袁傳增

摘? 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)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(jì)，對(duì)煤礦采區(qū)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。煤礦區(qū)的供電系統(tǒng)對(duì)整個(gè)煤礦區(qū)的高效運(yùn)行具有十分重要的作用，整個(gè)采區(qū)的供電系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)能夠保證整個(gè)采礦過(guò)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(jì)、綜采工作面供電設(shè)計(jì)、掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)展開論述，為煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一定的借鑒參考價(jià)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

中圖分類號(hào)：TP43? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

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(jī)械很多都會(huì)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(yùn)行對(duì)整個(gè)煤礦的高效穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)煤礦的需求越來(lái)越多，煤礦的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)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(guò)程中最重要的，合理的煤礦礦區(qū)的供電設(shè)計(jì)對(duì)保證煤礦的安全穩(wěn)定運(yùn)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(gè)煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)完整安全運(yùn)作的條件下，應(yīng)保證整個(gè)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(jì)時(shí)可以根據(jù)一個(gè)變壓器能夠分擔(dān)一個(gè)工作面所需要的負(fù)荷，同時(shí)變壓器在運(yùn)作時(shí)禁止其并聯(lián)運(yùn)行。

（3）供電系統(tǒng)采用工作面上的配電點(diǎn)到用電設(shè)備適合采用放射式方式的供電;上山的輸電機(jī)適合采用干線式的供電方式;在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的供電路線時(shí)，適合采用最短路線進(jìn)行供電，避免資源的浪費(fèi)，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(shí)在設(shè)計(jì)供電線路時(shí)盡可能地避免回頭供電。

（4）對(duì)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(duì)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(duì)于礦區(qū)井下的通風(fēng)機(jī)械，不管是在整個(gè)井下的總風(fēng)機(jī)還是控制局部的通風(fēng)機(jī)應(yīng)該采用獨(dú)立的供電方案，同時(shí)需要設(shè)置雙風(fēng)機(jī)，讓一部分風(fēng)機(jī)平時(shí)工作，另一部分風(fēng)機(jī)備用運(yùn)行，2部風(fēng)機(jī)的線路接線方式不同，這樣可以避免在礦區(qū)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)一部分線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，另一部分線路可以正常運(yùn)行。

2 采區(qū)變電所供電方案及設(shè)計(jì)

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(jì)該礦區(qū)的井下供電變壓設(shè)備與配電設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意設(shè)計(jì)的中央變電所與井底車場(chǎng)相協(xié)調(diào)。在工作井井底上倉(cāng)帶式輸送機(jī)機(jī)頭上布設(shè)裝載硐室，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)先留有安裝采煤工作面和綜掘工作面的移動(dòng)變電站。其次需要確定礦區(qū)開挖井下的供電電壓的等級(jí)，一般在實(shí)際的井下礦區(qū)生產(chǎn)中，礦井下的供電電壓等級(jí)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(shí)際的礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)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(cāng)設(shè)備。利用裝載配電點(diǎn)、上倉(cāng)式輸送機(jī)以及清理煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)設(shè)備完成低壓供電，礦井下使用的局部通風(fēng)機(jī)主要采用雙電源的供電模式完成整個(gè)礦區(qū)的供電過(guò)程，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)線路的選擇性漏電保護(hù)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(jì)

對(duì)于礦區(qū)煤礦存儲(chǔ)比較豐富的地區(qū)，整個(gè)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(jì)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(jī)電設(shè)備不斷涌現(xiàn)，而隨著各種新機(jī)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(duì)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(shí)采用高壓深入平巷的移動(dòng)變電站的供電方式。

（1）綜采工作面供電設(shè)計(jì)

一般礦區(qū)綜采工作面的采煤機(jī)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(dòng)變電站供電，移動(dòng)變電站安裝在采煤工作面的設(shè)備列車上，隨著工作機(jī)組不斷地移動(dòng)，在礦區(qū)的軌道上安裝順槽無(wú)極繩牽引絞車以及拉動(dòng)設(shè)備列車的回柱絞車等機(jī)械設(shè)備，采用采區(qū)變電所直接供電。要想使整個(gè)煤礦供電系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行，必須要進(jìn)行供電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各個(gè)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(yàn)，都需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)需要統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)所需的電壓負(fù)荷，在進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)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(tái)變壓器向一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域供電，以減少因?yàn)樾∈乱虼艘鹁植繀^(qū)域的停電導(dǎo)致其整個(gè)供電系統(tǒng)恢復(fù)周期延長(zhǎng)，對(duì)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(guò)2臺(tái)且無(wú)高壓的饋出線時(shí)，整個(gè)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(guò)2臺(tái)高壓饋出線時(shí)需要設(shè)置進(jìn)線斷路器。為了保證整個(gè)系統(tǒng)安全高效地運(yùn)行，需要進(jìn)行輸出導(dǎo)線的合理設(shè)計(jì)，正確和合理地選擇低壓組合開關(guān)對(duì)煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。對(duì)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(duì)電壓進(jìn)行校驗(yàn)，低壓組合開關(guān)需要根據(jù)磁力啟動(dòng)器按其斷路器的電流進(jìn)行設(shè)備額定電流的選取，同時(shí)需要對(duì)開關(guān)進(jìn)行靈敏度的校驗(yàn)。同時(shí)需要根據(jù)公式計(jì)算出系統(tǒng)中短路電流的電纜阻抗、總阻抗、移動(dòng)變電站阻抗以及系統(tǒng)中各種機(jī)械的短路電流等。

（2）掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)

在礦區(qū)的普掘面一般需要設(shè)置一臺(tái)移動(dòng)變電站。其型號(hào)在現(xiàn)在的實(shí)際礦區(qū)生產(chǎn)中一般采用的是KBSGZY-630/6kV/1200V? 630 kVA，同時(shí)需要在礦區(qū)設(shè)置1臺(tái)隔爆型真空饋電型的開關(guān)，型號(hào)為KBZ-400/1140，同時(shí)在進(jìn)行掘進(jìn)面的供電設(shè)計(jì)時(shí)需要采用8臺(tái)礦用隔爆兼安全性能較高的真空電磁啟動(dòng)器，一般在實(shí)際的礦區(qū)開挖過(guò)程中，其型號(hào)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(gè)掘進(jìn)面的設(shè)置2臺(tái)局扇相互備用，1回電源引自風(fēng)機(jī)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(jì)時(shí)首先要考慮的問(wèn)題，在進(jìn)行礦區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要考慮到整個(gè)礦區(qū)的安全性，還需要考慮其經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，制定出適合自身的一套切實(shí)可行的供電方案，最大程度地使整個(gè)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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