淺談煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計

袁傳增

摘? 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的安全提出了更高的要求。提升煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計，對煤礦采區(qū)的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。煤礦區(qū)的供電系統(tǒng)對整個煤礦區(qū)的高效運行具有十分重要的作用，整個采區(qū)的供電系統(tǒng)合理設(shè)計能夠保證整個采礦過程的順利進(jìn)行。該文就基于煤礦采區(qū)供電原則、采區(qū)變電所供電方案設(shè)計、綜采工作面供電設(shè)計、掘進(jìn)工作面供電設(shè)計展開論述，為煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計提供一定的借鑒參考價值。

關(guān)鍵詞：煤礦采區(qū);供電系統(tǒng);綜采工作面;掘進(jìn)工作面

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0 引言

電力是現(xiàn)在煤礦采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)工作的主要能源，礦采區(qū)的機械很多都會直接或間接地以電力為主要能源，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對整個煤礦的高效穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。隨著國民經(jīng)濟的增長，對煤礦的需求越來越多，煤礦的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，為了滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，煤礦礦區(qū)的安全供電是煤礦開采過程中最重要的，合理的煤礦礦區(qū)的供電設(shè)計對保證煤礦的安全穩(wěn)定運行顯得十分必要。

1 煤礦采區(qū)供電原則

煤礦采區(qū)的供電系統(tǒng)供電原則如下：

（1）在保證整個煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)完整安全運作的條件下，應(yīng)保證整個系統(tǒng)的電纜、開關(guān)最少，這樣可以最大程度地降低其供電系統(tǒng)的成本。

（2）采區(qū)的電氣設(shè)備所需要的負(fù)荷應(yīng)該根據(jù)不同的變壓器進(jìn)行分擔(dān)，最好在設(shè)計時可以根據(jù)一個變壓器能夠分擔(dān)一個工作面所需要的負(fù)荷，同時變壓器在運作時禁止其并聯(lián)運行。

（3）供電系統(tǒng)采用工作面上的配電點到用電設(shè)備適合采用放射式方式的供電;上山的輸電機適合采用干線式的供電方式;在設(shè)計供電系統(tǒng)的供電路線時，適合采用最短路線進(jìn)行供電，避免資源的浪費，在軌道的下方不宜敷設(shè)電纜，堆放材料的溜道中嚴(yán)禁放置電纜，同時在設(shè)計供電線路時盡可能地避免回頭供電。

（4）對于礦區(qū)高濃度的瓦斯區(qū)域，供電系統(tǒng)需要重新調(diào)整供電線路，需要對高瓦斯區(qū)域重新設(shè)置專用變壓器以及專用開關(guān)和電纜，從而最大程度地避免由于供電系統(tǒng)的故障導(dǎo)致礦區(qū)井下瓦斯爆炸等事故的發(fā)生。

（5）對于礦區(qū)井下的通風(fēng)機械，不管是在整個井下的總風(fēng)機還是控制局部的通風(fēng)機應(yīng)該采用獨立的供電方案，同時需要設(shè)置雙風(fēng)機，讓一部分風(fēng)機平時工作，另一部分風(fēng)機備用運行，2部風(fēng)機的線路接線方式不同，這樣可以避免在礦區(qū)生產(chǎn)運行過程中當(dāng)一部分線路出現(xiàn)問題時，另一部分線路可以正常運行。

2 采區(qū)變電所供電方案及設(shè)計

2.1 供電方案

首先礦區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)該根據(jù)礦區(qū)的井下采掘以及排水情況合理設(shè)計該礦區(qū)的井下供電變壓設(shè)備與配電設(shè)備，設(shè)計時還應(yīng)注意設(shè)計的中央變電所與井底車場相協(xié)調(diào)。在工作井井底上倉帶式輸送機機頭上布設(shè)裝載硐室，同時在設(shè)計時需要預(yù)先留有安裝采煤工作面和綜掘工作面的移動變電站。其次需要確定礦區(qū)開挖井下的供電電壓的等級，一般在實際的井下礦區(qū)生產(chǎn)中，礦井下的供電電壓等級一般可以分為10 kV/6 kV、3 300 V、1 140 V和660 V，井下照明設(shè)備的電壓通常采用的是127 V的電壓。最后需要確定礦區(qū)井下變電站的供電范圍，在實際的礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)過程中，一般的礦用隔爆型變壓器是根據(jù)所需要的電壓而建立相應(yīng)的變電所。礦區(qū)采用的低壓設(shè)備電壓是1 140 V的液壓站清倉設(shè)備。利用裝載配電點、上倉式輸送機以及清理煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機設(shè)備完成低壓供電，礦井下使用的局部通風(fēng)機主要采用雙電源的供電模式完成整個礦區(qū)的供電過程，同時整個系統(tǒng)設(shè)計了整個系統(tǒng)線路的選擇性漏電保護裝置，有效地封鎖了瓦斯等。除此之外，礦區(qū)的井下高壓設(shè)備還采用了煤礦專用的特殊電纜、設(shè)備。

