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摘要：矿井供电的安全好坏和质量高低，不仅会影响到生产，而且直接的关系到矿井和矿井作业人员的安全状况。因此，矿井供电必须采取有效的措施，达到安全、可靠、经济和技术合理的要求，从而满足矿井安全生产需要。如何提高矿井供电系统的安全可靠性，是煤矿发展过程中的主要问题，也是煤矿急需解决的难题。以前，我矿是30万吨/年的小矿，经过高平市地方的不断改制、重组，我矿现整合为90万吨/年，经过重组整合造成了我矿供电在维护、管理、使用、保护设置上不断的出现了不统一、不协调的现象，迫切需要对供电系统存在网络结构复杂，电压等级较多，运行方式多样性，供配电设施老化等问题进行优化，合理调整运行方式。结合平泉煤业90万吨/年建设需要，在原有的配电上重新投资新建了一座10kV开闭所，根据改造的实际情况对10kV高压开关柜、10kV无功补偿、微机综合自动化设备、直流设备、视频监控、低压箱变及附属装置的功能、性能、安装及使用等多方面的技术要求，提高了我矿装备技术水平，实现了“装备现代化，控制自动化，管理信息化”全面提高矿井供电系统的安全可靠性。
关键词：煤矿 供电系统 10kV高压开关柜 10kV无功补偿
1 矿井供电电网介绍
本矿分别是I回路引自马村110kV变电站，供电距离：3.56km；II回路引自东周35kV变电站，供电距离：3.9km；导线型号为JKLGYJ/Q-240mm2。当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿负荷用电。两回电源线路均采用混凝土单杆架设，一回工作一回备用，当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿井负荷用电。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷，两回架空线路未共杆架设。除此以外本矿还自备电源，自备电源为：1200GF柴油发电机组，并且对备用电源进行日常管理和维护，每10天对柴油发电机组进行一次启动和运行试验。从而保证了矿井供电电源线路发生故障或其它原因断电，备用电源能够及时的投入使用，使矿井通风机等在10min内可靠的启动并运行，缩短了停电时间，降低了事故的危害程度，控制事故波及的范围。
2 矿井供电网络布置
10kV计量2回路，10kV进行2回路，10kV PT 2回路，10kV站变2回路，10kV电容2回路，10kV出线14回路，分段隔离各一回，接线方式为单母分段接线；电缆进出线方式。另外在矿区内部选型2台箱式变电站进行全部负荷分配。1000kVA箱式变电站用来控制生产区域供电；315kVA箱式变电站用来控制生活区用电。
地面10kV变电所内10kV及0.4kV母线均为单母线分段。向井下供电的高压10kV系统采用中性点不直接接地系统；低压380/220V系统采用中性点接地系统。所内布置屋内10kV高压配电室，0.4kV低压配电室和补偿电容器室、控制室、值班室，两台地面主变压器选用SCB10-315kVA 10/0.4kV和SCB10-1000kVA 10/0.4kV干式变压器各两台。变压器负荷率为81.04%，保证率为100%。
所用电源为交流电源：380/220V，电源取自0.4kV低压开关柜，作为变电站内的动力、照明及操作电源。根据运行方式，全矿井无功补偿采用变电所10kV侧采用MNG型动态自动无功补偿装置，补偿容量1800kVar。10kV架空输电线路终端杆上设避雷器，防止雷电引入变电所内。10kV母线上装设阀型避雷器，防止内过电压。10kV架空输电线路两端装设管型避雷器，防止雷电引入变电所内。10kV变电所架设避雷针，防直击雷。本矿用电计量装于10kV进线侧，10kV进线一回工作，一回带电备用；变电所采用直流操作的方式，操作电源取自免维护铅酸蓄电池。变电所设计采用微机保护和微机监控设备，完成对主变电所主设备的控制、保护、测量、信号等功能。
3 开闭所供电设备及有关保护装置功能
3.1 10kV开关柜 采用KYN28A-12（Z），具有完善的防误机械联锁装置：能够有效的防止电气误操作事故的发生。开关柜电缆室门与接地开关实现机械联锁，保证接地开关合上后方可开门。
