王森田

(寧夏煤礦設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750011)

電力是煤礦企業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?lái)源，近些年隨著機(jī)械化水平的不斷提高和礦井生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，采掘設(shè)備功率也相應(yīng)變大，加之礦井水處理系統(tǒng)改造、新建封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)等負(fù)荷的新增，需要對(duì)礦井供電系統(tǒng)進(jìn)行改造。在工程建設(shè)中，對(duì)已經(jīng)形成和投運(yùn)的系統(tǒng)改造有許多條件限制，難度較大，因此在前期設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合多方面因素綜合考慮，主要需要考慮的因素有用電負(fù)荷的性質(zhì)和容量[1]、所在地區(qū)的供電條件、可靠性、安全性、供電質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及維護(hù)與檢修是否方便等[2]。設(shè)計(jì)作為工程建設(shè)的先行官，其重要性不言而喻，合理的方案設(shè)計(jì)，可以避免投資浪費(fèi)，并在后期負(fù)荷有小范圍變動(dòng)時(shí)，不再進(jìn)行二次改造，還可以幫助企業(yè)做好建設(shè)規(guī)劃。

1 供電系統(tǒng)改造工程概況

王洼煤礦為生產(chǎn)礦井，于2012年進(jìn)行了600萬(wàn)t/a改擴(kuò)建，改擴(kuò)建項(xiàng)目已完成，現(xiàn)礦井生產(chǎn)能力為6.0 Mt/a[3]。在11采區(qū)建設(shè)期間，按照地質(zhì)報(bào)告和實(shí)際涌水量，礦井11采區(qū)+1150 m水平排水系統(tǒng)按正常涌水量220 m3/h，最大涌水量400 m3/h進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)的。在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，隨著王洼煤礦開采延深，實(shí)際涌水量比礦井建設(shè)期間明顯增大，礦方委托安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)，于2021年5月—10月開展了+1150 m水平水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探，勘探結(jié)果預(yù)測(cè)礦井未來(lái)正常涌水量1130 m3/h，最大涌水量1605 m3/h。由于礦井涌水量增加，現(xiàn)有排水系統(tǒng)能力已不能滿足要求。為保證礦井生產(chǎn)安全，王洼煤礦對(duì)主排水系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建。

本次主排水系統(tǒng)改擴(kuò)建工程在礦井現(xiàn)有負(fù)荷的基礎(chǔ)上，在井下+1150 m水平新增5臺(tái)主排水泵、2臺(tái)井下抗災(zāi)排水泵，并對(duì)地面礦井水處理站進(jìn)行擴(kuò)容改造，其它系統(tǒng)維持不變。由于礦井負(fù)荷增加，需對(duì)礦井供電系統(tǒng)進(jìn)行改造。

根據(jù)礦方要求，礦井供電系統(tǒng)改造需要考慮后期21采區(qū)投產(chǎn)時(shí)(2028年左右)，礦井將有2個(gè)工作面開采，屆時(shí)井下將增加1個(gè)綜放工作面、2個(gè)綜掘工作面及21采區(qū)的帶式輸送機(jī)、架空乘人器等負(fù)荷，均由11采區(qū)工業(yè)場(chǎng)地35 kV變電站供電。下面對(duì)21采區(qū)設(shè)備投用前的負(fù)荷和21采區(qū)設(shè)備投用后負(fù)荷分別計(jì)算。

1)前期負(fù)荷(21采區(qū)設(shè)備投用前)。礦井主排水系統(tǒng)改擴(kuò)建后，礦井11采區(qū)工業(yè)場(chǎng)地35 kV變電站用電設(shè)備安裝總?cè)萘縋n=42560.1 kW，設(shè)備工作容量Pe=35856.9 kW(最大涌水量時(shí))。變電站10 kV母線上最大計(jì)算負(fù)荷[4]如下(同時(shí)系數(shù)取0.80)：有功功率Pc=19495.2 kW；無(wú)功功率Qc1=12913.6 kvar；電容器補(bǔ)償容量Qjs=8955.0 kvar(安裝總?cè)萘繛?4000 kvar，兩段母線各12000 kvar)；補(bǔ)償后無(wú)功功率Qc2=3958.7 kvar；補(bǔ)償后視在功率Sc=19893.0 kVA；補(bǔ)償后功率因數(shù)cosφ=0.98。

