煤炭連采工作面供電系統(tǒng)設(shè)計

陳虎成

摘要：近些年來，我國的高產(chǎn)高效礦井的數(shù)量逐漸增加，工作面的裝備日益更新。總體來說，整個的連采系統(tǒng)的先進性不僅僅取決于單機設(shè)備和設(shè)備的合理選擇和配型，連采工作面上的供電系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。因此，符合國家條件和要求，設(shè)計好適合現(xiàn)代化礦井連采條件的供電系統(tǒng)是實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的關(guān)鍵。本文就結(jié)合煤礦供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了連采工作面供電系統(tǒng)的設(shè)計方案，對連采工作面的供電系統(tǒng)進行設(shè)計和改進，以提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，保證礦井的高產(chǎn)高效。希望通過連采工作面的可靠，安全，經(jīng)濟合理的供電系統(tǒng)設(shè)計提高煤礦的產(chǎn)出效益，從而提高經(jīng)濟效益，保證安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：連采工作面；供電系統(tǒng)設(shè)計

一、研究意義

目前，我國的礦井生產(chǎn)工作面不斷地延伸和擴大。在礦井中，高壓供電電纜和設(shè)備不斷地深入末端，低壓系統(tǒng)也一直不斷地發(fā)展，密密麻麻的電網(wǎng)，高低壓開關(guān)和磁力啟動器隨處可見，那么這些供電設(shè)備的安全性如何就成為大家最為關(guān)心的問題，因為供電設(shè)備的安全性直接關(guān)系著礦井的生產(chǎn)是否可以安全進行。眾所周知，煤礦的環(huán)境很特殊，瓦斯爆炸經(jīng)常在煤炭的采掘過程中發(fā)生，而長期處于溫度和濕度較高環(huán)境中的供電設(shè)備內(nèi)部容易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料顯示，在眾多的礦井事故中，由于供電設(shè)備引發(fā)的事故占據(jù)50%，觸電的死亡率為64%。如此可見，為了確保礦井生產(chǎn)可靠、安全，設(shè)計合理的供電系統(tǒng)是十分必要的。

第二章，負(fù)荷統(tǒng)計和移動變電站的選擇。

二、負(fù)荷統(tǒng)計

在實際的供電工作中，供電設(shè)備不可以滿負(fù)荷運行，實際的負(fù)荷容量往往小于額定的容量；況且生產(chǎn)需要的不同決定所有的設(shè)備不能同時工作。筆者為了對負(fù)荷進行準(zhǔn)確的計算和統(tǒng)計需要合理的計算方法，采用的計算方法主要是系數(shù)法，二項式法，等等，系數(shù)法是最為主要的方法。

三、連采工作面移動變電站數(shù)量的確定

經(jīng)過分析調(diào)查，連采工作面供電電源的電壓為10kV。 依據(jù)供電設(shè)備的容量及其布置，分別采用三種電壓等級10kv、1140v、660v來供電，此外，照明及其保護的控制電壓則為127V通過以上的負(fù)荷計算以及礦井工作平臺的大小來確定移動變電站的數(shù)量。

四、選擇高低壓電纜

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，在移動變電站供電的高壓電纜應(yīng)該選取煤礦專用的監(jiān)視型高壓雙屏蔽的橡套電纜。眾所周知，電纜會因為電流的通過而發(fā)熱使其溫度升高，而且當(dāng)時間過長時電纜就會加速老化，受到嚴(yán)重?fù)p害，甚至引起火災(zāi)及爆炸，因此在選取截面時要根據(jù)電流大小合理選擇。同時由于線路存在電阻和電抗的問題，電壓的損失會影響設(shè)備的運轉(zhuǎn)，因此應(yīng)該按電網(wǎng)允許電壓進行校對，保證設(shè)備的正常運行。

對于低壓電纜的選擇也要在符合《煤礦安全規(guī)程》的前提下，以實際用電設(shè)備的要求為依據(jù)，結(jié)合電纜的用途和鋪設(shè)場所的情況進行確定。但需要注意的是固定鋪設(shè)的動力電纜要選用鎧裝鉛包紙的絕緣電纜或不燃性橡膠電纜，此外，接地的橡膠電纜只能用作接地回路。

五、選擇低壓開關(guān)

在進行低壓饋電開關(guān)的選擇時，設(shè)備應(yīng)該遵循額定電流大于等于其控制的設(shè)備額定電流的要求，以免發(fā)生事故。此外，饋電應(yīng)該具備短路，過負(fù)荷，漏電跳閘及閉鎖等功效，以起到保護的作用。對于電子式磁力啟動器，則遵循額定電流小于等于其控制的設(shè)備額定電流的要求，應(yīng)該具備短路，過負(fù)荷，漏電閉鎖，斷相等保護和遠程控制的功能。

經(jīng)過對供電設(shè)備參數(shù)的對比，開關(guān)應(yīng)該選取煤礦專用的隔爆型真空饋電開關(guān)KBZ-630/1140（660）、KBZ-400/1140（660），磁力啟動器用QJZ-315/1140（660）系列。

六、確定接地方案設(shè)計

煤礦所創(chuàng)造的的經(jīng)濟效益應(yīng)該是建立在安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上的，安全可靠的工作面供電系統(tǒng)是煤礦獲得更好的經(jīng)濟效益的堅實基礎(chǔ)。眾所周知，礦區(qū)存在大量的供電設(shè)備，在連采的工作面如果沒有良好的接地就會產(chǎn)生較大的雜散電流，不然很容易產(chǎn)生危險事故。

在接地方案中，每個需要接地的設(shè)備都要用專用的連接導(dǎo)線直接與接地或鎧裝電纜的裝層及鉛護套相互連接，禁止設(shè)備串聯(lián)接地；此外，輔助接地和主接地之間保持5米以上的距離；每個單獨的高壓電氣設(shè)備設(shè)置一個局部的接地極。

七、工作展望

1、在煤礦連采工作面供電系統(tǒng)的設(shè)計中，電力負(fù)荷是重要的依據(jù)和參考系數(shù)，這對于設(shè)備的合理選擇和系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。但是設(shè)計過程中設(shè)備參數(shù)的測量不會十分準(zhǔn)確，況且電氣設(shè)備的繼電保護在實際的運行過程中和理論中的計算也存在著偏差，這些存在的問題要求在供電設(shè)備的安裝調(diào)試過程中不斷地完善，以達到最為優(yōu)化的狀態(tài)。

2、現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，供電系統(tǒng)中存在的瑕疵將在以后的新產(chǎn)品的研發(fā)中得到克服，供電系統(tǒng)會朝著先進和不斷完善的方向發(fā)展。

3、在工作面的供電工作中，結(jié)合先進的計算機技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)可以實現(xiàn)對工作面主要的設(shè)備的監(jiān)控、控制，此外還可以與局部或上級的計算機兼容，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動化，以提高電網(wǎng)的安全性和供電的持續(xù)性。

八、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦井的采煤設(shè)備不斷增加，機械化的程度大幅度提高，供電系統(tǒng)的安全性就顯得尤為重要。

參考文獻

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