煤炭連采工作面供電系統(tǒng)設計

陳虎成

摘要：近些年來，我國的高產(chǎn)高效礦井的數(shù)量逐漸增加，工作面的裝備日益更新。總體來說，整個的連采系統(tǒng)的先進性不僅僅取決于單機設備和設備的合理選擇和配型，連采工作面上的供電系統(tǒng)也是至關重要的。因此，符合國家條件和要求，設計好適合現(xiàn)代化礦井連采條件的供電系統(tǒng)是實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的關鍵。本文就結合煤礦供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了連采工作面供電系統(tǒng)的設計方案，對連采工作面的供電系統(tǒng)進行設計和改進，以提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，保證礦井的高產(chǎn)高效。希望通過連采工作面的可靠，安全，經(jīng)濟合理的供電系統(tǒng)設計提高煤礦的產(chǎn)出效益，從而提高經(jīng)濟效益，保證安全生產(chǎn)。

關鍵詞：連采工作面；供電系統(tǒng)設計

一、研究意義

目前，我國的礦井生產(chǎn)工作面不斷地延伸和擴大。在礦井中，高壓供電電纜和設備不斷地深入末端，低壓系統(tǒng)也一直不斷地發(fā)展，密密麻麻的電網(wǎng)，高低壓開關和磁力啟動器隨處可見，那么這些供電設備的安全性如何就成為大家最為關心的問題，因為供電設備的安全性直接關系著礦井的生產(chǎn)是否可以安全進行。眾所周知，煤礦的環(huán)境很特殊，瓦斯爆炸經(jīng)常在煤炭的采掘過程中發(fā)生，而長期處于溫度和濕度較高環(huán)境中的供電設備內(nèi)部容易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。據(jù)有關資料顯示，在眾多的礦井事故中，由于供電設備引發(fā)的事故占據(jù)50%，觸電的死亡率為64%。如此可見，為了確保礦井生產(chǎn)可靠、安全，設計合理的供電系統(tǒng)是十分必要的。

第二章，負荷統(tǒng)計和移動變電站的選擇。

二、負荷統(tǒng)計

在實際的供電工作中，供電設備不可以滿負荷運行，實際的負荷容量往往小于額定的容量；況且生產(chǎn)需要的不同決定所有的設備不能同時工作。筆者為了對負荷進行準確的計算和統(tǒng)計需要合理的計算方法，采用的計算方法主要是系數(shù)法，二項式法，等等，系數(shù)法是最為主要的方法。

三、連采工作面移動變電站數(shù)量的確定

經(jīng)過分析調(diào)查，連采工作面供電電源的電壓為10kV。 依據(jù)供電設備的容量及其布置，分別采用三種電壓等級10kv、1140v、660v來供電，此外，照明及其保護的控制電壓則為127V通過以上的負荷計算以及礦井工作平臺的大小來確定移動變電站的數(shù)量。

四、選擇高低壓電纜

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的相關規(guī)定，在移動變電站供電的高壓電纜應該選取煤礦專用的監(jiān)視型高壓雙屏蔽的橡套電纜。眾所周知，電纜會因為電流的通過而發(fā)熱使其溫度升高，而且當時間過長時電纜就會加速老化，受到嚴重損害，甚至引起火災及爆炸，因此在選取截面時要根據(jù)電流大小合理選擇。同時由于線路存在電阻和電抗的問題，電壓的損失會影響設備的運轉，因此應該按電網(wǎng)允許電壓進行校對，保證設備的正常運行。

對于低壓電纜的選擇也要在符合《煤礦安全規(guī)程》的前提下，以實際用電設備的要求為依據(jù)，結合電纜的用途和鋪設場所的情況進行確定。但需要注意的是固定鋪設的動力電纜要選用鎧裝鉛包紙的絕緣電纜或不燃性橡膠電纜，此外，接地的橡膠電纜只能用作接地回路。

五、選擇低壓開關

在進行低壓饋電開關的選擇時，設備應該遵循額定電流大于等于其控制的設備額定電流的要求，以免發(fā)生事故。此外，饋電應該具備短路，過負荷，漏電跳閘及閉鎖等功效，以起到保護的作用。對于電子式磁力啟動器，則遵循額定電流小于等于其控制的設備額定電流的要求，應該具備短路，過負荷，漏電閉鎖，斷相等保護和遠程控制的功能。

經(jīng)過對供電設備參數(shù)的對比，開關應該選取煤礦專用的隔爆型真空饋電開關KBZ-630/1140（660）、KBZ-400/1140（660），磁力啟動器用QJZ-315/1140（660）系列。

六、確定接地方案設計

煤礦所創(chuàng)造的的經(jīng)濟效益應該是建立在安全生產(chǎn)的基礎之上的，安全可靠的工作面供電系統(tǒng)是煤礦獲得更好的經(jīng)濟效益的堅實基礎。眾所周知，礦區(qū)存在大量的供電設備，在連采的工作面如果沒有良好的接地就會產(chǎn)生較大的雜散電流，不然很容易產(chǎn)生危險事故。

在接地方案中，每個需要接地的設備都要用專用的連接導線直接與接地或鎧裝電纜的裝層及鉛護套相互連接，禁止設備串聯(lián)接地；此外，輔助接地和主接地之間保持5米以上的距離；每個單獨的高壓電氣設備設置一個局部的接地極。

七、工作展望

1、在煤礦連采工作面供電系統(tǒng)的設計中，電力負荷是重要的依據(jù)和參考系數(shù)，這對于設備的合理選擇和系統(tǒng)的安全運行至關重要。但是設計過程中設備參數(shù)的測量不會十分準確，況且電氣設備的繼電保護在實際的運行過程中和理論中的計算也存在著偏差，這些存在的問題要求在供電設備的安裝調(diào)試過程中不斷地完善，以達到最為優(yōu)化的狀態(tài)。

2、現(xiàn)代的科學技術飛速發(fā)展，供電系統(tǒng)中存在的瑕疵將在以后的新產(chǎn)品的研發(fā)中得到克服，供電系統(tǒng)會朝著先進和不斷完善的方向發(fā)展。

3、在工作面的供電工作中，結合先進的計算機技術、電子技術、通信技術和信號處理技術可以實現(xiàn)對工作面主要的設備的監(jiān)控、控制，此外還可以與局部或上級的計算機兼容，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動化，以提高電網(wǎng)的安全性和供電的持續(xù)性。

八、結語

隨著科學技術的不斷發(fā)展，礦井的采煤設備不斷增加，機械化的程度大幅度提高，供電系統(tǒng)的安全性就顯得尤為重要。

參考文獻

[1] 周邦全.煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和趨勢[J].礦業(yè)安全與環(huán)保.2007（S1）.

[2] 趙延明，高軍，楊國慶，李仲宇.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤礦機電.2007（03）.

[3] 嚴莉.繼電保護裝置可靠性及其最佳檢修周期的研究[D].山東大學 2010.