2)21采區(qū)設(shè)備投用后負(fù)荷。礦井11采區(qū)35 kV變電站用電設(shè)備安裝總?cè)萘縋n=56834.6 kW，設(shè)備工作容量Pe=49446.4 kW(最大涌水量時(shí))。變電站10kV母線上最大計(jì)算負(fù)荷如下(同時(shí)系數(shù)取0.80)：有功功率Pc=25537.5 kW；無(wú)功功率Qc1=17076.1 kvar；電容器補(bǔ)償容量Qjs=11890.4 kvar(安裝總?cè)萘繛?4000 kvar，兩段母線各12000 kvar)；補(bǔ)償后計(jì)算無(wú)功功率Qc2=5185.6 kvar；補(bǔ)償后視在功率Sc=26058.7 kVA；補(bǔ)償后功率因數(shù)cosφ=0.98。

2 礦井供電方案

2.1 礦井電源現(xiàn)狀

礦區(qū)西南方向約2 km處建有1座李寨110 kV變電站(國(guó)網(wǎng)固原供電公司管轄)，主變?nèi)萘繛?×50 MVA，電壓為110/35/10 kV。2回110 kV電源均引自清水河330 kV變電站，導(dǎo)線為JL/G1A-240/30型，長(zhǎng)度均為45.5 km，該站現(xiàn)無(wú)35 kV備用出線間隔，且不具備增加間隔的條件。礦井主要有3座變電站，即11采區(qū)35 kV變電站、中央采區(qū)35 kV變電站和選煤廠35 kV變電站。礦井電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 礦井電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1)11采區(qū)35 kV變電站。11采區(qū)35 kV變電站共安裝2臺(tái)有載調(diào)壓電力變壓器，主變?nèi)萘繛?×16 MVA+1×20 MVA。Ⅰ回35 kV電源引自李寨110 kV變電站，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-120/25，線路長(zhǎng)度約3.18 km，Ⅱ回35 kV電源轉(zhuǎn)供自選煤廠35 kV變電站，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-185/30(1.7 km)+JL/G1A-120/25(3.18 km)。此變電站以10 kV電壓向11采區(qū)的地面和井下負(fù)荷供電。變電站35 kV配電室內(nèi)有2臺(tái)35 kV備用開關(guān)柜，無(wú)備用位置，10 kV配電室內(nèi)有1臺(tái)備用開關(guān)柜，7臺(tái)備用位置。

2)中央采區(qū)35 kV變電站。中央采區(qū)35 kV變電站共安裝2臺(tái)有載調(diào)壓電力變壓器，主變?nèi)萘繛?×12.5MVA+1×8MVA。Ⅰ回35 kV電源引自官?gòu)d35 kV變電站(主變?nèi)萘?×2 MVA)，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-120/25，線路長(zhǎng)度約34 km。Ⅱ回35 kV電源引自李寨110 kV變電站，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-120/25，線路長(zhǎng)度約3 km。此變電站以6 kV電壓向中央采區(qū)的地面和井下負(fù)荷供電，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)不做改造。

3)選煤廠35 kV變電站。選煤廠35 kV變電站共安裝2臺(tái)有載調(diào)壓電力變壓器，主變?nèi)萘繛?×12.5 MVA。35 kV電源引自李寨110 kV變電站，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-185/30，線路長(zhǎng)度約1.7 km，此變電站以10 kV電壓為選煤廠負(fù)荷供電，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

2.2 礦井電源改造

2.2.1 11采區(qū)35kV變電站

根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，考慮礦井后期負(fù)荷，設(shè)計(jì)將王洼煤礦11采區(qū)35 kV變電站現(xiàn)有的2臺(tái)主變壓器更換為SFZ22-31500/35(35/10.5 kV、31500 kVA)型有載調(diào)壓變壓器，前期2回35 kV電源引自李寨110 kV變電站35 kV側(cè)不同母線段。

李寨110 kV變電站至11采區(qū)35 kV變電站新增設(shè)1回35 kV線路，用做礦井Ⅰ回永久電源線路，根據(jù)后期負(fù)荷容量，導(dǎo)線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按長(zhǎng)時(shí)允許載流量和電壓損失校驗(yàn)，計(jì)算截面為439.8 mm2，設(shè)計(jì)選用雙分裂JL/G1A-240/30導(dǎo)線，長(zhǎng)度約3.5 km。Ⅱ回35 kV電源線路利用已有的2回JL/G1A-120/25(同塔雙回)架空線路并聯(lián)使用，長(zhǎng)度約3.18 km[5]。電力十四五規(guī)劃中在王洼煤礦附近建設(shè)一座王洼110 kV變電站，待王洼110 kV變電站建成后，將Ⅱ回35 kV電源接入點(diǎn)調(diào)整至王洼110 kV變電站，以滿足后期21采區(qū)投產(chǎn)后礦井供電，電源線路選用2根YJV22-26/35kV 3×240 mm2型鎧裝電纜并聯(lián)使用，單趟線路長(zhǎng)度約0.9 km[6]。