3.2 综合保护 随着电力系统的自动化建设和改造不断的发展，电网企业大多已经实现了对远程变电站的遥测、遥信、遥控、遥调，即“四遥”功能。我矿为了提高劳动生产率，增加企业经济效益，对电力生产实现无人值守模式和远程遥控操作。设计了集摇视系统、安全保卫系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能，一旦变电站内部发生安全或者设备数据的报警，系统科通过综合智能控制系统集中管理，做到了集中监控、存储和管理，更便于应急指挥，实现了对变电站区域内场景情况的监视、设备的外观状态及隔离开关的分合状态以及主控室、高压室、蓄电池室、电缆层、通讯机房等情况的监测。安全防护系统、消防报警系统等科进行周界、室内、门禁的报警及安全布控。
报警功能：当发生报警事故时，能够自动切换至相应摄像机，并自动进行存盘录像，同时传播报警信息和相关图像。
周界报警系统：安全可靠，对人体无直接伤害，故障率低、误报率低。能够不受气候、地形、树木、小动物等影响，无盲区、无死角。
消防报警系统：具有强大的分析、判断能力，通过探测器运行程序，能够自动完成外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，大大的提高了整个系统探测火灾的实时性、准确性。
3.3 直流电源系统 原系统存在的问题高配电室直流操作电源系统通常包括两路380VAC供电电源、低压交流配电屏、直流整流控制屏。蓄电池组和操作信号屏、原系统存在如下问题：①系统设计不规范。系统仅有一路来自相邻低配电室提供的380VAC电源，当低配电室发生电器故障或设备需要检修时，直接影响到系统正常供电。②电器设备老化。低压交流配电屏内电源小母排氧化严重，铅酸蓄电池柜体经长期腐蚀已变形。③电器设备技术落后，设备维护成本高。低压交流配电屏采用开关受电，缺少电控操作。整流控制插件板备件短缺，故障修复比较困难。铅酸蓄电池组，单个蓄电池容量小，总体数量要求多。在蓄电池充放电过程中，电解液不同程度泄漏。铅酸蓄电池每半年需要补充电解液，使用寿命不超过二年。 为了实现对二次回路的信号设备、保护、自动装置、事故照明等提供直流电源，由电池屏和直流充电屏（直流屏）组成，蓄电池采用12V阀控式铅酸免维护理士电池，是直流电源系统的备用电源，交流配电设备的操作电影。微机监控单元采用大屏幕液晶汉字显示，通过监控单元进行整流模块参数设置，实现了对各回路及充电模块状况在线显示。具有直流系统绝缘在线监测、自动降压、防雷等功能。
3.4 微机五防 《电业安全工作规程》规定：“为防止误操作，高压电气设备都应加装防误操作的闭锁装置”。现在，防误装置已成为防止误操作、确保变电站的安全运行和保证电气设备、人身安全的有效而可行的手段。
传统的电气防误操作技术是现场的一种电气联锁装置，它是通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁。它只能防止开关、隔离开关、地刀的错误操作，但是对误入带点间隔、接地线的挂接（拆除）起不到作用，根本无法实现完整的“五防”功能，针对这些漏洞我矿开闭所装设了微机“五防”系统，防误闭锁装置是由计算机、电脑钥匙、电编码锁、机械编码锁及其附件组成。依靠闭锁逻辑和现场钥匙实现对断路器、隔离开关、接地开关、地线、遮拦或开关柜的闭锁，其装置具有强制运行人员按照给定的安全操作程序对电气设备进行操作，避免电气五操作，实现五防（①防止误分、误合开关。②防止带负荷拉、合刀闸。③防止带电挂接地线或合接地刀。④防止带接地线或接地刀闸合开关或合分刀闸。⑤防止误入带电间隔）要求。
3.5 无功补偿系统 随着科学技术的发展，煤矿设备也在朝大功率、变频化方向发展。我矿地面主通风机、主斜井提升机、空压机等都是变频驱动，但是大功率的整流器件的使用给电网带来影响，为了杜绝谐波对电网造成影响，我矿10kV母线上共装设补偿装置2套，每套补偿容量均为2400kVar，将低网损，高效节能，提高了负荷功率因数；抑制系统谐波，稳定电压；减少无功电流，节省变压器的增容费用，对用电质量和用电设备的安全等方面起到了重要的作用。
4 结语
煤矿供电是保证矿井运转的前提条件，是非常重要的，对设备合理的选型，正确安装并使用它们不仅可以避免或减少事故的发生，而且会给企业带来效益。对于设备的选型应根据各个煤矿的实际需求进行，不能一概而论。只有将各类设备的保护配备齐全，才能保证矿井供电系统的正常运行。
参考文献：
[1]周作学.10kV供电系统在煤矿深井生产中的应用[J].价值工程，2011（09）.
