矿井供电方式对比分析

障矿井供电安全。
关键词：供电；变压器；煤矿；运行方式
中图分类号：Tຫໍສະໝຸດ 文献标识码：AContrast and Analysis of Mine Power Supply Modes
Li Wenwu
(Shuguang Coal Mine, Fenxi Mining Industry, Shanxi Coking Coal, Shanxi, 032300) Abstract：The selection of mine power supply mode is directly related to the safety of mine power supply. In this paper, the connection modes,
35kV或者110kV）；第二层级为井下中央变电所（电压6kV或 者10kV）；第三层级为采区变电所，负责井下采掘作业面的 机电设备以及辅助生产设备电力供应。矿井供电系统可以采 用对地面变电所变压器开关、进线开关、高低压母线联络开 关等开启或者闭合，从而构成矿井不同供电方式。根据井下 载荷变化情况，对供电系统进行调整，从而实现矿井不同供 电方式，实现矿井安全、经济、可靠供电。对于二级以及三
(4)并列运行式
接线方式： 将地表变电所内的电源开关以及高、低压母线上的联络 均闭合上，两趟供电回路同时给矿井载荷供电。 主要优点： 采用并列运行式供电方式容量大，大功率设备开启时对 电网冲击小，短路电流值高，利于保护开关动作。 主要缺点： 高、低压母线均是单母线，出现故障时会造成整个矿井 大面积停电，故障排查以及恢复困难，倒电操作繁琐，对矿 井供电安全有一定影响。短路电流大，可以在一定程度上避 免越级跳闸事故出现，但是也要求供电线路中的分段开关能 力大，设备投入高。同时采用这种供电方式需要承担两台变 压器容量费。 4.总结 矿井供电受到的影响因素多种多样，现阶段矿井供电方 主要以完全分列式，一主一备方式，一主一备、主变分列式 三种供电方式为主，并列运行式基本不被采纳。通过对矿井 不同供电方式从优缺点进行阐述，使得矿井选择的供电方式 更为科学合理。
根据矿井生产有关规定，矿井供电必须采用双回路，正 常情况下的矿井供电需要是分列式。其中一趟供电路回路处 于运行状态，另一供电回路处于备用状态（带电），若备用 回采采用冷备用方式，备用电源在主供电线路出现故障时应 能确保矿井主要设备在10min以内就可以运行启动[2-4]。
2.矿井典型供电系统 矿井典型供电系统可以细分为三个层级，具体见图1。 第一层级是矿井主供电回路地表中央变电所（电压为
开发,2018(7). [9]郝欢欢.煤矿地面供电系统自动化升级改造设计优化[J].
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•【作者简介】 李文武（1990-），男，山西襄汾人，助理工程师，山西焦煤
6、7开关闭合，对应的第二、三级变电所内的母线联络开关 均断开，见图1。1号以及2号供电回路电源进线，1号、2号 变压器处于带电运行状态，共同承担矿井供电。
主要优点： 两趟供电回路共同承载矿机载荷，线路电流较小，能 耗以及电压损耗均较低。当地面设备出现故障时，可以及时 进行倒闸，快速对矿井恢复供电，具有较高的供电可靠性。 主要缺点： 对供电线路进行检修时，地面中央变电所需要进行闭环 操作，从而会产生影响供电电网稳定性的电磁环流；需要交 纳两台变压器容量费，增加矿井费用支出。
级供电层级供电系统，其电源来源于地面的变电所不同供电 母线段，属于双电源供电方式，可以保证矿井重要载荷在某 一供电回路停电时设备可以正常运行。
图1 典型矿井分级供电系统结构示意图
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基础研究
35 当 代 化 工 研 究
Modern Chemical Research
3.不同供电方式比对分析 (1)完全分列式 接线方式： 将地表变电所中的3号以及10号开关断开，1、2、4、5、
汾西矿业曙光煤矿；研究方向：煤矿供电。
(3)一主一备、主变分列式
接线方式： 具体如图1所示，将地表中央变电所内的1、3、4、5、 6、7开关闭合，2及10号开关处于闭合状态。采用一主一 备、主变分列式供电方式除2号供电电源备用之外，其余部 分与分列式供电方式一样，1号以及2号变压器共同承担矿井 用电负荷。 主要优点： 采用该种供电方式避免了矿井供电系统合环时对供电电 网稳定性影响，同时也克服了地表中央变电所变压器以及低 压母线故障时全矿断电，故障诊断慢等问题。 主要缺点： 两台变压器承担矿井用电载荷，若载荷分配不均衡或者 特殊设备（如变频器等）使用不均衡时，矿井自身供电电网 在合环过程中仍会给电网造成冲击，给矿井供电网络稳定性 带来一定的不利影响。两台变压器损耗以及容量费也在一定 程度上会影响供电方式的经济性。
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基础研究
2019·13
矿井供电方式对比分析
＊李文武 （山西焦煤汾西矿业曙光煤矿 山西 032300）
摘要：矿井供电方式选择直接关系到矿井供电安全，文中对完全分列式，一主一备方式，一主一备、主变分列式，并列运行式等供电方
式的接线方式、优缺点进行阐述。综合分析认为，矿井供电电源一主一备、变压器完全分列式供电方式较其他供电方式更具优越，便于保
1.矿井供电系统要求 (1)矿井供电分级载荷 根据矿井供电的重要程度，对矿井用电载荷进行分级，
共分三级，其中一级供电载荷最为重要，其供电可靠性直接 关系到矿井生产安全[2]。根据矿井生产有关规定，井下变电 所、水泵房、瓦斯泵房、主要通风机等场所供电设备都是属 于一级供电，需要确保供电可靠。
(2)供电电源
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advantages and disadvantages of the power supply modes, such as complete split type, one main and one standby mode, one main and one standby mode, main transformer split type and parallel operation mode are expounded. Comprehensive analysis shows that the power supply mode of one main power supply, one standby power supply and transformer complete split power supply is superior to other power supply modes, which is convenient to ensure the safety of mine power supply.
(2)一主一备方式
接线方式： 1号线路及其变压器处于主供电位置，2号供电回路及变 压器为备用，以图1为例，中央变电所内的3号以及10号开关 闭合；2号供电回路2、5、7号开关处于断开状态。如果对2 号供电回路的冷/热备用进线调整，通过调整5号开关的开/ 合就可以实现。在这种运行方式下，一趟供电线路及变压器 承担整个矿井载荷。 主要优点： 在对供电系统以及载荷进行调整时，无论分/合环，都 不会对上级供电线路的运行稳定造成影响，便于矿井用电载 荷调整、线路以及设备检查维护。同时变压器若是采用冷备 用方式，在某些地区可以节省电容费。 主要缺点： 采用一主一备供电方式，母线均是单母线，若出现故障 时，会引起整个矿井供电中断，当动压母线有故障时，受到 馈出间隙多影响，对故障排查、设备维修恢复等工作耗费时 间长，对矿井生产安全是一种制约。同时矿井所有负荷由主 供电线路承担，电能损失以及电压损伤量相对较大。
Key words：power supply；transformer；coal mine；operation mode
矿井供电主要来源于矿井所在地供电电网系统，其运行 可靠性不仅会影响矿井正常生产，而且还会给当地供电系统 造成影响。特别是伴随着现代化大型矿井建设，对矿井供电 提出了更高的要求[1]。因此，选择合适的矿井供电方式，对 保证供电系统整体稳定具有重要意义。文中就对矿井常用的 供电方式进行比对分析，以期为矿井供电方式合理选择提供 一定的参考。