正常情況下，35 kV變電站兩回電源采用分列運(yùn)行方式，當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回線路能擔(dān)負(fù)供電范圍內(nèi)全部用電負(fù)荷[7]。

2.2.2 選煤廠35 kV變電站

由于李寨110 kV變電站已無(wú)35 kV備用出線間隔，王洼選煤廠已有的電源線路無(wú)法利用。設(shè)計(jì)將選煤廠雙回35 kV電源改至11采區(qū)35 kV變電站，自11采區(qū)工業(yè)場(chǎng)地至選煤廠新設(shè)一回35 kV架空線路，采用同塔雙回架設(shè)，導(dǎo)線型號(hào)均選用JL/G1A-120/25，長(zhǎng)度約2.2 km。

3 11采區(qū)35 kV變電站改造

3.1 主接線及主要電氣設(shè)備的選型

本次工程將11采區(qū)35 kV變電站現(xiàn)有的2臺(tái)主變壓器更換為SFZ22-31500/35(35/10.5 kV、31500 kVA)型有載調(diào)壓電力變壓器[8]，室外布置，建設(shè)工期約342 d。當(dāng)一臺(tái)主變停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變能100%保證11采區(qū)全部生產(chǎn)和生活用電[7]。

35 kV主接線型式為單母線分段接線，35 kV進(jìn)出線均為架空線；35 kV設(shè)備為KYN61-40.5型鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜，室內(nèi)二層布置；10 kV側(cè)高壓開關(guān)柜為單母線分段接線，設(shè)備為KYN28-12中置式高壓柜，10 kV配電室內(nèi)一層布置，10 kV側(cè)2臺(tái)進(jìn)線柜及母聯(lián)柜額定電流為2500 A，饋線柜均為1250 A，出線均為電纜。所內(nèi)設(shè)有2臺(tái)動(dòng)力變壓器，型號(hào)均為S11-M-1000/10，10/0.4 kV，1000 kVA[9]。

本次設(shè)計(jì)在變電站10 kV配電室內(nèi)備用位置新增7臺(tái)KYN28A-12型高壓開關(guān)柜(一段母線3臺(tái)，二段母線4臺(tái))，分別用于+1150 m水平新增變電所(4回)、抗災(zāi)潛水泵配電室(2回)電源開關(guān)，其余1臺(tái)備用。

3.2 短路電流計(jì)算及已有設(shè)備校驗(yàn)

李寨110 kV變電站110 kV母線短路容量為584.5 MVA，正常運(yùn)行方式為2臺(tái)(50 MVA)變壓器分列運(yùn)行，不考慮短時(shí)切換負(fù)荷時(shí)并列運(yùn)行發(fā)生故障。王洼煤礦11采區(qū)35 kV變電站2臺(tái)主變和電源線路均為同時(shí)分列運(yùn)行，取基準(zhǔn)容量為100 MVA，基準(zhǔn)電壓為各級(jí)的平均電壓。

短路電流計(jì)算[10-12]系統(tǒng)及等值阻抗如圖2所示。

圖2 短路電流計(jì)算系統(tǒng)簡(jiǎn)圖及等值阻抗

經(jīng)計(jì)算，變電站35 kV母線上三相短路電流為3.697 A(d1點(diǎn))，短路容量為236.971 MVA；10 kV母線上三相短路電流為7.440 kA(d2點(diǎn))，短路容量為135.275 MVA；經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算，10 kV交聯(lián)銅芯電纜最小截面選擇50 mm2(按0.7 s時(shí)限校驗(yàn))，高壓直配電機(jī)交聯(lián)銅芯電纜最小截面選擇35 mm2[13]，LZZBJ9-10型電流互感器最小允許變比50/5，其它開關(guān)設(shè)備均經(jīng)校驗(yàn)滿足要求。

