè)備原則上采取單列布置，設(shè)備與硐室壁、設(shè)備相互之間及操作檢修通道尺寸，均應(yīng)按規(guī)定留有足夠的空間。

膠帶大巷膠帶輸送機(jī)、各掘進(jìn)局部通風(fēng)機(jī)、裝載硐室、井底清理撒煤硐室、清理斜 巷、副井井底等設(shè)備安裝地點(diǎn)，均設(shè)置配電點(diǎn)，并選用相應(yīng)的饋電開關(guān)和起動保護(hù)設(shè)備。

移動變電站10kV電纜選用MYPTJ-8．7/10kV型礦用阻燃金屬屏蔽監(jiān)視型橡套電纜，采煤機(jī)選用MCPT型采煤機(jī)像套屏蔽軟電纜，3300V、1140V、660V設(shè)備采用MYP礦用阻燃屏蔽橡套電纜，固定敷設(shè)的高壓電纜采用MYJV22-8．7/10kV礦用阻燃銅芯鋼帶鎧裝交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，低壓動力電纜采用MYJV礦用阻燃交聯(lián)銅芯聚乙烯絕緣電纜或MYP礦用阻燃屏蔽橡套電纜。井下電纜均選用經(jīng)檢驗(yàn)合格的并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的阻燃型銅芯電纜，其主芯線及接地芯線均能滿足供電線路負(fù)荷及保護(hù)接地的要求。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求，井下各掘進(jìn)工作面均配備正常工作局部通風(fēng)機(jī)和備用局部通風(fēng)機(jī)，且能自動切換，局部通風(fēng)機(jī)采用三專(專用變壓器、專用開關(guān)和專用線路)雙回路供電，當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)故障時，備用局部通風(fēng)機(jī)能自動啟動，保持掘進(jìn)工作面的正常通風(fēng)，各掘進(jìn)工作面還應(yīng)設(shè)有完善的風(fēng)電閉鎖瓦斯斷電報(bào)警系統(tǒng)，不僅可確保工作面 安全生產(chǎn)，并且可及時將信息送入安全監(jiān)測系統(tǒng)，只有局部通風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行后才能啟動 掘進(jìn)工作面的電氣設(shè)備，一旦局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行或瓦斯超限，風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置立即切斷局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道中的一切電氣設(shè)備的電源。

4 接地及保護(hù)

井下供電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，故采用保護(hù)接地的方式，在主、副水倉中分別設(shè)置兩塊主接地極，接地極面積大于0．75m2，厚度為6mm，機(jī)電硐室、變電所、水泵房、配電點(diǎn)等均分別設(shè)局部接地極，所有電氣設(shè)備之金屬外殼(包括燈具接線盒等)均須可靠接地，井下接地網(wǎng)通過接地干、支線，電纜的金屬外皮、接地芯線等與各局部接地極以及主、副水倉的主接地極連成一體，接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)測得的接地電阻值不得超過2Ω，每一移動式或手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間保護(hù)接地用的電纜芯線和接地直接導(dǎo)線的電阻值都不得大于1Ω。

5 井下照明

井下照明電壓為127V，選用DGS/127L(A)型防爆節(jié)能熒光燈，照明干支線連接采用熱(冷)補(bǔ)工藝，照明干線選用MYP型阻燃橡套電纜，照明支線選用MYQ型阻燃橡套電纜；井底車場及其附近、機(jī)電硐室、主要巷道的交岔點(diǎn)，采區(qū)車場、集中運(yùn)輸機(jī)巷道以及綜合機(jī)械化采煤工作面均有足夠的照明；ZBZ型礦用隔爆照明信號綜合保護(hù)裝置具有短路保護(hù)、過載保護(hù)和漏電保護(hù)等功能。

6 結(jié)語

通過以上設(shè)計(jì)可以看出，在進(jìn)行煤礦井下供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)采區(qū)作業(yè)面實(shí)際用電情況，綜合考慮需用系數(shù)、配電變壓器容量、供電電壓等級、電纜經(jīng)濟(jì)截面等多方面因素，進(jìn)行科學(xué)合理、系統(tǒng)完善、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)，以保證井下供配電系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

[1]李樹偉.礦山供電[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[2]許濤.淺析煤礦下組煤供配電部分初步設(shè)計(jì)[J].山東煤炭科技,2013(1).

徐文川(1985-),男,侗族,貴州省凱里市人,2009年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè),現(xiàn)在貴州興源煤礦科技有限責(zé)任公司從事礦山機(jī)電設(shè)計(jì)工作,助理工程師。