基于煤矿井下6kV采区变电所设计分析

杨立宏

摘  要：在煤矿系统中，电力系统的安全可靠是保障煤矿安全生产的前提条件。伴随着我国煤矿企业机械化程度不断提高，机械设备负荷不断增加，井下供电线路越来越长，在对井下供配电系统进行设计的时候，一定要统筹考虑和科学设计，继而设计出一套安全可靠、经济合理的供配电系统。本文结合某矿采区变电所实例，对煤矿井下采区供电系统的设计进行分析，为相似条件下采区变电所的设计提供参考。

关键词：煤矿井下  采区变电所  供电设计

1  工程概况

本采区变电所设置在采区中部，采用6kV双电源进线，双回路均引自上级中央变电所的6kV不同母线段，设置电源进线开关，单母线分段并设联络开关，分列运行。当一回路中断供电时，另一回路应能担负本采区变电所全部用电负荷。采区设置1个综采工作面，1个综掘工作面和1个采区排水泵房。

2  采区变电所供电负荷计算

综采工作面的负荷：采煤机、前部刮板输送机、后部刮板输送机、乳化泵、转载机采用3.3kV电压供电;皮带机、综保、回绞、单轨吊、水泵采用1.14kV电压供电。综掘工作面的负荷：单轨吊、皮带机、涨紧绞车、综掘机、局扇、耙矸机、喷浆机、水泵采用1.14kV电压供电。采区泵房水泵采用6kV电压供电，照明采用127V电压供电。综采、综掘设备供电采用移动变电站，在设备列车上安装移动变电站，随着工作面机组的推进移动。负荷统计详见表1负荷统计表。

综采面工作容量共3835kW，需要系数Kx=0.49，功率因數cosφ=0.7，有功功率3835×Kx=1879kW，无功功率1879×tgφ=1917kvar，视在功率3835÷cosφ=2684kVA。综掘面工作容量共2865kW，需要系数Kx=0.575，功率因数cosφ=0.7，有功功率1647kW，无功功率1680kvar，视在功率2553kVA。除去泵房后的负荷考虑同时系数Ks，有功Ks取0.85，得出有功功率（1879+1647）×0.85=2997kW，无功Ks取0.9，得出无功功率（1917+1660）×0.9=3237kvar，视在功率4411kVA。采区泵房有功功率558kW，无功功率285kvar，视在功率627kVA。照明有功功率0.98kW，无功功率0.47kvar，视在功率1kVA。一至四项负荷合计：总有功功率2997+558+0.98=3556kW，总无功功率3237+285+0.47=3522kvar，总视在功率=5005kVA。经计算，采区变电所电源进线电缆选用MYJV22-6000 3X185mm2型煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。

3  采区变电所主要电气设备选型

根据采区变电所的负荷，依据公式Ic=Sc/（UN），计算双回路进线和联络高爆开关的额定电流应大于总负荷计算电流。公式中，Ic为计算电流，Sc为计算视在功率，UN为用电设备额定电压。经计算，双回路进线及联络高爆开关的额定电流应大于进线和馈出线的计算电流（481A），选择电流互感器为630/5、型号为PBG-630/6的矿用隔爆高压真空开关作为进线开关和联络开关。

综采、综掘工作面高爆开关的额定电流应大于最大计算负荷电流（150A），故选择电流互感器为200/5、型号为PBG-200/6矿用隔爆高压真空开关7台。采区泵房水泵高爆开关的额定电流应大于计算负荷电流（38A），故选择电流互感器为75/5、型号为PBG-75/6矿用隔爆高压真空开关5台。

局部通风机变压器高爆开关的额定电流应大于变压器额定电流，变压器的额定电流为31A，故选择电流互感器为50/5、型号为PBG-50/6矿用隔爆高压真空开关4台。

供电系统设置KBSG-315/6/1.2矿用隔爆干式变压器5台，KBSG-315/6/0.69矿用隔爆干式变压器1台，KBZ20-200/1140矿用隔爆真空馈电开关18台，KBZ20-400/1140矿用隔爆真空馈电开关2台，DKBG-1000/6矿用隔爆电抗器3台。ZBZ2-10 1140/133V照明变压器综合保护装置6台，QJZ-4×80/1140矿用隔爆型组合开关2台。

4  采区变电所电气设备布置

井下采区变电所硐室内矿用隔爆高压真空开关、矿用隔爆干式变压器和矿用隔爆电抗器都集中布置在北侧，矿用隔爆真空低压馈电、矿用隔爆型组合开关和照明变压器综合保护装置都集中布置在南侧。高、低压配电设备互为对面布置，高低压之间操作走廊距离为2米，硐室内各种设备与墙壁之间留出0.5米以上的通道，各种设备之间留出0.8米以上的通道，对不需从两侧或者后面进行检修的设备，可以不留通道。

5  结语

井下采区变电所的安全可靠运行是保障煤矿安全生产的前提条件。本文结合某矿井下采区变电所做了设计分析，设计符合国家及煤炭行业相关规范规程，经过正常运行验证，满足矿井生产要求，可靠保障了矿井的安全高效生产。

参考文献

[1] 申晓剑.某煤矿采区6kV供电设计研究[J].河南科技，2014，11.

[2] 顾永辉.煤矿电工手册[M].北京：煤炭工业出版社，1999.

[3] 煤矿安全规程2016年修订版[M].北京：中国法制出版社，2016.