摘 要：

煤礦機(jī)械化改造中供配電系統(tǒng)是一項(xiàng)重要的改造內(nèi)容，以實(shí)際煤礦機(jī)械化改造工作經(jīng)驗(yàn)，主要探討了地面供配電系統(tǒng)和井下供配電系統(tǒng)的改造內(nèi)容，闡述供配電系統(tǒng)改造的依據(jù)條件，提出合理的供配電改造方案，以達(dá)到改造目的。

關(guān)鍵詞：

機(jī)械化改造；地面供配電系統(tǒng)；井下供配電系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）16022702

1 礦井狀況簡(jiǎn)述

1.1 礦井開(kāi)拓現(xiàn)狀

礦井原為0.09Mt/a生產(chǎn)礦井，采用平硐開(kāi)拓，原有二水平平硐和三水平平硐進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)平硐回風(fēng)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式，通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式。礦井經(jīng)過(guò)機(jī)械化改造后生產(chǎn)能力為0.45Mt/a，以采礦專(zhuān)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)踏勘了解巷道狀況為主，充分利用原有巷道為輔，并結(jié)合業(yè)主的改造意念，確立平硐開(kāi)拓方案。

1.2 礦井原有供電系統(tǒng)介紹

1.2.1 地面供配電系統(tǒng)

該礦井已有一座10kV變電所，位于本礦行政福利區(qū)內(nèi)，站內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)100kVA變壓器、9臺(tái)XGN2型高壓開(kāi)關(guān)柜（交流操作）和10臺(tái)GGD型低壓開(kāi)關(guān)柜。該所已有一回由縣35kV變電所10kV側(cè)引來(lái)的10kV架空線路至本變電所，為全礦供電。除此之外礦井還備有1臺(tái)200kW的柴油發(fā)電機(jī)為該礦備用電源。

1.2.2 井下供配電系統(tǒng)

在三水平平硐口處有一座變電所，該變電所兩回電源引自地面10kV變電所高壓側(cè)不同母線段，主要為主扇和井下設(shè)備供電。由該變電所10kV側(cè)引一回下井電纜至井下機(jī)電硐室，為井下絞車(chē)、刮板機(jī)、局扇、乳化液泵等設(shè)備供電。井下照明電源T接于地面10kV變電所至三水平平硐的架空線路上，由此可見(jiàn)小煤礦供電系統(tǒng)不規(guī)范性，存在較大安全隱患。

2 礦井機(jī)械化改造后供電系統(tǒng)方案

2.1 地面供配電系統(tǒng)

2.1.1 電源條件

根據(jù)礦井改造后的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算，礦井投產(chǎn)時(shí)計(jì)算總負(fù)荷為3187.56kW，原有行政福利區(qū)10kV變電所已不能滿(mǎn)足機(jī)械化改造后供電需要，但可作為礦井的施工電源。因?yàn)樨?fù)荷變化較大，礦井的外部電源條件需要重新選取和核定，由業(yè)主提供當(dāng)?shù)仉姌I(yè)局出具的供電協(xié)議。經(jīng)核定外部電源引自礦區(qū)110kV變電所高壓側(cè)不同母線段，通過(guò)電源線路運(yùn)行指標(biāo)的計(jì)算確定送電線路為10kV架空線路。

2.1.2 地面變電所

（1）主運(yùn)輸平硐10kV變電所（礦井主變電所）。

主運(yùn)輸平硐工業(yè)場(chǎng)地設(shè)有礦井水綜合車(chē)間、空氣加熱室、給水泵房、地面生產(chǎn)系統(tǒng)。主運(yùn)輸平硐工業(yè)場(chǎng)地為礦井用電負(fù)荷中心，故在該場(chǎng)地設(shè)10kV變電所作為礦井主變電所。變電所采用全戶(hù)內(nèi)布置方式，10kV高壓配電室內(nèi)設(shè)置20臺(tái)XGN2-12型高壓開(kāi)關(guān)柜、2臺(tái)TXK-M-10kV-80A型消弧、消諧、選線及過(guò)電壓保護(hù)裝置和2臺(tái)開(kāi)關(guān)柜的備用位置，雙列布置，電容器室設(shè)2套MSVC-10/700-10型成套高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，變電所設(shè)KR系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置，采用信號(hào)集中，就地保護(hù)控制的方式。兩間配電變壓器室內(nèi)各設(shè)一臺(tái)SCB13-500/10500kVA，10/0.4kV配電變壓器；低壓配電室內(nèi)設(shè)7臺(tái)GGD型低壓配電柜，2臺(tái)GGJ型低壓補(bǔ)償柜；單母線分段，單列布置。