[2]张祯波.某矿井下采区变电所供电技术方案研究[J].价值工程，2012（30）.
[3]姜均辉.10kV线路无功补偿降损情况分析[J].黑龙江科技信息，2010（29）.
关键词：煤矿 供电系统 10kV高压开关柜 10kV无功补偿
1 矿井供电电网介绍
本矿分别是I回路引自马村110kV变电站，供电距离：3.56km；II回路引自东周35kV变电站，供电距离：3.9km；导线型号为JKLGYJ/Q-240mm2。当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿负荷用电。两回电源线路均采用混凝土单杆架设，一回工作一回备用，当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿井负荷用电。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷，两回架空线路未共杆架设。除此以外本矿还自备电源，自备电源为：1200GF柴油发电机组，并且对备用电源进行日常管理和维护，每10天对柴油发电机组进行一次启动和运行试验。从而保证了矿井供电电源线路发生故障或其它原因断电，备用电源能够及时的投入使用，使矿井通风机等在10min内可靠的启动并运行，缩短了停电时间，降低了事故的危害程度，控制事故波及的范围。
2 矿井供电网络布置
10kV计量2回路，10kV进行2回路，10kV PT 2回路，10kV站变2回路，10kV电容2回路，10kV出线14回路，分段隔离各一回，接线方式为单母分段接线；电缆进出线方式。另外在矿区内部选型2台箱式变电站进行全部负荷分配。1000kVA箱式变电站用来控制生产区域供电；315kVA箱式变电站用来控制生活区用电。
地面10kV变电所内10kV及0.4kV母线均为单母线分段。向井下供电的高压10kV系统采用中性点不直接接地系统；低压380/220V系统采用中性点接地系统。所内布置屋内10kV高压配电室，0.4kV低压配电室和补偿电容器室、控制室、值班室，两台地面主变压器选用SCB10-315kVA 10/0.4kV和SCB10-1000kVA 10/0.4kV干式变压器各两台。变压器负荷率为81.04%，保证率为100%。
所用电源为交流电源：380/220V，电源取自0.4kV低压开关柜，作为变电站内的动力、照明及操作电源。根据运行方式，全矿井无功补偿采用变电所10kV侧采用MNG型动态自动无功补偿装置，补偿容量1800kVar。10kV架空输电线路终端杆上设避雷器，防止雷电引入变电所内。10kV母线上装设阀型避雷器，防止内过电压。10kV架空输电线路两端装设管型避雷器，防止雷电引入变电所内。10kV变电所架设避雷针，防直击雷。本矿用电计量装于10kV进线侧，10kV进线一回工作，一回带电备用；变电所采用直流操作的方式，操作电源取自免维护铅酸蓄电池。变电所设计采用微机保护和微机监控设备，完成对主变电所主设备的控制、保护、测量、信号等功能。
3 开闭所供电设备及有关保护装置功能
3.1 10kV开关柜 采用KYN28A-12（Z），具有完善的防误机械联锁装置：能够有效的防止电气误操作事故的发生。开关柜电缆室门与接地开关实现机械联锁，保证接地开关合上后方可开门。
3.2 综合保护 随着电力系统的自动化建设和改造不断的发展，电网企业大多已经实现了对远程变电站的遥测、遥信、遥控、遥调，即“四遥”功能。我矿为了提高劳动生产率，增加企业经济效益，对电力生产实现无人值守模式和远程遥控操作。设计了集摇视系统、安全保卫系统、消防系统、环境监测系统和动力监测系统五大功能，一旦变电站内部发生安全或者设备数据的报警，系统科通过综合智能控制系统集中管理，做到了集中监控、存储和管理，更便于应急指挥，实现了对变电站区域内场景情况的监视、设备的外观状态及隔离开关的分合状态以及主控室、高压室、蓄电池室、电缆层、通讯机房等情况的监测。安全防护系统、消防报警系统等科进行周界、室内、门禁的报警及安全布控。