3.3 無(wú)功補(bǔ)償及諧波濾波

變電站10 kV母線上設(shè)有2套高壓無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。每套裝置由SVG-10/6000 kvar型IGBT鏈?zhǔn)綗o(wú)功發(fā)生器和FC-10/6000 kvar型FC固定電容器組成，補(bǔ)償總?cè)萘繛?2000 kvar，室內(nèi)單獨(dú)安裝。補(bǔ)償后10 kV母線功率因數(shù)能達(dá)到0.95以上[7]，電能質(zhì)量滿足國(guó)家相關(guān)要求。無(wú)功補(bǔ)償裝置容量滿足擴(kuò)容后的需求，本次設(shè)計(jì)維持不變。

3.4 單相接地電容電流

變電站10 kV兩段母線上各設(shè)有1套ZDBG-10.5/5-75/J型自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈成套裝置，室內(nèi)安裝，單套補(bǔ)償容量為75 A，并配有小電流接地選線裝置。結(jié)合礦井供電現(xiàn)狀，估算出后期全礦10 kV電網(wǎng)單相接地電容電流約45 A，消弧線圈裝置容量滿足補(bǔ)償需求[14]，本次設(shè)計(jì)維持不變。

3.5 所用電及操作電源

變電站主控室內(nèi)設(shè)有專用所用電直流配電屏，2回380 V電源分別引自站內(nèi)2臺(tái)35 kV所用變柜(所用變型號(hào)SC11-63，35/0.4 kV，63 kVA)。變電站內(nèi)35 kV和10 kV的真空斷路器均為彈簧操作機(jī)構(gòu)，采用直流220 V電源系統(tǒng)。變電站內(nèi)設(shè)有1套GZDW32-30/150Ah/220鉛酸免維護(hù)蓄電池，除能滿足分合閘、信號(hào)和繼電保護(hù)的要求外，還能保證變電站內(nèi)事故照明供電。

3.6 繼電保護(hù)

變電站已設(shè)有一套變電站分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分為三層：間隔設(shè)備層、通信網(wǎng)絡(luò)層、站控監(jiān)控層。微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置通過(guò)總線通信電纜與主機(jī)聯(lián)系，整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)可完成變電站遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)等功能，實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守或少人值班。改造時(shí)新設(shè)的供配電設(shè)備繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給予配置微機(jī)保護(hù)裝置[15]。

3.7 過(guò)電壓保護(hù)及接地

為防止雷電波入侵，在變電站各側(cè)母線上裝設(shè)避雷器保護(hù)，室外設(shè)有獨(dú)立的避雷針。在變電站的周圍已設(shè)有接地網(wǎng)，10/0.4 kV變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)相連。低壓配電系統(tǒng)接地型式為TN-C-S，每個(gè)建筑物做總等電位聯(lián)結(jié)。電纜線路和架空線路在每個(gè)建筑物的進(jìn)線處，均須重復(fù)接地。

4 井下供電方案

4.1 已有變電所概述

井下現(xiàn)有1座+1450 m采區(qū)變電所和1座+1150 m水泵房一號(hào)變電所。

1)+1450 m采區(qū)變電所。+1450 m變電所內(nèi)共設(shè)有24臺(tái)PJG-□/10Y型礦用隔爆高壓真空配電裝置(其中進(jìn)線3臺(tái)、母聯(lián)2臺(tái)、饋線19臺(tái))，2臺(tái)KBSG-630/10型、1臺(tái)KBSG-315 /10型干式變壓器。高壓接線方式為單母線分三段運(yùn)行，低壓接線方式為單母線分兩段運(yùn)行。變電所采用3回MYJV22-8.7/10kV 3×185型煤礦用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜供電，電纜長(zhǎng)度為2 km，電源分別引自地面35 kV變電站10 kV側(cè)513#、523#、524#高壓開關(guān)柜。

現(xiàn)主要負(fù)荷有11采區(qū)的軌道下山提升機(jī)、行人下山架空乘人器、運(yùn)輸下山帶式輸送機(jī)及采掘設(shè)備等，現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)不做改造。

2)+1150 m水平一號(hào)水泵房變電所。+1150 m水平一號(hào)水泵房變電所內(nèi)共設(shè)有13臺(tái)PJG-□/10Y型礦用隔爆高壓真空配電裝置(其中進(jìn)線2臺(tái)、母聯(lián)1臺(tái)、饋線10臺(tái))，所內(nèi)供電設(shè)備接線方式為單母線分兩段運(yùn)行。變電所采用2回MYJV22-8.7/10 kV 3×95型煤礦用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜供電，電纜長(zhǎng)度為2.9 km，電源分別引自地面35 kV變電站10 kV側(cè)515#、525#高壓開關(guān)柜。

