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[摘 要]近年来，很多煤矿企业都在进行矿井改扩建，生产能力逐步扩大，但是同时供电系统技术改造也势在必行。本文结合新疆温宿县库尔归鲁克煤炭开发有限责任公司煤矿改扩建实际，对其矿井供配电系统进行了设计，以供同行参考和交流。
[关键词]供配电；系统设计；方案
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0505-01
一、礦井供配电现状
新疆温宿县库尔归鲁克煤炭开发有限责任公司煤矿位于温宿县博孜墩乡库尔归鲁克河中游东岸一带。目前，矿井生产和生活用电是由博孜墩变电所供给，供电距离为3km，电压等级为10kv。博孜墩35kv变电所为双回路电源，一路为五团110kv变电所的35kv出线引进，另一路为博孜墩电站的10kv出线引进。五团110kv变电所为阿克苏110kv主电网供给，从拜城电厂阿克苏110kv中心变的110kv支线路引进。随着该矿井改扩建后，供电设备逐渐增多，煤矿供电的安全性已经成为制约安全生产的主要因素之一，必须对供配电系统进行大的改造。
二、供电电源的选择
该矿井改扩建后的设计规模为9万t/a，距博孜墩供电所约3km，博孜墩供电所本身电源为双回路，一回路由博孜墩电站引来，电压等级为10kv，另一回路由农一师五团110变电站引来，电压等级为35kv，该供电所供电电源可靠。
该矿井现有供电电源由于沿途“T”接有其它负荷，不符合《煤矿安全规程》对矿井的供电要求。现根据《煤炭工业设计规范》、《煤矿安全规程》对煤矿供电电源的要求：设计该矿由博孜墩供电所10kv不同的母线段引二回LGJ—50型长约3km的10kv架空输电线路至本矿10/0.38kv变电所。该二回路供电电源上不得“T”接其它任何负荷，也不得装设负荷定量器。
三、矿井送变电方案的确定
（1）矿井供电系统
从博孜墩供电所10kv母线上引二回架空线至矿井地面变电所，架空线规格为LGJ—50，长约 3km，该二回电源线路作为该矿井的供电电源。地面设地面变电所，井下设中央变电所。
为了降低功率损耗，节约电能，本设计采用在地面变电所低压侧进行无功功率补偿，井下采用KBWD型隔爆无功功率补偿装置进行就地补偿。矿井供电电压等级：地面为10/0.38/0.22kv；井下为10/0.66/0.127kv。10kv架空输电线路，导线规格为LGJ-50，长度约为3km，电杆选用稍径为ф190钢筋混凝土电杆，线路的平均档距为60m。
（2）地面10/0.38kv变电所
1）变电所位置选择
根据变电所所址选择原则、矿井工业广场的布置及矿井工业广场的实际情况，将变电所建在距平硐口约150m的地方。
2）供、配电方式
由博孜墩供电所引来的10kv架空线路经高压电缆直接引入地面变电所高压配电室，经主变及低压配电柜分配给各用户。
3）主要电气设备选择
高压开关柜：GG—1A（FⅡ）Z型；高压真空断路器：ZN28—10/630型。
三、地面供配电方案的确定
（1）地面配电系统
由博孜墩供电所引来的二回路10kv架空线路经高压电缆直接引入地面变电所高压配电室，10kv母线的结线方式为单母线分段式。引来的10kv高压电源经地面变电所主变降为380v，再由低压配电柜分配给各用户。地面变电所设高低压配电室及变压器室。高压配电室内设GG—1A（FⅡ）Z型高压开关柜10台，低压配电室内设GGD1型低压配电柜5台，GGJ1型低压无功功率补偿柜2台。主变压器为S9—250/10-10/0.4kv型2台，设于室外，用栅栏围住即可。
（2）地面动力配电及接地
主扇风机房采用双回路供电，由地面变电所不同的低压母线段引来。主扇采用变频器起动。矿井10kv高压电缆选用YJV—6/10kv型，低压电缆选用YJV22—0.66/1kv型。