报警功能：当发生报警事故时，能够自动切换至相应摄像机，并自动进行存盘录像，同时传播报警信息和相关图像。
周界报警系统：安全可靠，对人体无直接伤害，故障率低、误报率低。能够不受气候、地形、树木、小动物等影响，无盲区、无死角。
消防报警系统：具有强大的分析、判断能力，通过探测器运行程序，能够自动完成外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，大大的提高了整个系统探测火灾的实时性、准确性。
3.3 直流电源系统 原系统存在的问题高配电室直流操作电源系统通常包括两路380VAC供电电源、低压交流配电屏、直流整流控制屏。蓄电池组和操作信号屏、原系统存在如下问题：①系统设计不规范。系统仅有一路来自相邻低配电室提供的380VAC电源，当低配电室发生电器故障或设备需要检修时，直接影响到系统正常供电。②电器设备老化。低压交流配电屏内电源小母排氧化严重，铅酸蓄电池柜体经长期腐蚀已变形。③电器设备技术落后，设备维护成本高。低压交流配电屏采用开关受电，缺少电控操作。整流控制插件板备件短缺，故障修复比较困难。铅酸蓄电池组，单个蓄电池容量小，总体数量要求多。在蓄电池充放电过程中，电解液不同程度泄漏。铅酸蓄电池每半年需要补充电解液，使用寿命不超过二年。 为了实现对二次回路的信号设备、保护、自动装置、事故照明等提供直流电源，由电池屏和直流充电屏（直流屏）组成，蓄电池采用12V阀控式铅酸免维护理士电池，是直流电源系统的备用电源，交流配电设备的操作电影。微机监控单元采用大屏幕液晶汉字显示，通过监控单元进行整流模块参数设置，实现了对各回路及充电模块状况在线显示。具有直流系统绝缘在线监测、自动降压、防雷等功能。
3.4 微机五防 《电业安全工作规程》规定：“为防止误操作，高压电气设备都应加装防误操作的闭锁装置”。现在，防误装置已成为防止误操作、确保变电站的安全运行和保证电气设备、人身安全的有效而可行的手段。
传统的电气防误操作技术是现场的一种电气联锁装置，它是通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁。它只能防止开关、隔离开关、地刀的错误操作，但是对误入带点间隔、接地线的挂接（拆除）起不到作用，根本无法实现完整的“五防”功能，针对这些漏洞我矿开闭所装设了微机“五防”系统，防误闭锁装置是由计算机、电脑钥匙、电编码锁、机械编码锁及其附件组成。依靠闭锁逻辑和现场钥匙实现对断路器、隔离开关、接地开关、地线、遮拦或开关柜的闭锁，其装置具有强制运行人员按照给定的安全操作程序对电气设备进行操作，避免电气五操作，实现五防（①防止误分、误合开关。②防止带负荷拉、合刀闸。③防止带电挂接地线或合接地刀。④防止带接地线或接地刀闸合开关或合分刀闸。⑤防止误入带电间隔）要求。
3.5 无功补偿系统 随着科学技术的发展，煤矿设备也在朝大功率、变频化方向发展。我矿地面主通风机、主斜井提升机、空压机等都是变频驱动，但是大功率的整流器件的使用给电网带来影响，为了杜绝谐波对电网造成影响，我矿10kV母线上共装设补偿装置2套，每套补偿容量均为2400kVar，将低网损，高效节能，提高了负荷功率因数；抑制系统谐波，稳定电压；减少无功电流，节省变压器的增容费用，对用电质量和用电设备的安全等方面起到了重要的作用。
4 结语
煤矿供电是保证矿井运转的前提条件，是非常重要的，对设备合理的选型，正确安装并使用它们不仅可以避免或减少事故的发生，而且会给企业带来效益。对于设备的选型应根据各个煤矿的实际需求进行，不能一概而论。只有将各类设备的保护配备齐全，才能保证矿井供电系统的正常运行。
参考文献：
[1]周作学.10kV供电系统在煤矿深井生产中的应用[J].价值工程，2011（09）.
[2]张祯波.某矿井下采区变电所供电技术方案研究[J].价值工程，2012（30）.
[3]姜均辉.10kV线路无功补偿降损情况分析[J].黑龙江科技信息，2010（29）.