（2）副運(yùn)輸平硐10kV變電所。

副運(yùn)輸平硐工業(yè)場(chǎng)地設(shè)有空壓機(jī)房、礦井修理車(chē)間、電機(jī)車(chē)庫(kù)、副運(yùn)輸平硐空氣加熱室、制氮機(jī)房、翻車(chē)機(jī)房，設(shè)備有功功率333kW，且距礦井主變電所約15km；故選擇在此工業(yè)場(chǎng)地建一座10kV變電所為所轄設(shè)備供電，配電變壓器選擇兩臺(tái)SCB13-400/10400kVA，10/0.4kV。該所0.4kV側(cè)均采用單母分段接線，兩臺(tái)變壓器及兩回電源線路均采用同時(shí)工作，分列運(yùn)行。

（3）風(fēng)井10kV變電所及通風(fēng)機(jī)供配電系統(tǒng)。

風(fēng)井場(chǎng)地位于礦井工業(yè)場(chǎng)地東側(cè)約1.05km處。為提高供電質(zhì)量，減少線路損耗，設(shè)計(jì)在風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地距離通風(fēng)機(jī)房30m處設(shè)10kV變電所，主要為通風(fēng)機(jī)及其配套設(shè)備供電。變電所內(nèi)設(shè)10kV、0.4kV配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)均采用雙電源供電，單母線分段接線，兩回電源分別引自礦井10kV變電所10kV側(cè)不同母線段。

2.1.3 其他主要設(shè)備供配電系統(tǒng)

（1）地面生產(chǎn)系統(tǒng)供配電系統(tǒng)。

地面生產(chǎn)系統(tǒng)為新建系統(tǒng)，屬二級(jí)負(fù)荷，采用雙回路供電，雙回電源分別引自主運(yùn)輸平硐10kV變電所0.4kV不同母線段，1回工作，1回備用，設(shè)1臺(tái)塵密型動(dòng)力配電箱為生產(chǎn)系統(tǒng)供電。

（2）主運(yùn)輸平硐帶式輸送機(jī)供配電系統(tǒng)。

礦井機(jī)械化改造后，增加主運(yùn)輸平硐帶式輸送機(jī)，其屬礦井二級(jí)負(fù)荷，采用雙回電源供電。電源分別引自主運(yùn)輸平硐10kV變電所0.4kV側(cè)，1回工作，1回備用；配電室內(nèi)設(shè)1臺(tái)XL21-05型動(dòng)力配電箱為主運(yùn)輸平硐帶式輸送機(jī)及其配套設(shè)備供電。帶式輸送機(jī)采用變頻裝置起動(dòng)，配PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

（3）壓風(fēng)、制氮設(shè)備供配電系統(tǒng)。

原礦井沒(méi)有制氮系統(tǒng)，礦井機(jī)械化改造后，調(diào)整了壓風(fēng)系統(tǒng)、增加制氮系統(tǒng)，其中制氮機(jī)房設(shè)有1臺(tái)038kV，容量為1×132kW的制氮空壓機(jī)，壓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有2臺(tái)10kV容量為220kW的空壓機(jī)，屬二級(jí)負(fù)荷。制氮機(jī)與空壓機(jī)電壓等級(jí)不同，所以在空壓機(jī)房設(shè)10kV配電室，室內(nèi)設(shè)10kV及0.4kV配電系統(tǒng)，兩側(cè)系統(tǒng)均采用雙電源供電，各系統(tǒng)兩回電源分別引自主運(yùn)輸平硐10kV變電所10kV側(cè)、副運(yùn)輸平硐10kV變電所0.4kV側(cè)不同母線段。壓風(fēng)機(jī)房配電室內(nèi)設(shè)5臺(tái)XGN2-12型高壓開(kāi)關(guān)柜和1臺(tái)XL-21型動(dòng)力配電箱為空壓機(jī)及其配套設(shè)備供電，制氮采用變頻起動(dòng)和調(diào)速，空壓機(jī)啟動(dòng)裝置及電控系統(tǒng)由空壓機(jī)廠家配套。

（4）其他二級(jí)負(fù)荷供配電系統(tǒng)。

礦井其他二級(jí)負(fù)荷如：各平硐空氣加熱設(shè)備、礦燈充電設(shè)備、電機(jī)車(chē)充電設(shè)備、礦辦公樓的監(jiān)控設(shè)備、鍋爐房設(shè)備等，這些設(shè)備的配電均采用雙回電源，電源引自各場(chǎng)地的10kV變電所0.4kV側(cè)不同母線段。

2.2 井下供配電系統(tǒng)

