谈矿山井下供配电设计.pdf

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1、2012年8月建莉嗣黄瞄规划与设计谈矿山井下供配电设计田占伟1黄克勤2(1．河南省冶金规划设计研究院有限责任公司2．河南省中孚实业股份有限公司)摘要：矿井供电系统设计是矿山电力系统的重要组成部分，本文对井下供电系统设计进行了分析。关键词：矿山井下；供电系统；系统设计引言矿井供电系统是将发电厂或区域变电站的电源，通过输、变、配电，到达受电用户的一个整体供电网络。电是矿山生产所必需的能源，供电的安全与质量的高低，不仅会影响矿井生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重威胁。1矿山供电的基本要求随着生产的迅速发展，机械化和自动化水平不断提高，矿山

2、企业对供电的要求也就更加严格。特别是矿山井下作业，工作面不断移动，生产环境非常复杂，因此对供电的要求更高。矿山企业对供电的基本要求主要有以下几个方面：1．1供电可靠矿山企业供电中断，不仅会造成经济损失，而且有可能引起人身事故，甚至可能毁坏矿井。因此，矿山企业对电源最重要的要求是供电的可靠性和不间断性，即使在电力系统发生故障的情况下，也必须保证不间断供电，至少能够保证部分用电设备供电的不问断性和井下人员能够安全离开矿井。1．2供电安全由于矿井下有危险性和可燃性气体，所以在选用电气设备时需要注意其防爆性。另外，井下潮湿，工作空间小，光线差，易发生人身

3、触电事故，必须采取一系列的安全技术措施，以确保对矿山企业供电的安全性。1．3供电质量在供电质量上矿山企业要求供电电压稳定和交流频率的稳定。矿山中广泛使用三相异步电动机，而这种电动机的转矩与外加电压的平方成正比：转速与交流频率成正比。若供电电压和频率发生较大变化，就会严重影响电动机的正常运转，甚至会使生产机械不能工作。1．4供电经济一般考虑下列三个方面：(1)尽量降低矿山变电所与电网的基本建设投资。(2)尽量降低设备材料及有色金属的消耗量。(3)注意降低供电系统中的电能损耗反维护费用。2确定矿山供电的电压等级所有电气设备都是按一定的标准电压设计制造

4、的，这个标准电压称为电气设备的额定电压。电力线路的额定电压等于其连接的用电设备的额定电压。发电机的额定电压是指额定负荷下的输出端电压，比同级用电设各额定电压高出5％。以补偿电网电压损失。矿区供电的电压，一般采用110kV、35kV。井下高压供电电压目前主要采用10kV，若有特殊要求时采用6kV供电。供电电压等级是矿山供电的主要问题之一，这是因为供电线路的电压等级与输送功率，供电距离有密切的联系。我国矿山地面的低压动力照明电网(3801220V系统)采用中性点直接接地的方式，并且将中性点引出，可同时供给380V和220V两种电压。此时，中性点接地并

5、不是为了防止电弧接地，而是预防高压窜入低压系统时增加人身触电的危险性。矿山的供电电源主要引自电力系统的区域变电站或发电站，电能送到矿山后再变、配给矿山的用户，组成矿山的供配电系统。矿山受电电压为10～1tokV，根据矿山用电量的多少和当地电网的电压等级选择矿山的供电电压，一般采用35～110kV的双电源回路，经总降压变电站向各个车间变电所，井下变电所及高压用电设备等配电，组成矿山的高压供电系统。各分变电所经变压器向低压用电设备配电，组成低压供电系统。3矿井供电系统的设计原则(1)在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、启动器和电缆等设备最少。

6、(2)原则上一台启动器只控制一台低压设备；一台高压配电柜仅控制一个变压器。当高压配电柜或低压启动器3台及以上时，应设置进线开关。采区为双电源供电时，应设置2台进线高压配电柜。(3)当采区变电所的动力变压器多于一台时，应合理分配变压器的负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电设备，且变压器最好不并联运行。(4)由工作面配电点到各用电设备宜采用放射式供电，上山及顺槽的输送机宜采用干线式供电。供电线路应走最短的路线，但应注意回采工作面(机采除外)、轨道上下山等处不应敷设电缆，溜放矿石、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆，并尽量避免回头供电。(5)大容量设备

7、的启动器应靠近配电点的进线端，以减小启动器间电缆的截面。(6)局部通风机无论在工作或交接班时都不准停风，因此要在专用变压器与采区变电所内其他任意一台变压器之间加设联络开关，平时断开，在试验局部通风机线路的漏电保护时合上联络开关，以防局部通风机停电。4矿井供电系统设计4．1主变采用自动调压系统即使在满负荷运行时又有一台大型电机起动的严重情况下，这个自动调压系统也能保证用户端的电压降不超过土5％。变压器的调压是通过调压开关实现的，调压开关为一个电动机驱动的十进开关。每一台变压器有一台可以迅速转换的控制屏，该屏用于调压开关的手动和自动操作以及变压器附加

8、通风装置的起停。调压开关调节位置，由遥控装置指示。利用自动调节方式数值调节器，确定变压器所需的变比。向调压开关提供数据的电压检测点，由变