煤炭连采工作面供电系统设计

陈虎成

摘要：近些年来，我国的高产高效矿井的数量逐渐增加，工作面的装备日益更新。总体来说，整个的连采系统的先进性不仅仅取决于单机设备和设备的合理选择和配型，连采工作面上的供电系统也是至关重要的。因此，符合国家条件和要求，设计好适合现代化矿井连采条件的供电系统是实现安全高产高效现代化矿井的关键。本文就结合煤矿供电系统的现状，提出了连采工作面供电系统的设计方案，对连采工作面的供电系统进行设计和改进，以提高供电系统的可靠性和安全性，保证矿井的高产高效。希望通过连采工作面的可靠，安全，经济合理的供电系统设计提高煤矿的产出效益，从而提高经济效益，保证安全生产。

关键词：连采工作面；供电系统设计

一、研究意义

目前，我国的矿井生产工作面不断地延伸和扩大。在矿井中，高压供电电缆和设备不断地深入末端，低压系统也一直不断地发展，密密麻麻的电网，高低压开关和磁力启动器随处可见，那么这些供电设备的安全性如何就成为大家最为关心的问题，因为供电设备的安全性直接关系着矿井的生产是否可以安全进行。众所周知，煤矿的环境很特殊，瓦斯爆炸经常在煤炭的采掘过程中发生，而长期处于温度和湿度较高环境中的供电设备内部容易产生凝露现象。据有关资料显示，在众多的矿井事故中，由于供电设备引发的事故占据50%，触电的死亡率为64%。如此可见，为了确保矿井生产可靠、安全，设计合理的供电系统是十分必要的。

第二章，负荷统计和移动变电站的选择。

二、负荷统计

在实际的供电工作中，供电设备不可以满负荷运行，实际的负荷容量往往小于额定的容量；况且生产需要的不同决定所有的设备不能同时工作。笔者为了对负荷进行准确的计算和统计需要合理的计算方法，采用的计算方法主要是系数法，二项式法，等等，系数法是最为主要的方法。

三、连采工作面移动变电站数量的确定

经过分析调查，连采工作面供电电源的电压为10kV。 依据供电设备的容量及其布置，分别采用三种电压等级10kv、1140v、660v来供电，此外，照明及其保护的控制电压则为127V通过以上的负荷计算以及矿井工作平台的大小来确定移动变电站的数量。

四、选择高低压电缆

根据《煤矿安全规程》的相关规定，在移动变电站供电的高压电缆应该选取煤矿专用的监视型高压双屏蔽的橡套电缆。众所周知，电缆会因为电流的通过而发热使其温度升高，而且当时间过长时电缆就会加速老化，受到严重损害，甚至引起火灾及爆炸，因此在选取截面时要根据电流大小合理选择。同时由于线路存在电阻和电抗的问题，电压的损失会影响设备的运转，因此应该按电网允许电压进行校对，保证设备的正常运行。

对于低压电缆的选择也要在符合《煤矿安全规程》的前提下，以实际用电设备的要求为依据，结合电缆的用途和铺设场所的情况进行确定。但需要注意的是固定铺设的动力电缆要选用铠装铅包纸的绝缘电缆或不燃性橡胶电缆，此外，接地的橡胶电缆只能用作接地回路。

五、选择低压开关

在进行低压馈电开关的选择时，设备应该遵循额定电流大于等于其控制的设备额定电流的要求，以免发生事故。此外，馈电应该具备短路，过负荷，漏电跳闸及闭锁等功效，以起到保护的作用。对于电子式磁力启动器，则遵循额定电流小于等于其控制的设备额定电流的要求，应该具备短路，过负荷，漏电闭锁，断相等保护和远程控制的功能。

经过对供电设备参数的对比，开关应该选取煤矿专用的隔爆型真空饋电开关KBZ-630/1140（660）、KBZ-400/1140（660），磁力启动器用QJZ-315/1140（660）系列。

六、确定接地方案设计

煤矿所创造的的经济效益应该是建立在安全生产的基础之上的，安全可靠的工作面供电系统是煤矿获得更好的经济效益的坚实基础。众所周知，矿区存在大量的供电设备，在连采的工作面如果没有良好的接地就会产生较大的杂散电流，不然很容易产生危险事故。

在接地方案中，每个需要接地的设备都要用专用的连接导线直接与接地或铠装电缆的装层及铅护套相互连接，禁止设备串联接地；此外，辅助接地和主接地之间保持5米以上的距离；每个单独的高压电气设备设置一个局部的接地极。

七、工作展望

1、在煤矿连采工作面供电系统的设计中，电力负荷是重要的依据和参考系数，这对于设备的合理选择和系统的安全运行至关重要。但是设计过程中设备参数的测量不会十分准确，况且电气设备的继电保护在实际的运行过程中和理论中的计算也存在着偏差，这些存在的问题要求在供电设备的安装调试过程中不断地完善，以达到最为优化的状态。

2、现代的科学技术飞速发展，供电系统中存在的瑕疵将在以后的新产品的研发中得到克服，供电系统会朝着先进和不断完善的方向发展。

3、在工作面的供电工作中，结合先进的计算机技术、电子技术、通信技术和信号处理技术可以实现对工作面主要的设备的监控、控制，此外还可以与局部或上级的计算机兼容，实现供电系统的自动化，以提高电网的安全性和供电的持续性。

八、结语

随着科学技术的不断发展，矿井的采煤设备不断增加，机械化的程度大幅度提高，供电系统的安全性就显得尤为重要。

参考文献

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