浅析煤矿供电系统

[摘 要]矿井供电系统作为整个矿井建设事业的基础与核心，其运行过程中的安全性及稳定性问题需要引起相关工作人员的广泛关注与重视。电能具有容易转换、输送和分配过程中能量损失小、便于控制等优点，因而成为当今社会最主要的能量形式。煤矿电气化促进了煤炭生产过程的机械化和自动化的发展，从而改善了煤矿劳动条件。现代化的煤矿生产多数以电能作为直接或间接动力，一旦矿井供电中断，不仅会影响矿井生产，而且会严重威胁矿井及人员的生命安全，所以保证矿井安全、可靠、合理的供电对于煤矿安全生产具有十分重要的意义。

[关键词]供电系统 中央变电所

中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0372-01

一、矿井供电系统简介

煤矿供电系统由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、采掘工作面配电点和输配电线路组成。大、中型煤矿矿井的供电电源多取自110kV或35～60kV的电力网，经两回架空线路送到矿井总降压站，经矿井总降压站以高压形式向车间、井下变电所及高压用电设备等供电，组成煤矿高压供电系统；电源经变电所变压后向低压用电设备供电，组成低压供电系统。

地面变电所由两回路电源进线，一般电压为35kV，配电电压为6kV。进入矿井井筒（包括平硐）的供电设备及由电缆所组成的供电线路均属于井下供电系统。井下供电系统一般由两条高压（6kV）下井电缆、井下的中央变（配）电所、采区变电所、防爆移动变电站、工作面配电点以及用于输配电用的各类电缆等组成。

二、矿井供电两大系统的特点和供电方式

（1）深井供电系统

对于煤层埋藏深（150m以上）、用电负荷大的矿井，多采用深井供电系统。电源取自35kV电力网，经双回输电线路送至矿井地面变电所。这两回输电线路经过两台35kV/6kV的变压器变压后分别接在6kV母线的两段上。6kV高压电能从矿井地面变电所的母线引出，沿井筒敷设的铠装电缆传送至井下中央变电所，再送到采区变电所或移动变电站降压，所得的660V、1140V低压电能，再经采掘工作面配电点向采掘机组等设备供电。

（2）浅井供电系统

当煤层埋藏不深（150m以下）、电力负荷较少时，可通过钻孔或辅助风井将660V低压电能直接用电缆送入井下，即采用浅井供电系统。

供电特点：井下不设中央变电所，而是根据负荷的大小、井底车场及其附近用电情况，由地面变电所引出的低压电缆经井筒供电；采区用电，用高压架空线路送电到采区地面，然后以高压电缆通过采区地面钻孔向井下供电，或在采区地面附近设置变电亭降压后，用低压电缆经地面钻孔向井下工作面供电。

供电方式：对开采区距井底车场较远、井下负荷小、涌水量不大的矿井，可先经架空线路，将6～10kV高压电能由地面变电所送至与采区位置相应的变电亭，经变电亭降压至380V/660V后，再由沿钻孔敷设的低压电缆向采区变电所供电。井底车场的低压用电，可直接由地面变电所的低压母线提供。当采区负荷小而井底车场负荷大时，井底车场的供电可由沿井筒敷设的高压下井电缆提供。而采区的供电，则由沿钻孔套管敷设的低压下井电缆提供。对于采区巷道很长、负荷大的矿井，可先经高压架空线路将电能送至与采区地面位置相应的配电所，并由沿钻孔敷设的高压电缆向井下采区变电所供电，然后由该变电所降压后向工作面提供低压电能。

三、中央变电所的主要特点

井下中央变电所是井下供电的中心。电力由地面变电所馈出，经中央变电所配电给井下其他负荷。井下中央变电所要求位于井下负荷中心、通风良好、地质条件好的场所，一般多设在井底车场附近，并直接与水泵房相连。对于有多个水平生产的煤矿，也可以在各水平分别设井下中央变电所。

为了防水，井下中央变电所的地面要比井底车场的底板高出0.5m。为了防火，硐室要使用耐火材料砌碹，并从硐室出口处5m内的巷道也用耐火材料建成；在井下中央变电所硐室内使用带黄麻层电缆时，应将易燃的黄麻层剥掉；硐室内必须设有合格的灭火器和沙箱。

为了通风良好，当硐室长度超过6m时，要在两端设有出口，出口处设置两重门，即铁板门和铁栅栏门。铁栅栏门平时关闭，避免非工作人员入内。铁板门平时敞开，以保证硐室内通风良好；当发生火灾时，铁板门关闭以隔绝空气，便于灭火。防火铁门必须向外开，以防意外。

井下中央变电所的主要设备有动力变压器、高压配电箱、低压馈电开关和照明变压器等，应分别按有关规定选用。变电所内的电气设备布置要井然有序，变电设备和配电设备要分开放置，中间隔有防火墙及防火门，并将高压部分和低压部分分开。为了使设备的搬运、检修及换装方便，设备和墙之间距离要大于0.5m，设备和设备之间的距离要大于0.8m。硐室内严禁设置集油坑；硐室入口处必须悬挂“非工作人员禁止入内”“高压危险”字样的警示牌；硐室内的设备，必须分别编号，标明用途，并有停、送电的标志。

四、矿井供电系统的主要功能

煤矿中的供电监控系统主要由通信管理机、高低压防爆开关、电力监控分站等组成，通过光纤环网之后再传输到地面调度中心的监控中心。监控中心可以实现对变电所设备的参数整定、远程控制，与此同时，监控中心还可以通过标准的接口方式，使数据在矿井中的自动化平台中得到共享。

（1）数据的实时采集与显示功能

通过地面的主机使采集、监测等功能得到实时的实现，同时将开关设备的运行情况显示出来，用户想要了解实时电压可以通过监测设备实现对各种电力参数的观察。同时，还可以通过变电所中的开关实现对实时数据的动态分析，可以用表格、曲线等将各开关的电流、电压等变化情况显示出来。

（2）远程控制与查询定值功能的实现

地面的监控中心还可以通过网络实现对井上、井下设备的远程操作，与工业电视系统相配合，将变电所的视频图像显示出来，使井上、井下供电系统真正实现无人值守。此外，监控中心站还可以通过网络传输平台使高低压开关真正实现定值整定、查询以及打印等功能。