变电所设环形接地网，接地电阻不大于10Ω。各车间配电点均设辅助接地极，并将所有用电设备正常工作时不带电的金属外壳均通过辅助接地母线与接地极相连，接地电阻小于10Ω。
（3）工业场地及建筑物照明
工业场地照明网络与动力网络分开，车间照明采用广（配）照型工厂灯，办公室照明采用节能型荧光灯，路灯及工业广场照明选用高压钠灯，并采用光电路灯控制器自动控制。
四、井下供配电方案的确定
（1）井下配电系统
井下用电负荷大，供电距离远，采用由地面变电所以10kv直接向井下中央变电所供电，中央变电所设在+2426m水平一水平一采区轨道上山下部车场附近。井下所有用电设备均由中央变电所供电，电压等级为660v。
井下开采后期采用下山开采时，水泵用电由中央变电所引两回路电缆至水泵硐室，电压等级为660v，电缆规格为MY-0.38/0.66， 3×25+1×10mm2；另在中央变电所增设一台KS9-250/10-10/0.66KV型矿用变压器专供下山绞车用电。
（2）下井电缆的选择
根据负荷统计，井下最大负荷为Pmax=266.5kw，计算电流Im=22A，选用下井电缆两根，型号为MYJV22-6/10，3×25mm2，长度为2×850m。
（3）井下接线系统、设备选型
井下中央变电所内设BGP49型高压隔爆配电装置5台，KS9型矿用变压器2台，BKD2型隔爆真空馈电开关3台，DW80型隔爆馈电开关3台， QC83型隔爆磁力起动器2台，BBZ型照明信号综合装置1台。井下所有电气设备及配电线路经计算选择并校验，均能满足要求。 （4）井下电气设备保护
10kv配电设备：设短路、过载、失压及漏电保护；0.66kv配电设备设有短路、过载、失压及漏电保护；煤电钻设有电钻变电器综合装置，对煤电钻能起到短路、过载、漏电等保护，对煤电钻能进行远距离控制。
（5）井下照明
井下采用固定、移动式电气照明，照明电压等级为127v。各机电硐室、调度室等处照明采用固定照明，照明灯俱为：KBY-20型矿用隔爆荧光灯，约40盏。移动照明选用KS-8型酸性矿灯，约150盏。矿灯充电设备设在地面，型号为KMKC-102矿灯快速充电机，共计3台。
6）井下接地
在井下井底车场附近设两块1000×750×5mm的镀锌钢板作为主接地极，各配电点均设辅助或局部接地极。所有用电设备的外壳及保护装置（包括电缆的铠装及接地芯线）和局部接地装置都要同主接地装置相连，形成一个完整的接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω。
7）通信及信号
根据矿井规模，选用一套KT-6型矿用调度交换机，能满足矿井上、下生产调度及对外通信联络。该调度交换机容量为60门，调度交换机设2回中继回路与温宿电信局组网以保证对外通信联络。矿井生产调度电话主要设置在如下地点：地面变电所、主扇风机房、矿灯充电房、井下绞车房、采区运输巷配电点、装、卸载点、地面工业广场的生产车间及采、掘工作面等，地面电话机选用HZ-1型普通电话机，井下电话机选用GB-1型隔爆电话机，通信电缆选用MHYA32—30×2×0.8及MHYV—10×2×0.5型。
轨道上山绞车信号选1套KXT19矿用PLC多功能提升信号装置，能满足绞车提升对提升信号的要求，绞车信号电缆选择MVV22—0.3/0.5，17×1.5mm2。
五、结束语
煤矿井下供电系统的优劣直接影响到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性。煤矿供电系统是一项庞大而复杂的工程，要促进煤矿供电工作稳定合理，必须本着供电安全可靠、经济实用的设计理念，消除煤矿供电中的不稳定因素。设计人员在进行设计时必须对矿井原来的供电情况进行了解，还要到现场进行勘察调研，然后联合各部门进行多方讨论。
