煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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1煤礦采區(qū)供電中主要存在的問(wèn)題

采區(qū)供電系統(tǒng)的電壓具有不穩(wěn)定性，波動(dòng)的次數(shù)也較為頻繁，使得設(shè)備起動(dòng)和日常作業(yè)、工作供電方面的可靠性降低。多數(shù)的采煤機(jī)械設(shè)備在煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)中應(yīng)用都是以電力電子為核心的，并且具有非線(xiàn)性電力負(fù)荷的特點(diǎn)，在這些設(shè)備的運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中就會(huì)產(chǎn)生眾多的諧波分量。這種情況同樣會(huì)威脅到供電系統(tǒng)的可靠性，降低工作人員對(duì)此供電系統(tǒng)的信心。供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也會(huì)有考慮不周全，忽略了煤礦采區(qū)生產(chǎn)量增大的情況。由于產(chǎn)量增大，那么原來(lái)設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足這時(shí)的煤礦采區(qū)，其中的變壓器的容量不能滿(mǎn)足數(shù)量在增加的電動(dòng)拖動(dòng)系統(tǒng)所需要的起動(dòng)容量，造成系統(tǒng)不能起動(dòng)，拖慢采區(qū)作業(yè)的進(jìn)度與降低效率，造成采區(qū)工作人員再一次地對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性增添了懷疑。

2煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1采區(qū)漏電保護(hù)

現(xiàn)在的設(shè)備多數(shù)是智能化高科技產(chǎn)品，具有漏電保護(hù)功能，所以出現(xiàn)漏電的可能性的高低是取決于安裝系統(tǒng)的可靠性。在變電所、運(yùn)輸巷、井底車(chē)場(chǎng)和其他配電點(diǎn)的用電設(shè)備的外殼連上橡膠電纜。另外，必須可靠地進(jìn)行主接地極，在水溝處或者潮濕的地方可以有針對(duì)性地采用局部接地的埋設(shè)，但采用的鋼板的面積和厚度都需要多加注意。

2.2設(shè)備的保護(hù)

除了漏電之外，在采區(qū)的變電所、配電點(diǎn)和移動(dòng)變電站都需要安裝短路、過(guò)負(fù)荷的保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)程控制裝置，提高供電系統(tǒng)的可靠性。在高壓電線(xiàn)區(qū)域必須裝上具有選擇性的單向接地的保護(hù)裝置。

2.3提高供電系統(tǒng)電壓

在正常情況下，動(dòng)力線(xiàn)路的電壓變動(dòng)范圍只能在5%以?xún)?nèi)，不得超過(guò)。這是電業(yè)規(guī)程的規(guī)定要求，也是為了保證采區(qū)電器設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，高效穩(wěn)定所提高的硬性要求。為了保證采區(qū)供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，在選擇電纜截面的時(shí)候往往會(huì)偏向于大型。雖然這會(huì)增加供電系統(tǒng)的成本，但是采區(qū)kV級(jí)電壓設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，除了提高供電的可靠性和供電質(zhì)量水平之外，還能降低供電的電流，減少電能在線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中的損失，大大提高供電電路中的電能傳輸效率。

2.4控制電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于運(yùn)作功率較大、可以空載啟動(dòng)和對(duì)起動(dòng)沒(méi)有特殊要求的機(jī)電設(shè)備，可以采取降壓起動(dòng)式；而對(duì)于功率小、在運(yùn)作過(guò)程總對(duì)供電系統(tǒng)影響不大的機(jī)電設(shè)備，可以采取直接起動(dòng)式；對(duì)于功率大、負(fù)荷又集中并且要求重載起動(dòng)的點(diǎn)擊拖動(dòng)系統(tǒng)就要求使用變極調(diào)速的方式。針對(duì)不同的機(jī)電設(shè)備，采取不同的起動(dòng)方式，這樣才能保證供電系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，增強(qiáng)其中的可靠性。

2.5設(shè)計(jì)電纜截面及型號(hào)

在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，電纜選型的設(shè)計(jì)方法的依據(jù)有：電壓的損失、電流密度、機(jī)械強(qiáng)度和短路熱穩(wěn)定條件等。而采區(qū)的機(jī)電設(shè)備的電纜大部分為動(dòng)力電纜，所以電纜選型的設(shè)計(jì)方法應(yīng)采用按照電壓損失來(lái)對(duì)電纜截面和型號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再用按長(zhǎng)期運(yùn)行的條件來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保電纜工作穩(wěn)定性。

3結(jié)語(yǔ)

總結(jié)以上的論述，在進(jìn)行設(shè)計(jì)煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的時(shí)候，無(wú)可厚非的是需要根據(jù)煤礦采區(qū)的實(shí)際情況：產(chǎn)量多少、規(guī)模、實(shí)際用電情況、地勢(shì)特點(diǎn)等方面，再思考需要的系數(shù)、配電點(diǎn)的確定、電纜類(lèi)型、長(zhǎng)度以及機(jī)電設(shè)備的選擇等多方面的因素。除此之外，還要顧及供電系統(tǒng)的后期的維護(hù)工作以及采區(qū)規(guī)模發(fā)生變化后所做的應(yīng)對(duì)措施。這樣才能設(shè)計(jì)出科學(xué)可持續(xù)、合理規(guī)范、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的采區(qū)供電系統(tǒng)，保證礦工人員的生命安全和煤礦采取工作的正常運(yùn)作、高效進(jìn)行。

作者：張海超 單位：開(kāi)灤能源股份有限公司范各莊礦業(yè)分公司