礦山供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

胡秋實

摘 要：文章通過對礦山電氣供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與設(shè)備型號的詳細(xì)分析，結(jié)合礦山實際情況就減少礦山的用電量，降低運營成本進(jìn)行了研究和分析，為進(jìn)一步提升礦山企業(yè)的核心競爭力，為礦山企業(yè)能夠健康持續(xù)發(fā)展提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：礦山供電；供電系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

礦山企業(yè)在國民經(jīng)濟建設(shè)中起著重要作用，是電能的重要用戶。隨著生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機械化和自動化水平不斷提高，礦山企業(yè)對供電的要求也就更加嚴(yán)格。特別是深井井下作業(yè)，工作面不斷移動，生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜，因此對供電的要求更高。礦山企業(yè)供電中斷，不僅會造成減產(chǎn)，而且有可能引起人身事故，甚至可能毀壞礦井。因此，礦山企業(yè)對供電的最重要求是供電的可靠和不間斷，即使在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，也必須保證不間斷供電，至少也得供應(yīng)一部分電能以保證人身安全和設(shè)備不受

損壞。

1.礦井供電系統(tǒng)分析

大、中型礦井的供電電源多取自110kv或35～60kv的電力網(wǎng)經(jīng)兩回架空線路迭到礦井總降壓站。比如一次電壓為35～60kv兩臺主變壓器的內(nèi)橋式接線的典型變電所主接線，其斷路器外側(cè)設(shè)兩組隔離開關(guān)組成跨條（KT），上面接有35～60/0.4kv的所用變壓器，供變電所直流操作電源等用。在一次側(cè)進(jìn)行計量的變電所，進(jìn)線和母線應(yīng)設(shè)準(zhǔn)確等級符合要求的電流互感器（LH）和電壓互感器（YH）。為了防止雷電波的侵襲，母線和架空進(jìn)線處接避雷器，主突壓器二次6kv側(cè)多采用單母線分段，用成套配電裝置配電。礦井一、二級負(fù)荷如通風(fēng)機，主、副井提升機等由接在不同母線上的雙回路供電，以保證可靠性。

2.礦山供電系統(tǒng)的接線方法

按網(wǎng)絡(luò)接線布置方式可分為放射式、干線式、環(huán)式及兩端供電式等接線系統(tǒng)。按其網(wǎng)絡(luò)接線運行方式可分為開式和閉式接線系統(tǒng)。按對負(fù)荷供電可靠性的要求可分為無備用和有備用接線

系統(tǒng)。

2.1無備用系統(tǒng)接線

無備用系統(tǒng)接線簡單，運行方便，易于發(fā)現(xiàn)故障；缺點是供電可靠性差。所以這種接線主要用于對三級負(fù)荷和一部分次變的二級負(fù)荷供電。放射式接線的主要優(yōu)點是供電線路獨立，線路故障互不影響，易于實現(xiàn)自動化，停電機會少，繼電保護(hù)簡單且易于整定，保護(hù)動作時間短，缺點是電源出線回路較多，設(shè)備和投資也多。干線式接線的主要優(yōu)點是線路總長度較短，造價較低，可節(jié)約有色金屬；由于最大負(fù)荷一般不同時出現(xiàn)，系統(tǒng)中的電壓波動和電能損失較??；電源出線回路數(shù)少，可節(jié)省設(shè)備。缺點是前段線路公用，增多了故障停電的可能性。串聯(lián)型干線式接線因干線的進(jìn)出側(cè)均安裝隔離開關(guān)，當(dāng)發(fā)生事故時，可在找到故障點后，拉開相應(yīng)的隔離開關(guān)繼續(xù)供電，從而縮小停電范圍。干線式接線為了有選擇性地切除線路故障，各段需設(shè)斷路器和繼電保護(hù)裝置，使投資增加，而且保護(hù)整定時間增長，延長了故障的存在時間，增加了電氣設(shè)備故障時的負(fù)擔(dān)。以上接線方式的優(yōu)缺點，根據(jù)系統(tǒng)具體條件而有所不同。在確定供電系統(tǒng)接線方案時，主要取決于起主導(dǎo)作用的優(yōu)缺點。

