采礦工程供配電設(shè)計思路構(gòu)建

左雙杰

（沈陽有色冶金設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003）

金屬礦山作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨政策深化改革，加強礦山整頓，將分散資源整合，關(guān)閉小規(guī)模礦山，十分必要[1]。

1 工程概況

以某采礦工程改造為例，此工程地處丘陵，始建于2003年，地下開采方式，斜、豎井聯(lián)合開拓，礦體有六條，分成五個獨立開拓系統(tǒng)[2]。長期無序開采，采掘失調(diào)，缺少統(tǒng)一規(guī)劃，造成大礦小開，秩序混亂，安全隱患大，效率低的現(xiàn)象。

鑒于此，礦山企業(yè)根據(jù)資源分布和現(xiàn)有設(shè)施情況，進行技術(shù)改造，采用一套開拓系統(tǒng)，將原3號采區(qū)內(nèi)豎井改造為主、副提升井，兼做入風(fēng)井，各采區(qū)風(fēng)井為回風(fēng)井，坑內(nèi)排水采用倒段排水。整改后處理原礦石達到100萬t/a，極大提高了生產(chǎn)效率[3]。

通過資源優(yōu)化，結(jié)束無序開采，減少對環(huán)境破壞，充分體現(xiàn)現(xiàn)行礦山環(huán)保政策前瞻性。

2 電源及電力負荷

根據(jù)改造后資料，重新進行供配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計。由于坑內(nèi)采礦，井下排水和豎井提升人員用提升機等為一級負荷，經(jīng)與礦方技術(shù)溝通后，礦區(qū)周邊有兩所區(qū)域變電站，分別距離礦區(qū)1.2km和3.5km，電壓10kV，滿足雙重電源要求。

在地表坑口負荷中心處，設(shè)置坑口變電所，雙重電源進線，電源分別引自礦區(qū)周圍兩處區(qū)域變電站，電壓為10kV，供配電范圍：井下排水、主副提升機、空壓機以及附屬設(shè)施。

經(jīng)負荷計算，坑口變電所10kV母線側(cè)（經(jīng)高低壓補償后）礦區(qū)正常涌水時，計算結(jié)果為：

有功功率：4235.63kW；

無功功率：1392.18kvar；

視在功率：4458.56kVA；

功率因數(shù)：0.95；

年耗電量：22872MW·h。

3 系統(tǒng)設(shè)計與布置

以地表坑口變電所為電力中心，采用放射式配電，向主副井提升機房、井下中央變電所、主通風(fēng)機房變電所及附屬設(shè)施變電所供電，電壓10kV；采用鎧裝電力電纜埋地敷設(shè)方式，其中向井下供電采用阻燃粗鋼絲鎧裝電力電纜[4]。

依照節(jié)能要求，優(yōu)化供配電系統(tǒng)，在各工序負荷中心處設(shè)變電所，減少線路電能損耗，在工序變電所設(shè)補償裝置，減小變壓器容量；主要變電所有坑口變電所、400m中段井下中央變電所、0m中段井下變電所、采區(qū)變電所、主通風(fēng)井變電所。

（1）坑口變電所

在地表負荷中心處設(shè)變電所一座，雙重電源進線，10kV單母線分段；設(shè)變壓器一臺，容量630kVA，電壓10/0.4kV，采用節(jié)能型干式變壓器。

（2）400m中段井下中央變電所

在400m中段主排水泵站旁設(shè)變電所一座，10kV單母線分段，雙重電源進線，電源分別引自坑口變電所不同10kV母線段。

水泵房內(nèi)排水泵三臺，正常涌水1用1備1檢修，最大涌水2用1備，排水泵電機功率315kW，電壓10kV。

設(shè)兩臺變壓器，容量125kVA，電壓10/0.4kV，采用礦用一般型干式變壓器，中性點不接地。

（3）0m中段井下變配電所

在0m中段水泵房旁設(shè)變電所一座，10kV單母線分段，雙重電源進線，電源分別引自400m中段井下中央變配電所不同10kV母線段。

水泵房內(nèi)排水泵三臺，正常涌水1用1備1檢修，最大涌水2用1備，排水泵電機功率280kW，電壓10kV。

設(shè)兩臺變壓器，容量125kVA，電壓10/0.4kV，采用礦用一般型干式變壓器，中性點不接地。

（4）采區(qū)變電所

設(shè)兩座采區(qū)變電所，位置隨采礦生產(chǎn)進度設(shè)置，每座設(shè)一臺變壓器，容量315kVA，電壓10/0.4kV，采用礦用一般型干式變壓器，中性點不接地。在每采區(qū)變電所內(nèi)布置一套電機車牽引裝置，為井下運輸供電。

（5）主通風(fēng)井變電所

在各處主通風(fēng)井分別設(shè)變電所一座，內(nèi)設(shè)一臺變壓器，容量500kVA，電壓10/0.4kV，采用節(jié)能型干式變壓器。電源進線分別引自坑口變配電所10kV母線段。主通風(fēng)機采用變頻調(diào)節(jié)及計算機控制系統(tǒng)。

4 電能質(zhì)量及繼電保護

電能質(zhì)量要求電壓允許偏差控制在額定電壓±5%以內(nèi)；采用高、低壓無功補償裝置，將功率因數(shù)控制在0.95以上。

在10kV配電進出線回路設(shè)微機綜合保護裝置，對10kV變壓器采用溫度保護、過負荷、過電流及電流速斷保護并輔以小電流接地保護。

以上配電保護措施，可使10kV配電系統(tǒng)安全、可靠的運行。

5 總結(jié)

由于采礦工程自身特點，結(jié)合實際需求，分析其工藝，按節(jié)能要求，設(shè)計供配電系統(tǒng)，對礦山企業(yè)安全可靠生產(chǎn)至關(guān)重要，是礦山企業(yè)持續(xù)發(fā)展的基本保障。