機(jī)械化改造后，采煤方法和采煤工藝均發(fā)生了變化，采區(qū)布置也隨之做了調(diào)整。設(shè)計(jì)為一采兩掘，一個(gè)采煤工作面、兩個(gè)綜掘工作面，增加采煤設(shè)備、兩套綜掘設(shè)備，井下用電設(shè)備負(fù)荷增多加大。已有機(jī)電硐室斷面較小、長(zhǎng)度較短，距離投產(chǎn)采區(qū)較遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)考慮新建一座井下變電所，并將該變電所布置在負(fù)荷聚集處即三水平軌道大巷。

2.2.1 井下變電所

在井下三水平軌道大巷設(shè)一座井下變電所，兩回10kV電源引自主運(yùn)輸平硐10kV變電所10kV側(cè)不同母線段，為井下用電負(fù)荷供電。下井電纜從副運(yùn)輸平硐井口段沿井筒敷設(shè)至井下變電所。

井下變電所10kV為單母線分段接線，0.69kV側(cè)有兩套系統(tǒng)，一套主接線為單母線分段接線，另一套主接線為單母線接線；正常情況下，兩段10kV母線分列運(yùn)行，當(dāng)一回電源線路故障時(shí)，另一回10kV電源線路能保證該所所負(fù)擔(dān)的全部用電負(fù)荷。10kV配電設(shè)備采用JGP9L型礦用隔爆型高壓真空配電裝置16臺(tái)（其中4臺(tái)為礦井原有可充分利用），變壓器采用隔爆干式變壓器KBSG-315/1010/0.69kV315kVA2臺(tái)、KBSG-315/1010/0.69kV315kVA（局部通風(fēng)機(jī)專(zhuān)用）1臺(tái)，低壓配電設(shè)備選用KBZ型礦用隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)12臺(tái)（其中2臺(tái)為礦井原有可充分利用），照明電源選用ZBX-4礦用隔爆型照明信號(hào)變壓器綜合保護(hù)裝置1臺(tái)。660V用電負(fù)荷主要為照明及井下變電所附近的低壓負(fù)荷配電。

2.2.2 各工作面供配電系統(tǒng)

在11A301E工作面運(yùn)輸順槽配置1臺(tái)KBSGZY-1250/1010/1.2kV1250kVA及1臺(tái)KBSGZY-800/1010/0.6kV800kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站，并選用8SKC9215型智能化礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)、QJR4型礦用隔爆兼本安型軟起動(dòng)磁力起動(dòng)器、KBZ-型礦用隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)、QBZ-型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空啟動(dòng)器，分別為采煤工作面的1140V及660V設(shè)備配電。

在11A302E工作面運(yùn)輸順槽掘進(jìn)面及回風(fēng)順槽掘進(jìn)面各配置1臺(tái)KBSGZY-315/1010/069kV315kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站，并選KBZ型礦用隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)、QJR4型礦用隔爆兼本安型軟起動(dòng)磁力起動(dòng)器、QBZ-型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空啟動(dòng)器為掘進(jìn)工作面的660V設(shè)備供電，如：掘進(jìn)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)、煤礦安全鉆機(jī)、濕式除塵風(fēng)機(jī)等。

在兩個(gè)掘進(jìn)面之間的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)斜巷配置1臺(tái)KBSGZY-500/1010/0.69kV500kVA礦用隔爆型移動(dòng)變電站，并選KBZ型礦用隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)、QBZ-型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空啟動(dòng)器為兩個(gè)掘進(jìn)工作面的660V輔助運(yùn)輸設(shè)備供電，如雙向帶式輸送機(jī)、刮板機(jī)等。

3 結(jié)語(yǔ)

礦井機(jī)械化改造是規(guī)?；?、現(xiàn)代化礦井發(fā)展的必經(jīng)之路，采用新技術(shù)、新工藝、新裝備不僅提高了產(chǎn)能和生產(chǎn)效率更重要的是提高了煤礦生產(chǎn)的安全性，體現(xiàn)“科技興安”的戰(zhàn)略思想。作為機(jī)械化改造之一的供配電系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)是重要的一環(huán)，需要把握三個(gè)方面：一是根據(jù)機(jī)械化改造后礦井負(fù)荷的變化和周邊外部電源條件，確定礦井主變電所的供電等級(jí)。二是明確工業(yè)場(chǎng)地和地面設(shè)施設(shè)備的變化，根據(jù)總平面布置圖確定分變電所、配電室的設(shè)立。三是井下設(shè)備的供配電系統(tǒng)一定要根據(jù)開(kāi)采方法的變化、采掘面設(shè)備的變化及采取布置圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。認(rèn)真做好供配電系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)工作是礦井機(jī)械化改造成功與否的重要因素。

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