基于煤礦井下6kV采區變電所設計分析

楊立宏

摘? 要：在煤礦系統中，電力系統的安全可靠是保障煤礦安全生產的前提條件。伴隨著我國煤礦企業機械化程度不斷提高，機械設備負荷不斷增加，井下供電線路越來越長，在對井下供配電系統進行設計的時候，一定要統籌考慮和科學設計，繼而設計出一套安全可靠、經濟合理的供配電系統。本文結合某礦采區變電所實例，對煤礦井下采區供電系統的設計進行分析，為相似條件下采區變電所的設計提供參考。

關鍵詞：煤礦井下? 采區變電所? 供電設計

1? 工程概況

本采區變電所設置在采區中部，采用6kV雙電源進線，雙回路均引自上級中央變電所的6kV不同母線段，設置電源進線開關，單母線分段并設聯絡開關，分列運行。當一回路中斷供電時，另一回路應能擔負本采區變電所全部用電負荷。采區設置1個綜采工作面，1個綜掘工作面和1個采區排水泵房。

2? 采區變電所供電負荷計算

綜采工作面的負荷：采煤機、前部刮板輸送機、后部刮板輸送機、乳化泵、轉載機采用3.3kV電壓供電;皮帶機、綜保、回絞、單軌吊、水泵采用1.14kV電壓供電。綜掘工作面的負荷：單軌吊、皮帶機、漲緊絞車、綜掘機、局扇、耙矸機、噴漿機、水泵采用1.14kV電壓供電。采區泵房水泵采用6kV電壓供電，照明采用127V電壓供電。綜采、綜掘設備供電采用移動變電站，在設備列車上安裝移動變電站，隨著工作面機組的推進移動。負荷統計詳見表1負荷統計表。

綜采面工作容量共3835kW，需要系數Kx=0.49，功率因數cosφ=0.7，有功功率3835×Kx=1879kW，無功功率1879×tgφ=1917kvar，視在功率3835÷cosφ=2684kVA。綜掘面工作容量共2865kW，需要系數Kx=0.575，功率因數cosφ=0.7，有功功率1647kW，無功功率1680kvar，視在功率2553kVA。除去泵房后的負荷考慮同時系數Ks，有功Ks取0.85，得出有功功率（1879+1647）×0.85=2997kW，無功Ks取0.9，得出無功功率（1917+1660）×0.9=3237kvar，視在功率4411kVA。采區泵房有功功率558kW，無功功率285kvar，視在功率627kVA。照明有功功率0.98kW，無功功率0.47kvar，視在功率1kVA。一至四項負荷合計：總有功功率2997+558+0.98=3556kW，總無功功率3237+285+0.47=3522kvar，總視在功率=5005kVA。經計算，采區變電所電源進線電纜選用MYJV22-6000 3X185mm2型煤礦用交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜。

3? 采區變電所主要電氣設備選型

根據采區變電所的負荷，依據公式Ic=Sc/（UN），計算雙回路進線和聯絡高爆開關的額定電流應大于總負荷計算電流。公式中，Ic為計算電流，Sc為計算視在功率，UN為用電設備額定電壓。經計算，雙回路進線及聯絡高爆開關的額定電流應大于進線和饋出線的計算電流（481A），選擇電流互感器為630/5、型號為PBG-630/6的礦用隔爆高壓真空開關作為進線開關和聯絡開關。

綜采、綜掘工作面高爆開關的額定電流應大于最大計算負荷電流（150A），故選擇電流互感器為200/5、型號為PBG-200/6礦用隔爆高壓真空開關7臺。采區泵房水泵高爆開關的額定電流應大于計算負荷電流（38A），故選擇電流互感器為75/5、型號為PBG-75/6礦用隔爆高壓真空開關5臺。

局部通風機變壓器高爆開關的額定電流應大于變壓器額定電流，變壓器的額定電流為31A，故選擇電流互感器為50/5、型號為PBG-50/6礦用隔爆高壓真空開關4臺。

供電系統設置KBSG-315/6/1.2礦用隔爆干式變壓器5臺，KBSG-315/6/0.69礦用隔爆干式變壓器1臺，KBZ20-200/1140礦用隔爆真空饋電開關18臺，KBZ20-400/1140礦用隔爆真空饋電開關2臺，DKBG-1000/6礦用隔爆電抗器3臺。ZBZ2-10 1140/133V照明變壓器綜合保護裝置6臺，QJZ-4×80/1140礦用隔爆型組合開關2臺。

4? 采區變電所電氣設備布置

井下采區變電所硐室內礦用隔爆高壓真空開關、礦用隔爆干式變壓器和礦用隔爆電抗器都集中布置在北側，礦用隔爆真空低壓饋電、礦用隔爆型組合開關和照明變壓器綜合保護裝置都集中布置在南側。高、低壓配電設備互為對面布置，高低壓之間操作走廊距離為2米，硐室內各種設備與墻壁之間留出0.5米以上的通道，各種設備之間留出0.8米以上的通道，對不需從兩側或者后面進行檢修的設備，可以不留通道。

5? 結語

井下采區變電所的安全可靠運行是保障煤礦安全生產的前提條件。本文結合某礦井下采區變電所做了設計分析，設計符合國家及煤炭行業相關規范規程，經過正常運行驗證，滿足礦井生產要求，可靠保障了礦井的安全高效生產。

參考文獻

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[2] 顧永輝.煤礦電工手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1999.

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