作者简介
孟紀明（1984），男，本科，新疆乌鲁木齐市，电气助理工程师
现任职于新疆煤炭设计研究院，主要从事煤矿电气工程相关文件及施工图纸设计工作。
[关键词]供配电；系统设计；方案
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0505-01
一、礦井供配电现状
新疆温宿县库尔归鲁克煤炭开发有限责任公司煤矿位于温宿县博孜墩乡库尔归鲁克河中游东岸一带。目前，矿井生产和生活用电是由博孜墩变电所供给，供电距离为3km，电压等级为10kv。博孜墩35kv变电所为双回路电源，一路为五团110kv变电所的35kv出线引进，另一路为博孜墩电站的10kv出线引进。五团110kv变电所为阿克苏110kv主电网供给，从拜城电厂阿克苏110kv中心变的110kv支线路引进。随着该矿井改扩建后，供电设备逐渐增多，煤矿供电的安全性已经成为制约安全生产的主要因素之一，必须对供配电系统进行大的改造。
二、供电电源的选择
该矿井改扩建后的设计规模为9万t/a，距博孜墩供电所约3km，博孜墩供电所本身电源为双回路，一回路由博孜墩电站引来，电压等级为10kv，另一回路由农一师五团110变电站引来，电压等级为35kv，该供电所供电电源可靠。
该矿井现有供电电源由于沿途“T”接有其它负荷，不符合《煤矿安全规程》对矿井的供电要求。现根据《煤炭工业设计规范》、《煤矿安全规程》对煤矿供电电源的要求：设计该矿由博孜墩供电所10kv不同的母线段引二回LGJ—50型长约3km的10kv架空输电线路至本矿10/0.38kv变电所。该二回路供电电源上不得“T”接其它任何负荷，也不得装设负荷定量器。
三、矿井送变电方案的确定
（1）矿井供电系统
从博孜墩供电所10kv母线上引二回架空线至矿井地面变电所，架空线规格为LGJ—50，长约 3km，该二回电源线路作为该矿井的供电电源。地面设地面变电所，井下设中央变电所。
为了降低功率损耗，节约电能，本设计采用在地面变电所低压侧进行无功功率补偿，井下采用KBWD型隔爆无功功率补偿装置进行就地补偿。矿井供电电压等级：地面为10/0.38/0.22kv；井下为10/0.66/0.127kv。10kv架空输电线路，导线规格为LGJ-50，长度约为3km，电杆选用稍径为ф190钢筋混凝土电杆，线路的平均档距为60m。
（2）地面10/0.38kv变电所
1）变电所位置选择
根据变电所所址选择原则、矿井工业广场的布置及矿井工业广场的实际情况，将变电所建在距平硐口约150m的地方。
2）供、配电方式
由博孜墩供电所引来的10kv架空线路经高压电缆直接引入地面变电所高压配电室，经主变及低压配电柜分配给各用户。
3）主要电气设备选择
高压开关柜：GG—1A（FⅡ）Z型；高压真空断路器：ZN28—10/630型。
三、地面供配电方案的确定
（1）地面配电系统
由博孜墩供电所引来的二回路10kv架空线路经高压电缆直接引入地面变电所高压配电室，10kv母线的结线方式为单母线分段式。引来的10kv高压电源经地面变电所主变降为380v，再由低压配电柜分配给各用户。地面变电所设高低压配电室及变压器室。高压配电室内设GG—1A（FⅡ）Z型高压开关柜10台，低压配电室内设GGD1型低压配电柜5台，GGJ1型低压无功功率补偿柜2台。主变压器为S9—250/10-10/0.4kv型2台，设于室外，用栅栏围住即可。
（2）地面动力配电及接地
主扇风机房采用双回路供电，由地面变电所不同的低压母线段引来。主扇采用变频器起动。矿井10kv高压电缆选用YJV—6/10kv型，低压电缆选用YJV22—0.66/1kv型。
变电所设环形接地网，接地电阻不大于10Ω。各车间配电点均设辅助接地极，并将所有用电设备正常工作时不带电的金属外壳均通过辅助接地母线与接地极相连，接地电阻小于10Ω。
