淺析現代化煤礦井下供配電系統設計

徐文川

(貴州興源煤礦科技有限責任公司,貴州貴陽 550081)

淺析現代化煤礦井下供配電系統設計

徐文川

(貴州興源煤礦科技有限責任公司,貴州貴陽 550081)

本文結合某礦工程實例，詳細介紹了現代化煤礦井下供配電系統設計的方法及步驟，對今后煤礦井下供配電系統的設計具有一定的借鑒意義。

煤礦 供配電系統 設計

近年來，煤礦企業不斷向著機械化、集成化的方向發展，工作面機械設備總容量不斷增加，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進行設計時就應該考慮諸多因素，設計出一套經濟性、可靠性高的供電系統，下面將結合某礦工程實際，詳細介紹現代化煤礦井下供配電系統設計相關的步驟和方法。

1 用電負荷統計

按照需要系數法計算，礦井井下計算負荷：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

根據負荷統計，最大涌水量時按電纜允許的持續電流校核，正常涌水量時按電纜經濟電流密度校核，同時滿足允許電壓損失、機械強度、熱穩定等安全運行要求，設計選用四回MYJV42-8．7/10kV 3×240mm2型礦用阻燃交聯聚乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，由地面110kV變電所經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，正常四回同時運行，當任一回故障或檢修時，另三回路可保證井下除采區外全部負荷用電。

3 供配電系統和電壓等級

根據礦井開拓開采部署及井下用電負荷分布情況，確定在井底設井下主變電所一座，主變電所擔負主排水泵、膠帶輸送機、井底車場等井下負荷用電。在采區設采區變電所，向采區內綜采工作面、綜掘工作面、普掘工作面及采區內其它負荷供電。

井下用電設備供電電壓等級采用10000/3300/1140//660/127V；高壓用電設備采用10kV，綜采工作面用電設備采用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，照明或控制用電設備采用127V。

主變電所內設KGS1礦用一般型高壓真空配電裝置，開關開斷電流為25kA，配置綜合自動保護單元，10kV母線分四段，正常時分列運行，四回下井電纜分別接至每段母線。所內還設有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荷供電。主變電所內設備原則上采取單列布置，設備與硐室壁、設備相互之間及操作檢修通道尺寸，均應按規定留有足夠的空間。

膠帶大巷膠帶輸送機、各掘進局部通風機、裝載硐室、井底清理撒煤硐室、清理斜 巷、副井井底等設備安裝地點，均設置配電點，并選用相應的饋電開關和起動保護設備。

移動變電站10kV電纜選用MYPTJ-8．7/10kV型礦用阻燃金屬屏蔽監視型橡套電纜，采煤機選用MCPT型采煤機像套屏蔽軟電纜，3300V、1140V、660V設備采用MYP礦用阻燃屏蔽橡套電纜，固定敷設的高壓電纜采用MYJV22-8．7/10kV礦用阻燃銅芯鋼帶鎧裝交聯聚乙烯絕緣電纜，低壓動力電纜采用MYJV礦用阻燃交聯銅芯聚乙烯絕緣電纜或MYP礦用阻燃屏蔽橡套電纜。井下電纜均選用經檢驗合格的并取得煤礦礦用產品安全標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荷及保護接地的要求。

根據《煤礦安全規程》要求，井下各掘進工作面均配備正常工作局部通風機和備用局部通風機，且能自動切換，局部通風機采用三專(專用變壓器、專用開關和專用線路)雙回路供電，當局部通風機故障時，備用局部通風機能自動啟動，保持掘進工作面的正常通風，各掘進工作面還應設有完善的風電閉鎖瓦斯斷電報警系統，不僅可確保工作面 安全生產，并且可及時將信息送入安全監測系統，只有局部通風機開始運行后才能啟動 掘進工作面的電氣設備，一旦局部通風機停止運行或瓦斯超限，風電瓦斯閉鎖裝置立即切斷局部通風機供風巷道中的一切電氣設備的電源。

4 接地及保護

井下供電系統為中性點不接地系統，故采用保護接地的方式，在主、副水倉中分別設置兩塊主接地極，接地極面積大于0．75m2，厚度為6mm，機電硐室、變電所、水泵房、配電點等均分別設局部接地極，所有電氣設備之金屬外殼(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，接地網上任一保護接地點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備至局部接地極之間保護接地用的電纜芯線和接地直接導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)型防爆節能熒光燈，照明干支線連接采用熱(冷)補工藝，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、機電硐室、主要巷道的交岔點，采區車場、集中運輸機巷道以及綜合機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裝置具有短路保護、過載保護和漏電保護等功能。

6 結語

通過以上設計可以看出，在進行煤礦井下供電系統設計過程中，需要根據采區作業面實際用電情況，綜合考慮需用系數、配電變壓器容量、供電電壓等級、電纜經濟截面等多方面因素，進行科學合理、系統完善、節能經濟的設計，以保證井下供配電系統安全可靠的運行。

[1]李樹偉.礦山供電[M].北京:中國礦業大學出版社,2006.

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

徐文川(1985-),男,侗族,貴州省凱里市人,2009年畢業于中國礦業大學機電工程學院機械工程及自動化專業,現在貴州興源煤礦科技有限責任公司從事礦山機電設計工作,助理工程師。