現(xiàn)主要負(fù)荷有泵房?jī)?nèi)3臺(tái)1120 kW、10 kV的排水泵，所內(nèi)設(shè)有2臺(tái)KBSG-315/10型干式變壓器，以660 V電壓向清倉(cāng)設(shè)備、普掘面、避難硐室和主排水泵電動(dòng)閘閥等低壓設(shè)備供電，現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)不做改造。

4.2 新建的+1150 m變電所

新建的+1150 m變電所設(shè)置兩組供電系統(tǒng)，其中第一組供電系統(tǒng)主要負(fù)荷為新增排水設(shè)備、1個(gè)綜放工作面和2個(gè)綜掘工作面及21采區(qū)運(yùn)輸下山帶式輸送機(jī)等設(shè)備。第二組供電系統(tǒng)主要負(fù)荷為21采區(qū)另外1個(gè)綜放工作面、2綜掘工作面、21采區(qū)行人下山架空乘人器等設(shè)備。經(jīng)計(jì)算，新建變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下，具體詳見(jiàn)電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表。

1)第一組供電系統(tǒng)。設(shè)備安裝容量：28014.4 kW；設(shè)備工作容量：正常涌水量時(shí)20536.4 kW，最大涌水量時(shí)22776.4 kW；計(jì)算有功功率：正常涌水量時(shí)12894.2 kW，最大涌水量時(shí)14686.2 kW；計(jì)算無(wú)功功率：正常涌水量時(shí)9058.5 kvar，最大涌水量時(shí)10402.5 kvar；計(jì)算視在功率：正常涌水量時(shí)15758.1 kVA，最大涌水量時(shí)17997.1 kVA；10 kV側(cè)計(jì)算電流：正常涌水量時(shí)909.8 A，最大涌水量時(shí)1039.1 A。

2)第二組供電系統(tǒng)。設(shè)備安裝容量：12059.4 kW；設(shè)備工作容量：11301.4 kW；計(jì)算有功功率：5981.7 kW；計(jì)算無(wú)功功率：4766.8 kvar；計(jì)算視在功率：7648.7 kVA；10 kV側(cè)計(jì)算電流：441.6 A。

4.3 新建的+1150 m變電所電源及電纜選擇

新建+1150 m水平變電所第一組和第二組供電系統(tǒng)高、低壓母線均采用單母線分兩段接線方式。第一組供電系統(tǒng)采用四回電源供電，均引自地面11采區(qū)35 kV變電站，兩兩備用；第二組供電系統(tǒng)采用雙回電源供電，電源利用已有的+1450 m變電所電源。

根據(jù)規(guī)范要求，下井電纜截面選擇時(shí)，取最大涌水量時(shí)的計(jì)算負(fù)荷，按1回路不送電，以安全載流量選擇電纜截面，按電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，地面變電所母線發(fā)生三相短路時(shí)的熱穩(wěn)定性要求校驗(yàn)電纜截面，按最大涌水量時(shí)1回路不送電校驗(yàn)電壓損失[16]。

第一組供電系統(tǒng)新設(shè)4回下井電纜，均選用MYJV22-8.7/10kV 3×300煤礦用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。第二組供電系統(tǒng)將+1450 m變電所已有的MYJV22-8.7/10kV 3×185型電源電纜再延伸2回至+1150 m水平即可。

正常情況下，第一組供電系統(tǒng)的4回電纜為兩兩并聯(lián)、同時(shí)供電，第二組供電系統(tǒng)的電纜為2回同時(shí)供電，當(dāng)一二組供電系統(tǒng)的任一回供電線路出現(xiàn)故障時(shí)，其余電纜能保證全部負(fù)荷的用電[16]。下井電纜及井下供電示意如圖3所示。

圖3 下井電纜及井下供電示意

4.4 設(shè)備設(shè)置

第一組供電系統(tǒng)設(shè)25臺(tái)PJG-630/10Y型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型永磁機(jī)構(gòu)高壓真空配電裝置，其中進(jìn)線4臺(tái)、聯(lián)絡(luò)1臺(tái)、饋線20臺(tái)、2臺(tái)KBSG-315/10型礦用隔爆型干式變壓器、5臺(tái)KJGR-250/10型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流高壓軟起動(dòng)控制器。

