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摘要：煤矿地面供电系统设计是矿山电力系统的重要组成部分，本文结合新上海一号煤矿矿井地面设施用电设备实际，对其地面供配电系统进行了设计，以供同行交流与参考。
关键词：地面；供配电系统；安全
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
一、前言
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。煤矿正常运行中的通风、升降人员的立井提升设备、瓦斯抽放设备等都属于一类负荷，是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠，其系统设计的优劣直接影响煤矿生产的安全稳定运行和煤炭生产成本。因此，作为设计人员要从整体出发，确定负荷及线路布局的合理性、安全可靠性及经济稳定性。
二、工程概况
新上海一号井田位于内蒙古自治区鄂托克前旗境内，东距内蒙古自治区鄂托克前旗约74km，西距宁夏回族自治区银川市48km，行政区划属鄂托克前旗上海庙镇管辖。矿井设计生产能力为4.0Mt/a。
三、地面配电系统设计
（一）高压配电系统
1.配电方式及结构
（1） 配电电压等级：10kV
（2） 配电方式：一、二级负荷采用双回路放射式，供电可靠性高；三级负荷采用单回路放射式。
新上海一号矿井在工业场地设有一座35kV变电站，供全矿负荷用电。35kV变电站负责为下列负荷提供10kV电源：
工业场地1号10/0.4kV变配电室（行政生活区附近）二回路，工业场地2号10/0.4kV变配电室一回路，工业场地3号10/0.4kV变配电室二回路，井下主变电所四回路，井下强排水泵二回路（两台强排潜水泵，每台一回路），主立井提升机房二回路，副立井提升机房二回路，通风机房二回路，空压机站二回路，锅炉房二回路，选煤厂主厂房二回路，选煤厂产品仓二回路，室外所有电缆均沿电缆沟或直埋地敷设，10kV电力电缆截面按持续工作电流选择，以电压损失及短路热稳定进行校验，均满足要求。
2.矿井主要用电设备配电
（1） 主立井提升设备配电
a） 设备概况
选用JKM-4×6（III） E型提升机，选配交流变频同步电动机一台，电机功率4200kW，电压等级3150V。
b） 设备配电
主立井提升系统用电负荷等级为二级。
在主立井井塔内设置一座10/0.4kV变配电室（内设控制室）。变配电室安装有6台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，1台PT保护柜，3台馈线柜，1套直流屏，10kV采用直流操作。1台ZSC9-3500/10 10/3.16kV 3500kVA整流变压器， 1台ZSC9-500/10 10/0.69kV 500kVA励磁整流变压器，1台SC9-315/10 10/0.4kV 315kVA辅助动力变压器，3台提升控制低压柜，1台GGD2型低压辅助配电柜、1套DTC变流器装置，1套提升过程控制PLC系统，1套行程监控PLC系统， 1套上位监控计算机及1套司机操作台等。
两回路10kV电源引自工业场地35kV变电站10kV不同母线段，两回路电源相互闭锁。主立井提升机电控系统两回路380V电源一回路由本配电室动力变压器提供，另一回路由工业场地1号10/0.4kV配电室提供，互为备用，当一回路电源故障时另一回路能自动进行切换。另外由工业场地1号10kV配电室引两回路380V电源至低压辅助配电柜，向提升机房内其它低压辅助设备供电，两回路电源相互闭锁。
（2） 副立井提升设备配电
a） 设备概况
副立井提升系统选用JKMD-4×6（III） E-（F） 型提升机，配套直流电动机一台，电机功率2240KW，电压800V。
b） 设备配电
副立井提升系统用电负荷等级为一级。
在副立井提升机房设置一座10/0.4kV变配电室（内设控制室） 。变配电室安装有6台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，1台PT保护柜，3台馈线柜，采用交流操作。 2台ZSC9-1800/10 10/0.8kV 1800kVA整流变压器，1台SC9-150/0.4 0.4/0.14kV 150kVA励磁变压器， 1台ZSC-315/10 10/0.4kV 315kVA辅助动力变压器，1台DS12-30/08型直流快开、2台传动柜，1台励磁变流器柜，1台电枢变流柜，1套提升过程控制PLC系统，1套行程监控系统， 1套上位监控计算机及1套司机操作台等。
两回路10kV电源引自工业场地35kV变电站10kV不同母线段，两回路电源相互闭锁，高压配电系统采用单母线不分段接线方式，副立井提升机房辅助设备两路380V电源一回路由提升机房辅助动力变压器提供，一回路由工业场地1号10/0.4kV配电室提供，互为备用，当一回路电源故障時另一回路能自动进行切换。
（3） 通风设备配电
a） 设备概况
两台防爆对旋轴流式通风机，一台工作，一台备用。每台通风机配用两台Y隔爆电动机，每台电动机功率280kW，电压等级10kV。
