煤矿变电所供电系统分析

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）01-0243-01

摘要：随着煤炭开采的不断发展，煤矿供电任务进一步复杂，对供电安全要求更加严格。煤矿变电所供电系统对矿井的提升、通风、采煤、运输、选煤等具有重要的意义，如何根据煤矿实际情况，合理科学设计变电所供电系统，具有现实意义。

关键词：煤矿 变电所 供电系统 联络开关 分析

随着科学技术的发展 ，煤矿主供电能力明显不足 ，时常发生一些大的供电事故 ，对整个矿井的安全生产构成威胁。因此 ，对矿区变电所供电系统进行科学分析具有重要的意义。随着变电所改造后供电系统的短路容量大大增加 ，在系统上运行的某些设备的电气性能 （如短路容量、动热稳定性等 ）已经不能满足新系统的要求，在电气开关柜及其高压设备的选择和应用上应注意供电系统发生的新变化，不能按传统的经验选择。

一、煤矿生产对变电所的所用电的要求

（1） 采用手动操作的变电所，当所内照明电源可由邻近变压器供给时可不装所用变压器，其控制，信号电源可由母线电压互感器供给，仅在必要时才装一台所用变压器，所内事故照明可采用手电筒或矿灯。

（2） 采用其他方式操作的变电所，当只有一路电源时，在受电断路器的电源侧装一台所用变压器，并尽量取得备用电源；；两路电源时，一般装两台所用变压器，分别接在受电断路器的电源侧，或接在两段母线上，互为备用；若有可靠的低压电源，也可只装一台所用变压器。

（3） 当变电所内装有380v配电变压器能满足所用点要求时，可不设专用的所用变压器，所用电负荷可由配电变压器兼供。变电所的所用电由母线电压互感器供给，同时，所内没有备用电源。

（4） 低压配电系统保护接地形式的确定低压配电系统保护接地的形式共有三大类。

二、电线电缆的选择与敷设

1、电线，电缆型号的选择。根据电压等级和使用场所，矿井地面各用电点供电采用架空，使用铝线。

2、电线，电缆截面的选择。高压线路导线截面一般按经济电流密度选择，按最大长时工作电流和允许电压损失效验，对架空线路还应效验其机械强度。

⑴按经济电流密度选择导线截面，以主井提升机为例进行计算。

⑵按最大长时工作电流选择导线截面。电压损失的计算：计算高压线路的电压损失时应考虑线路运行后，由于温度的增大而使线路电阻增加的情况，一般可按最高40%考虑。所以导线截面选择是合适的，由于其他导线面积与此方法相同，故不再计算。

⑶架空线路的路径与杆位应符合下列要求：选取线路短，转角少，交叉跨越少的路径、尽量少占农田、采取有效措施防止对邻近设施如电台、弱电线路等的影响、尽量减少与其他设施的交叉、尽量避开爆炸物，易燃物和可燃液体的生产厂房，仓库 贮罐等、尽量避开洼地，冲刷地带以及易被车辆碰撞等处、交通运输要方便，不应引起交通和机耕困难、与城镇规划相协调。

三、煤矿变电所短路电流的计算

1、煤矿企业低压电网短路电流的计算特点

（1）短路电流可按无限大电源容量系统计算。

（2）当低压电网中的变压器容量不超过电源容量的5%时，高压系统的阻抗可忽略不计。

（3）低压电网短路回路需要计及的阻抗有：10m以上的电缆、母线以及架空线的阻抗；多匝电流互感器一次线圈（300/5a及以下）的阻抗；自动开关的过电流线圈的阻抗，开关触头的接触电阻等。

（4）低压电网要计及电阻的影响，只有当回路的总电阻小于总阻抗的三分之一时才可以不计电阻的影响。

（5）低压电网短路电流一般可以考虑非周期分量，只有在变压器低压侧母 上或低压配电屏内部发生短路时，才需要计算非周期分量。

（6） 低压短路电流计算，用有名单位制计算更为方便，即电压应v，电流用ka，阻抗用容量kva。

2、短路电流的计算：短路回路阻抗的计算，以s9-1250/10型变压器为例。当高压系统的阻抗不能忽略时，则应把高压系统的阻抗折算到低压侧计算。

四、煤矿变电所电器设备选择

1、按使用环境条件选择设备的形式。低压侧装设地点，工作环境，使用要求选择电气设备的型号。除表中所列型号外，电器设备还有高原型、潮湿型、干热型等多种，在《低压电器标准》中规定普通低压电器的正常工作条件为海拔高度不超过2500m，当海拔超过上述高度时应选用高原型电器。热带地区宜选用热带产品。其代号为th，干热带宜选用干热带产品，它可通用于热带和干热带，其代号为t。由于6kv变电所处于地面，没有爆炸和火灾危险，且处于低海拔地带因此选用干燥型、开启式的低压设备。

2、低压电器设备参数的选择和校验如下：

a：按正常工作条件选择。

式中un—电器设备的额定电压。

un.w---电网的额定电压；

b：断流能力校验；

c：低压母线的选择；

由于变压器低压侧为0.4kv且额定容量为1250kva故选用母线规格为lmy----3（120x10）+50x6。

d：低压配电屏的选择；

由于作为低压配电装置，并根据使用条件选用ggd3-01型交流低压配电柜。

3、高压电器设备的选择。在对煤矿变电所高压开关柜型号的选择上，可以考虑具有五防功能的成套高压开关柜。根据安装地点和使用环境、各电器元件在高压开关柜内的安装方式不同及经济性等要求，选用gg—1a（f）型高压开关柜（选择与校验同低压相同，不在此列出）。由于其符合各个元件的要求，因此不在全部列出。

五、结束语

通过分析目前煤矿变电所供电系统的技术现状，结合工作实际和煤矿生产对变电所的所用电的要求，提出了一种新型供电系统的设计思路。对电线电缆的选择与敷设、煤矿变电所短路电流的计算以及煤矿变电所电器设备选择等问题进行了论述，为煤矿供电综合自动化的实施创造了有利条件，为确保矿区安全供电积累了一定的经验，具有现实意义。

参考文献：

[1]张宏伟吕洪生颜之静.矿用高压配电装置的信号采集设计J.山东煤炭科技20091：9798.

[2]丁宁.井下高压配电装置微机综合保护器的研究D.焦作：河南理工大学2009.3国家煤炭工业