2.2 供電設(shè)計

對于礦區(qū)煤礦存儲比較豐富的地區(qū)，整個礦區(qū)的供電方案比較固定，一般礦區(qū)采用的供電方案都是由一條主要的供電方案向多條分線路進(jìn)行供電，這種放射式的供電網(wǎng)絡(luò)圖的主要設(shè)計如圖1所示。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新型的機電設(shè)備不斷涌現(xiàn)，而隨著各種新機電設(shè)備的不斷發(fā)展，煤礦礦區(qū)的開采設(shè)備的功率都在不斷提高，雖然提升了煤礦的產(chǎn)能但是對供電系統(tǒng)提出了更高的要求，放射式的供電線路很難滿足現(xiàn)在采區(qū)供電需求，此時采用高壓深入平巷的移動變電站的供電方式。

（1）綜采工作面供電設(shè)計

一般礦區(qū)綜采工作面的采煤機采用3.3 kV的電壓供電。礦區(qū)采煤工作面的設(shè)備采用移動變電站供電，移動變電站安裝在采煤工作面的設(shè)備列車上，隨著工作機組不斷地移動，在礦區(qū)的軌道上安裝順槽無極繩牽引絞車以及拉動設(shè)備列車的回柱絞車等機械設(shè)備，采用采區(qū)變電所直接供電。要想使整個煤礦供電系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定地運行，必須要進(jìn)行供電系統(tǒng)的合理設(shè)計，系統(tǒng)中各個元件之間要合理地選擇，象電力變壓器、電纜的選型以及短路電流及其靈敏度校驗，都需要進(jìn)行合理的設(shè)計。在進(jìn)行變壓器的選擇時需要統(tǒng)計系統(tǒng)所需的電壓負(fù)荷，在進(jìn)行變壓器的選擇時需要在保證供電可靠的前提下，盡量節(jié)省系統(tǒng)中所使用的開關(guān)、電纜等設(shè)備，供電系統(tǒng)中所需要的供電設(shè)備盡可能由一臺變壓器向一個生產(chǎn)區(qū)域供電，以減少因為小事因此引起局部區(qū)域的停電導(dǎo)致其整個供電系統(tǒng)恢復(fù)周期延長，對于系統(tǒng)中的單電源進(jìn)線的采區(qū)變電所，其變壓器不超過2臺且無高壓的饋出線時，整個系統(tǒng)通常不設(shè)置電源的斷路器，而當(dāng)系統(tǒng)中的變壓器超過2臺高壓饋出線時需要設(shè)置進(jìn)線斷路器。為了保證整個系統(tǒng)安全高效地運行，需要進(jìn)行輸出導(dǎo)線的合理設(shè)計，正確和合理地選擇低壓組合開關(guān)對煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠運行具有十分重要的意義。對煤礦供電系統(tǒng)的開關(guān)選擇需要根據(jù)允許電流選擇截面、對電壓進(jìn)行校驗，低壓組合開關(guān)需要根據(jù)磁力啟動器按其斷路器的電流進(jìn)行設(shè)備額定電流的選取，同時需要對開關(guān)進(jìn)行靈敏度的校驗。同時需要根據(jù)公式計算出系統(tǒng)中短路電流的電纜阻抗、總阻抗、移動變電站阻抗以及系統(tǒng)中各種機械的短路電流等。

（2）掘進(jìn)工作面供電設(shè)計

在礦區(qū)的普掘面一般需要設(shè)置一臺移動變電站。其型號在現(xiàn)在的實際礦區(qū)生產(chǎn)中一般采用的是KBSGZY-630/6kV/1200V? 630 kVA，同時需要在礦區(qū)設(shè)置1臺隔爆型真空饋電型的開關(guān)，型號為KBZ-400/1140，同時在進(jìn)行掘進(jìn)面的供電設(shè)計時需要采用8臺礦用隔爆兼安全性能較高的真空電磁啟動器，一般在實際的礦區(qū)開挖過程中，其型號為QJZ-80/1140，該設(shè)備連接污水泵、探水鉆以及調(diào)度絞車等設(shè)備。每個掘進(jìn)面的設(shè)置2臺局扇相互備用，1回電源引自風(fēng)機的專用變壓器。

3 結(jié)論

礦區(qū)煤礦生產(chǎn)的安全可靠是礦區(qū)電力系統(tǒng)設(shè)計時首先要考慮的問題，在進(jìn)行礦區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計時，不僅需要考慮到整個礦區(qū)的安全性，還需要考慮其經(jīng)濟性。結(jié)合礦區(qū)的實際情況，綜合考慮各方面因素，制定出適合自身的一套切實可行的供電方案，最大程度地使整個礦區(qū)安全有效地進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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