b） 设备配电
通风机房用电负荷等级为一级。
在通风机房旁设一座10/0.4kV变配电室（内设控制室），二回路10kV电源引自矿井35kV变电站10kV不同母线段。变配电室内安装16台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，2台PT保护柜，2台母联柜，2台所用变柜，8电动机馈线柜。2台MNS低压配电柜，1套直流屏，1套风机在线监测仪及1套上位机操作系统。高、低压系统均采用单母线分段接线型式。通风机房配电室担负2台通风机、2台水平风门、2台垂直风门及风机房照明及其他低压负荷用电。
（二）低压配电系统
1. 工业场地配电
（1） 配电系统及线网结构
低压配电系统电压等级为AC380V，一、二级负荷采用双回路放射式供电，三级负荷采用单回路放射式供电。
根据负荷的分配，低压配电系统在工业场地设三座10/0.4kV区域变配电室，分别为1～3号10/0.4kV变配电室，三个区域配电室负责为矿井工业场地生活及生产、生活辅助设施的所有低压负荷提供电源，具体如下：
a） 工业场地1号10/0.4kV变配电室为下列负荷提供AC380V电源：
综合办公楼一回路，浴室灯房及任务交待室一回路，食堂一回路，综合办公楼、食堂、浴室灯房及任务交代室二级负荷二回路，1号单身公寓南楼三回路，2号单身公寓三回路，副立井井口房二回路，主井空气加热室二回路，副井空气加热室一回路（另一回路引自副立井井口房配电柜），主立井绞车房电控系统一回路，主立井绞车房辅助设施二回路，副立井绞车房一回路，日用消防泵房二回路，室外照明一回路，门卫1一回路。
b） 工业场地2号10/0.4kV变配电室为下列负荷提供AC380V电源：
汽车库一回路，综合材料库一回路，室外龙门吊一回路，坑木加工房一回路，砂石场棚及材料棚一回路，水泥库及混凝土搅拌站一回路，机车充电间一回路，室外照明一回路。
c） 工业场地3号10/0.4kV配电室为下列负荷提供AC380V电源：
生活污水处理站一回路，粉煤灰灌浆站二回路，调节沉淀间一回路，门卫2一回路，门卫3一回路，地磅房一回路，室外照明一回路。
室外所有电缆均沿电缆沟或直埋地敷设，低压电力电缆截面按持续工作电流选择，以电压损失进行校验，均满足要求。
四、结束语
煤矿供配电的设计应从安全可靠性、经济节能性等多方面进行综合考虑，在选择合理的设计方案时，一定要注意近期与企业发展规划的关系及外部协调关系，不仅能有效减小电能损耗，提高供配电系统运行效率，而且做到可持续发展。
作者简介：黄英英（1981.5）女，陕西省西安市，电气设计工程师，现就职于中煤西安设计工程有限责任公司，主要从事电气与自动化设计。
关键词：地面；供配电系统；安全
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
一、前言
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。煤矿正常运行中的通风、升降人员的立井提升设备、瓦斯抽放设备等都属于一类负荷，是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠，其系统设计的优劣直接影响煤矿生产的安全稳定运行和煤炭生产成本。因此，作为设计人员要从整体出发，确定负荷及线路布局的合理性、安全可靠性及经济稳定性。
二、工程概况
新上海一号井田位于内蒙古自治区鄂托克前旗境内，东距内蒙古自治区鄂托克前旗约74km，西距宁夏回族自治区银川市48km，行政区划属鄂托克前旗上海庙镇管辖。矿井设计生产能力为4.0Mt/a。
三、地面配电系统设计
（一）高压配电系统
1.配电方式及结构
（1） 配电电压等级：10kV
（2） 配电方式：一、二级负荷采用双回路放射式，供电可靠性高；三级负荷采用单回路放射式。
新上海一号矿井在工业场地设有一座35kV变电站，供全矿负荷用电。35kV变电站负责为下列负荷提供10kV电源：
工业场地1号10/0.4kV变配电室（行政生活区附近）二回路，工业场地2号10/0.4kV变配电室一回路，工业场地3号10/0.4kV变配电室二回路，井下主变电所四回路，井下强排水泵二回路（两台强排潜水泵，每台一回路），主立井提升机房二回路，副立井提升机房二回路，通风机房二回路，空压机站二回路，锅炉房二回路，选煤厂主厂房二回路，选煤厂产品仓二回路，室外所有电缆均沿电缆沟或直埋地敷设，10kV电力电缆截面按持续工作电流选择，以电压损失及短路热稳定进行校验，均满足要求。
2.矿井主要用电设备配电
（1） 主立井提升设备配电
a） 设备概况
选用JKM-4×6（III） E型提升机，选配交流变频同步电动机一台，电机功率4200kW，电压等级3150V。
b） 设备配电
主立井提升系统用电负荷等级为二级。
