采区供电设计

采区供电设计

一、概述

采区供电是否安全、可靠，技术和经济是否合理，将直接关系到人身、矿井和设备的安全及采区生产的正常进行。由于煤矿井下工作环境十分恶劣，因此在供电上除采取可靠的防止人身触电危险的措施外，还必须正确地选择电气设备的类型及参数，并采用合理供电、控制和保护系统，加强对电气设备的维护和检修，以确保电气设备的安全运行和防止瓦斯、煤尘爆炸。

在进行采区供电设计时，应首先向有关部门收集下列原始资料作为设计的依据。

（1）采区巷道及机械设备布置图。了解采区区段数目、区段长度、工作面长度、采区走向长度、巷道断面尺寸、上下副巷标高和用电设备在采区内的分布情况。

（2）采区各用电设备的详细技术特征。

（3）电源情况。了解附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电能力及高压母线上的短路容量等情况。

（4）矿井瓦斯等级、煤层走向、厚度、倾角、煤质硬度、顶底板，支护方式等情况。

（5）采煤方法、煤的运输方式、通风方式及工作组织循环等情况。

（6）采区煤的产量、各种电气设备价格、当地电价、硐室开拓价格、职工人数及平均工资等资料。

采区供电设计的步骤一般为：确定采区变电所、工作面配电点和移动变电站的位置；拟定采区供电系统；进行负荷计算并确定无功功率补偿方案和计算补偿电容器容量；选择变压器台数、容量及型号；选择供电电缆；计算短路电流；选择开关与起动器；整定计算继电保护装置；确定采区保护接地系统，确定采区变电所硐室和设备布置方案；进行采区供电经济计算与统计等方面的内容。

二、采区供电系统的拟定与变压器的选择

（一）采区供电系统的拟定

当采区变电所、工作面配电点和移动变电站的位置确定以后，即可拟定供电系统。采区供电系统的拟定应符合安全、可靠、经济、操作方便、系统简单等项要求。

1采区高压供电系统的拟定原则

(1）供综采工作面的采区变（配）电所一般由双回路电源线路供电，除综采外，每个采区应为单回路。

(2）双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关。当其中为单回路供电，单回路备用时，母线可不分段；当双回路电源同时供电时，母线应分段并设联络开关，正常分列运行。

(3）单电源进线的采区变电所，当变压器不超过2台，且无高压出线时，可不设电源进线开关；当变压器超过2台或有高压出线时，应设进线开关。

(4）采区变电所的高压馈出线，宜用专用的开关柜。

(5）由井下主变电所向采区供电的单回电缆供电线路上串接的采区变电所，不得超过3个。

2采区低压供电系统的拟定原则

(1）在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省。

(2）原则上1台启动器只控制1台设备。

(3）当采区变电所动力变压器超过1台，应合理分配变压器负荷，原则上1台变压器

负担一个工作面的用电设备。

(4）变压器最好不并联运行。

(5）从变电所向各配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及下山顺槽输送机宜采用干线供电。

(6）配电点启动器在3台以下者，一般不设配电点进线自动馈电开关。

(7）工作面配电点最大容量电动机用的启动器应靠近配电点进线。

(8）供电系统应尽量避免回头供电。

(9）低瓦斯矿掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或采用与采煤工作面分开供电。

(10）瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作的局部通风机都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电。经矿总工程师批准，也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，但每天有专人检查1次，保护局部通风机可靠运转。

(11）局部通风机和掘进工作面中的电气设备，必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）设施。

供电系统用单线图画出，图中应标出开关、启动器、变压器和动力设备的型号、容量或电流等，图中的电缆应标出型号、截面、芯数和长度。

（二）变压器的选择

1变压器台数和型号的确定

对采区变电所1台变压器能满足要求时尽量选1台，以减少设备投资和硐室开拓费用。当采区内有一类负荷时（如下山采区的分区水泵），供电变压器不得小于2台，当1台停止运行时，其余变压器保证低压一类负荷用电。另外确定变压器台数时，还应考虑用电设备的额定电压等级、局部通风机使用专用变压器和与采煤工作面分开供电等问题（在拟定供电系统时应统筹考虑）。

在确定变压器的型号时，应考虑矿用变压器的电压等级和容量等级，还应考虑巷道断面、运输条件、使用场所、备品配件来源等因素。目前，在采区变电所内电力变压器一般选用矿用干式变压器；在采掘工作面顺槽内选用隔爆型干式电力变压器或移动变电站。

2变压器容量的确定

根据系统的运行方式、负荷的分配原则、变压器台数的确定原则和已拟定的供电系统等，确定每台（组）变压器所担负的负荷。每台（组）变压器的计算容量Sb仍按需用系数法算，即

对下述两种情况Kde可按公式计算：

对综合机械化采煤工作面

对普通机械化采煤工作面

P N·m——容量最大的电动机的额定功率，kW。

查矿用变压技术资料表，选择额定容量S N·T≥S b的变压器。

在统计采区变电所的总负荷时，将各配出线的计算负荷相加后，再乘以组间最大负荷的同时系数Ks=0.95；供给三个及以上工作面时，Ks=0.9。在统计中央变电所的总负荷时，取组间最大负荷的同时系数Ks= 0.85～0.95。

三、采区电气设备的选择

（一）高压配电箱的选择

1高压配电箱型号的选择

(1）根据工作环境，采区使用的高压配电箱应选用隔爆型，根据矿井设备真空化的要求，应优先选择具有真空断路器的高压配电箱。