浅析现代化煤矿井下供配电系统设计

【摘 要】 本文结合某矿工程实例，详细介绍了现代化煤矿井下供配电系统设计的方法及步骤，对今后煤矿井下供配电系统的设计具有一定的借鉴意义。

【关键词】 煤矿 供配电系统 设计

近年来，煤矿企业不断向着机械化、集成化的方向发展，工作面机械设备总容量不断增加，供电距离同时也在增长，为保证矿井的安全供电，在对井下供配电系统进行设计时就应该考虑诸多因素，设计出一套经济性、可靠性高的供电系统，下面将结合某矿工程实际，详细介绍现代化煤矿井下供配电系统设计相关的步骤和方法。

1 用电负荷统计

按照需要系数法计算，矿井井下计算负荷：正常涌水量时有功功率为24372kW，无功功率为21414kVar，视在功率32443kVA；最大涌水量时矿井井下有功功率为25541kW，无功功率为22291kVar，视在功率33901kVA。

2 下井电源电缆的选择

根据负荷统计，最大涌水量时按电缆允许的持续电流校核，正常涌水量时按电缆经济电流密度校核，同时满足允许电压损失、机械强度、热稳定等安全运行要求，设计选用四回MYJV42-8.7/10kV 3×240mm2型矿用阻燃交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆，由地面110kV变电所经由副井井筒引至井下主变电所，长度为每回1250m，四回下井电缆分别引自地面110kV变电所10kV配电室不同母线段，正常四回同时运行，当任一回故障或检修时，另三回路可保证井下除采区外全部负荷用电。

3 供配电系统和电压等级

根据矿井开拓开采部署及井下用电负荷分布情况，确定在井底设井下主变电所一座，主变电所担负主排水泵、胶带输送机、井底车场等井下负荷用电。在采区设采区变电所，向采区内综采工作面、综掘工作面、普掘工作面及采区内其它负荷供电。

井下用电设备供电电压等级采用10000/3300/1140//660/127V；高压用电设备采用10kV，综采工作面用电设备采用3.3kV、 1.14kV、0.66kV，锚掘工作面、综掘工作面采用1.14kV、0.66kV，普掘工作面采用0.66kV，照明或控制用电设备采用127V。

主变电所内设KGS1矿用一般型高压真空配电装置，开关开断电流为25kA，配置综合自动保护单元，10kV母线分四段，正常时分列运行，四回下井电缆分别接至每段母线。所内还设有KDC1（G）矿用一般型低压配电装置，矿用隔爆干式变压器。所内动力变压器通过矿用一般型低压配电装置向井底车场等低压负荷供电。主变电所内设备原则上采取单列布置，设备与硐室壁、设备相互之间及操作检修通道尺寸，均应按规定留有足够的空间。

胶带大巷胶带输送机、各掘进局部通风机、装载硐室、井底清理撒煤硐室、清理斜 巷、副井井底等设备安装地点，均设置配电点，并选用相应的馈电开关和起动保护设备。

移动变电站10kV电缆选用MYPTJ-8.7/10kV型矿用阻燃金属屏蔽监视型橡套电缆，采煤机选用MCPT型采煤机像套屏蔽软电缆，3300V、1140V、660V设备采用MYP矿用阻燃屏蔽橡套电缆，固定敷设的高压电缆采用MYJV22-8.7/10kV矿用阻燃铜芯钢带铠装交联聚乙烯绝缘电缆，低压动力电缆采用MYJV矿用阻燃交联铜芯聚乙烯绝缘电缆或MYP矿用阻燃屏蔽橡套电缆。井下电缆均选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃型铜芯电缆，其主芯线及接地芯线均能满足供电线路负荷及保护接地的要求。

根据《煤矿安全规程》要求，井下各掘进工作面均配备正常工作局部通风机和备用局部通风机，且能自动切换，局部通风机采用三专（专用变压器、专用开关和专用线路）双回路供电，当局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面的正常通风，各掘进工作面还应设有完善的风电闭锁瓦斯断电报警系统，不仅可确保工作面 安全生产，并且可及时将信息送入安全监测系统，只有局部通风机开始运行后才能启动 掘进工作面的电气设备，一旦局部通风机停止运行或瓦斯超限，风电瓦斯闭锁装置立即切断局部通风机供风巷道中的一切电气设备的电源。

4 接地及保护

井下供电系统为中性点不接地系统，故采用保护接地的方式，在主、副水仓中分别设置两块主接地极，接地极面积大于0.75m2，厚度为6mm，机电硐室、变电所、水泵房、配电点等均分别设局部接地极，所有电气设备之金属外壳（包括灯具接线盒等）均须可靠接地，井下接地网通过接地干、支线，电缆的金属外皮、接地芯线等与各局部 接地极以及主、副水仓的主接地极连成一体，接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不得超过2Ω，每一移动式或手持式电气设备至局部接地极之间保护接地用的电缆芯线和接地直接导线的电阻值都不得大于1Ω。

5 井下照明

井下照明电压为127V，选用DGS/127L（A）型防爆节能荧光灯，照明干支线连接采用热（冷）补工艺，照明干线选用MYP型阻燃橡套电缆，照明支线选用MYQ型阻燃橡套电缆；井底车场及其附近、机电硐室、主要巷道的交岔点，采区车场、集中运输机巷道以及综合机械化采煤工作面均有足够的照明；ZBZ型矿用隔爆照明信号综合保护装置具有短路保护、过载保护和漏电保护等功能。

6 结语

通过以上设计可以看出，在进行煤矿井下供电系统设计过程中，需要根据采区作业面实际用电情况，综合考虑需用系数、配电变压器容量、供电电压等级、电缆经济截面等多方面因素，进行科学合理、系统完善、节能经济的设计，以保证井下供配电系统安全可靠的运行。

参考文献：

[1]李树伟.矿山供电[M].北京：中国矿业大学出版社，2006.

[2]许涛.浅析煤矿下组煤供配电部分初步设计[J].山东煤炭科技，2013（1）.