（3）工业场地及建筑物照明
工业场地照明网络与动力网络分开，车间照明采用广（配）照型工厂灯，办公室照明采用节能型荧光灯，路灯及工业广场照明选用高压钠灯，并采用光电路灯控制器自动控制。
四、井下供配电方案的确定
（1）井下配电系统
井下用电负荷大，供电距离远，采用由地面变电所以10kv直接向井下中央变电所供电，中央变电所设在+2426m水平一水平一采区轨道上山下部车场附近。井下所有用电设备均由中央变电所供电，电压等级为660v。
井下开采后期采用下山开采时，水泵用电由中央变电所引两回路电缆至水泵硐室，电压等级为660v，电缆规格为MY-0.38/0.66， 3×25+1×10mm2；另在中央变电所增设一台KS9-250/10-10/0.66KV型矿用变压器专供下山绞车用电。
（2）下井电缆的选择
根据负荷统计，井下最大负荷为Pmax=266.5kw，计算电流Im=22A，选用下井电缆两根，型号为MYJV22-6/10，3×25mm2，长度为2×850m。
（3）井下接线系统、设备选型
井下中央变电所内设BGP49型高压隔爆配电装置5台，KS9型矿用变压器2台，BKD2型隔爆真空馈电开关3台，DW80型隔爆馈电开关3台， QC83型隔爆磁力起动器2台，BBZ型照明信号综合装置1台。井下所有电气设备及配电线路经计算选择并校验，均能满足要求。 （4）井下电气设备保护
10kv配电设备：设短路、过载、失压及漏电保护；0.66kv配电设备设有短路、过载、失压及漏电保护；煤电钻设有电钻变电器综合装置，对煤电钻能起到短路、过载、漏电等保护，对煤电钻能进行远距离控制。
（5）井下照明
井下采用固定、移动式电气照明，照明电压等级为127v。各机电硐室、调度室等处照明采用固定照明，照明灯俱为：KBY-20型矿用隔爆荧光灯，约40盏。移动照明选用KS-8型酸性矿灯，约150盏。矿灯充电设备设在地面，型号为KMKC-102矿灯快速充电机，共计3台。
6）井下接地
在井下井底车场附近设两块1000×750×5mm的镀锌钢板作为主接地极，各配电点均设辅助或局部接地极。所有用电设备的外壳及保护装置（包括电缆的铠装及接地芯线）和局部接地装置都要同主接地装置相连，形成一个完整的接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω。
7）通信及信号
根据矿井规模，选用一套KT-6型矿用调度交换机，能满足矿井上、下生产调度及对外通信联络。该调度交换机容量为60门，调度交换机设2回中继回路与温宿电信局组网以保证对外通信联络。矿井生产调度电话主要设置在如下地点：地面变电所、主扇风机房、矿灯充电房、井下绞车房、采区运输巷配电点、装、卸载点、地面工业广场的生产车间及采、掘工作面等，地面电话机选用HZ-1型普通电话机，井下电话机选用GB-1型隔爆电话机，通信电缆选用MHYA32—30×2×0.8及MHYV—10×2×0.5型。
轨道上山绞车信号选1套KXT19矿用PLC多功能提升信号装置，能满足绞车提升对提升信号的要求，绞车信号电缆选择MVV22—0.3/0.5，17×1.5mm2。
五、结束语
煤矿井下供电系统的优劣直接影响到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性。煤矿供电系统是一项庞大而复杂的工程，要促进煤矿供电工作稳定合理，必须本着供电安全可靠、经济实用的设计理念，消除煤矿供电中的不稳定因素。设计人员在进行设计时必须对矿井原来的供电情况进行了解，还要到现场进行勘察调研，然后联合各部门进行多方讨论。
作者简介
孟紀明（1984），男，本科，新疆乌鲁木齐市，电气助理工程师
现任职于新疆煤炭设计研究院，主要从事煤矿电气工程相关文件及施工图纸设计工作。