2.2有備用系統(tǒng)的接線

有備用系統(tǒng)的接線方式有雙回路放射式，雙回路干線式，環(huán)式和兩端供電式等。它們的主要優(yōu)點是供電可靠性高，正常時供電電壓質(zhì)量好，但是設(shè)備多，投資大。雙回路供電這種供電方式，線路總長度長，電源出線回路數(shù)和使用開關(guān)設(shè)備多，投資大，如果負(fù)荷不大，常會造成有色金屬的浪費。優(yōu)點是當(dāng)雙回路同時工作時，可減少線路上的功率損失和電壓損失。這種接線適用于負(fù)荷大或單獨供電的重要用戶。對于容量大，而且特別重要的用戶，可采用母線用斷路器分段接線，從而可以實現(xiàn)自動切換，以提高供電的可靠性。環(huán)式接線系統(tǒng)所用設(shè)備少，各線路途徑不同，不易同時發(fā)生故障，故可靠性較高且運行靈活。因負(fù)荷由兩條線路負(fù)擔(dān)，故負(fù)荷波動時電壓比較穩(wěn)定。缺點是故障時供電線路較長。電壓損失大（特別是靠近電源附近段故障時）。因環(huán)式線路的導(dǎo)線截面應(yīng)按故障情況下能擔(dān)負(fù)環(huán)網(wǎng)全部負(fù)荷考慮，所以有色金屬消耗量增加，兩個負(fù)荷大小相差越懸殊，其消耗就越大。故這種系統(tǒng)適于負(fù)荷容量相差不大，所處地點離電源都較遠(yuǎn)，而彼此又較近的情況。環(huán)式接線平?？梢蚤_環(huán)運行（或稱聯(lián)絡(luò)式），也可以閉環(huán)運行。但閉環(huán)運行繼電保護(hù)較復(fù)雜，因此一般采用開環(huán)式運行方式。兩端供電式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)式只有大致相同的特點，比較經(jīng)濟，但必須具有兩個以上獨立電源且與各負(fù)荷點的相對位置合適。在礦山供電系統(tǒng)中，有備用系統(tǒng)接線一般多采用雙回路放射式或環(huán)式接線。

3.供配電改造方案的優(yōu)化

3.1采用兩路電源供電

利用尾礦泵房低壓配電室備用的進(jìn)線柜，從中礦濃縮低配室引一路0.4kV電源至此配電柜，原有的尾礦泵房受電方式不變，這樣，尾礦泵房受電變?yōu)閮陕冯娫?，?dāng)篩分供電出現(xiàn)斷電故障時，可及時通過人工切換到另一路供電，來確保尾礦輸送的生產(chǎn)。而過濾廠房低配室由于只有一個進(jìn)線柜，沒有備用進(jìn)線柜，要保證兩路電源供電使生產(chǎn)不受影響，只能從主廠房低配再引一路0.4kV電源到過濾廠房進(jìn)線柜，并加裝一套雙電源自動投切裝置。這種方案優(yōu)點：改造后不因篩分故障供電影響，可保證生產(chǎn)連續(xù)；缺點：工程投資費用較大。

3.2采用一路電源供電

利用選礦廠計劃停產(chǎn)時間，一是將原篩分高配室供尾礦泵房10kV電源改由主廠房高配室的同等配置高壓柜供電；二是將原來篩分廠房高壓配電供給過濾廠房的10kV電源改由主廠房高配室高壓柜供電。這種方案優(yōu)點：時間最短，所需工程費用最低，材料最省，完全能滿足生產(chǎn)工藝要求，也符合礦山安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)；缺點：需要選礦廠利用停產(chǎn)改造。

4.結(jié)束語

根據(jù)選礦廠生產(chǎn)作業(yè)各工序的分工特點，第一方案雖然是兩路供電，但是當(dāng)采用篩分高配供電發(fā)生故障時，需要人工切換操作到另一路供電，其間的時間差存在著對生產(chǎn)作業(yè)工序連續(xù)的一定影響，不但增加了設(shè)備投資，同時也增加了電氣故障點，造成設(shè)備維護(hù)維修工作量增加，生產(chǎn)成本費用高。第二方案簡單可靠，能滿足選礦廠安全生產(chǎn)和工藝流程作業(yè)要求。通過以上分析比較，采用第二種方案經(jīng)濟合理，穩(wěn)定可靠，能實現(xiàn)選礦廠安全生產(chǎn)的連續(xù)性。

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