在主立井井塔内设置一座10/0.4kV变配电室（内设控制室）。变配电室安装有6台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，1台PT保护柜，3台馈线柜，1套直流屏，10kV采用直流操作。1台ZSC9-3500/10 10/3.16kV 3500kVA整流变压器， 1台ZSC9-500/10 10/0.69kV 500kVA励磁整流变压器，1台SC9-315/10 10/0.4kV 315kVA辅助动力变压器，3台提升控制低压柜，1台GGD2型低压辅助配电柜、1套DTC变流器装置，1套提升过程控制PLC系统，1套行程监控PLC系统， 1套上位监控计算机及1套司机操作台等。
两回路10kV电源引自工业场地35kV变电站10kV不同母线段，两回路电源相互闭锁。主立井提升机电控系统两回路380V电源一回路由本配电室动力变压器提供，另一回路由工业场地1号10/0.4kV配电室提供，互为备用，当一回路电源故障时另一回路能自动进行切换。另外由工业场地1号10kV配电室引两回路380V电源至低压辅助配电柜，向提升机房内其它低压辅助设备供电，两回路电源相互闭锁。
（2） 副立井提升设备配电
a） 设备概况
副立井提升系统选用JKMD-4×6（III） E-（F） 型提升机，配套直流电动机一台，电机功率2240KW，电压800V。
b） 设备配电
副立井提升系统用电负荷等级为一级。
在副立井提升机房设置一座10/0.4kV变配电室（内设控制室） 。变配电室安装有6台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，1台PT保护柜，3台馈线柜，采用交流操作。 2台ZSC9-1800/10 10/0.8kV 1800kVA整流变压器，1台SC9-150/0.4 0.4/0.14kV 150kVA励磁变压器， 1台ZSC-315/10 10/0.4kV 315kVA辅助动力变压器，1台DS12-30/08型直流快开、2台传动柜，1台励磁变流器柜，1台电枢变流柜，1套提升过程控制PLC系统，1套行程监控系统， 1套上位监控计算机及1套司机操作台等。
两回路10kV电源引自工业场地35kV变电站10kV不同母线段，两回路电源相互闭锁，高压配电系统采用单母线不分段接线方式，副立井提升机房辅助设备两路380V电源一回路由提升机房辅助动力变压器提供，一回路由工业场地1号10/0.4kV配电室提供，互为备用，当一回路电源故障時另一回路能自动进行切换。
（3） 通风设备配电
a） 设备概况
两台防爆对旋轴流式通风机，一台工作，一台备用。每台通风机配用两台Y隔爆电动机，每台电动机功率280kW，电压等级10kV。
b） 设备配电
通风机房用电负荷等级为一级。
在通风机房旁设一座10/0.4kV变配电室（内设控制室），二回路10kV电源引自矿井35kV变电站10kV不同母线段。变配电室内安装16台KYN28A-12型高压开关柜，分别为2台进线柜，2台PT保护柜，2台母联柜，2台所用变柜，8电动机馈线柜。2台MNS低压配电柜，1套直流屏，1套风机在线监测仪及1套上位机操作系统。高、低压系统均采用单母线分段接线型式。通风机房配电室担负2台通风机、2台水平风门、2台垂直风门及风机房照明及其他低压负荷用电。
（二）低压配电系统
1. 工业场地配电
（1） 配电系统及线网结构
低压配电系统电压等级为AC380V，一、二级负荷采用双回路放射式供电，三级负荷采用单回路放射式供电。
根据负荷的分配，低压配电系统在工业场地设三座10/0.4kV区域变配电室，分别为1～3号10/0.4kV变配电室，三个区域配电室负责为矿井工业场地生活及生产、生活辅助设施的所有低压负荷提供电源，具体如下：
a） 工业场地1号10/0.4kV变配电室为下列负荷提供AC380V电源：
综合办公楼一回路，浴室灯房及任务交待室一回路，食堂一回路，综合办公楼、食堂、浴室灯房及任务交代室二级负荷二回路，1号单身公寓南楼三回路，2号单身公寓三回路，副立井井口房二回路，主井空气加热室二回路，副井空气加热室一回路（另一回路引自副立井井口房配电柜），主立井绞车房电控系统一回路，主立井绞车房辅助设施二回路，副立井绞车房一回路，日用消防泵房二回路，室外照明一回路，门卫1一回路。
b） 工业场地2号10/0.4kV变配电室为下列负荷提供AC380V电源：
汽车库一回路，综合材料库一回路，室外龙门吊一回路，坑木加工房一回路，砂石场棚及材料棚一回路，水泥库及混凝土搅拌站一回路，机车充电间一回路，室外照明一回路。
c） 工业场地3号10/0.4kV配电室为下列负荷提供AC380V电源：
生活污水处理站一回路，粉煤灰灌浆站二回路，调节沉淀间一回路，门卫2一回路，门卫3一回路，地磅房一回路，室外照明一回路。
室外所有电缆均沿电缆沟或直埋地敷设，低压电力电缆截面按持续工作电流选择，以电压损失进行校验，均满足要求。
四、结束语
煤矿供配电的设计应从安全可靠性、经济节能性等多方面进行综合考虑，在选择合理的设计方案时，一定要注意近期与企业发展规划的关系及外部协调关系，不仅能有效减小电能损耗，提高供配电系统运行效率，而且做到可持续发展。
作者简介：黄英英（1981.5）女，陕西省西安市，电气设计工程师，现就职于中煤西安设计工程有限责任公司，主要从事电气与自动化设计。