第二組供電系統(tǒng)設(shè)14臺(tái)PJG-630/10Y型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型永磁機(jī)構(gòu)高壓真空配電裝置(開斷電流12.5 kA)，其中進(jìn)線2臺(tái)、聯(lián)絡(luò)1臺(tái)、饋線11臺(tái)、2臺(tái)KBSG-800/10型礦用隔爆型干式變壓器。

變電所內(nèi)設(shè)5臺(tái)KJZ-400/1140型、12臺(tái)KJZ-200/1140型具有選擇性漏電保護(hù)的礦用隔爆型低壓真空饋電開關(guān)(分開關(guān)設(shè)有選擇性漏電保護(hù)裝置)和5臺(tái)ZJZ-4.0/1140(660)M型礦用隔爆型照明綜合保護(hù)裝置。

4.5 電氣設(shè)備保護(hù)及接地

1)電氣設(shè)備保護(hù)。井下礦用隔爆型高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)高壓綜合保護(hù)裝置[18]，具有漏電、過(guò)載、短路、絕緣監(jiān)視、選擇性單相接地保護(hù)和欠壓保護(hù)等保護(hù)功能，饋電開關(guān)及磁力起動(dòng)器等設(shè)備內(nèi)設(shè)有智能型綜合保護(hù)器，具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、選擇性漏電保護(hù)和斷相保護(hù)等功能。變電所設(shè)一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守[17]。

2)接地。井下變壓器中性點(diǎn)采用不接地系統(tǒng)，井下接地網(wǎng)主接地極設(shè)置在各水平水泵房主、副水倉(cāng)內(nèi)，主接地極采用鍍鋅鋼板，面積不小于0.75 m2，厚度為8 mm。利用接地線、電纜的接地芯線、鎧裝電纜鋼帶等將正常情況下不帶電金屬構(gòu)件與接地極可靠連接并構(gòu)成總接地網(wǎng)。任一組主接地極斷開時(shí)，井下總接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻值，不得超過(guò)2 Ω。移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值，不得超過(guò)1 Ω。

5 結(jié) 論

1)煤礦設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，工作狀態(tài)也各有特點(diǎn)，負(fù)荷計(jì)算或工藝設(shè)備選型過(guò)程中，為了保證安全，或?yàn)榱嗽O(shè)備的互換和通用性，導(dǎo)致設(shè)備選型富裕系數(shù)偏大，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，所以在設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)綜合考慮。

2)電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和計(jì)算是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，要準(zhǔn)確地確定需用系數(shù)、功率因數(shù)和同時(shí)系數(shù)比較困難。因此計(jì)算負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷有一定的偏差是常見(jiàn)的現(xiàn)象，但要避免偏差過(guò)大。在負(fù)荷計(jì)算時(shí)，如果按礦井工作制度計(jì)算設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，則會(huì)致使負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確。所以針對(duì)于通風(fēng)機(jī)、主排水泵、提升機(jī)、空壓機(jī)、主要帶式輸送機(jī)等主要設(shè)備應(yīng)按實(shí)際需要的軸功率和運(yùn)行時(shí)間來(lái)計(jì)算負(fù)荷和耗電量，并應(yīng)合理選擇同時(shí)系數(shù)。

3)高低壓設(shè)備選型校驗(yàn)過(guò)程中，短路電流計(jì)算時(shí)，常用標(biāo)幺值法，忽略電纜的電阻，且基礎(chǔ)資料不全的情況下，常用上一級(jí)變電所的斷路器額定短路開斷電流進(jìn)行估算，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏于保守。加之部分設(shè)備廠家的產(chǎn)品，為了追求宣傳效果，常出現(xiàn)起步即“高配”，例如斷路器最小額定電流為1250 A、最小額定短路開斷電流為31.5 kA等現(xiàn)象，實(shí)則浪費(fèi)，破壞了產(chǎn)品的多樣性。所以如果計(jì)算結(jié)果恰巧處于臨界值附近時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎核對(duì)，查看基礎(chǔ)參數(shù)的選取是否合理。

4)變電所供電設(shè)備分組或下井電纜選擇時(shí)，慣性思維會(huì)導(dǎo)致電纜選擇困難或造成投資浪費(fèi)。如某礦現(xiàn)有的一座采區(qū)變電所，采用單母線分三段接線方式，單回電纜供電能力按總電流的三分之二倍選擇，致使電纜截面過(guò)大，造成投資浪費(fèi)。若接線方式改為單母線分兩段運(yùn)行，設(shè)三回電纜，兩回運(yùn)行、一回備用，則單回電纜供電能力按總電流的二分之一倍選擇即可。