煤矿综采工作面供电系统电气设计

煤矿综采工作面供电系统电气设计

刘雪峰

国家能源集团神东煤炭集团榆家梁煤矿  陕西省  榆林市  719300

摘要：煤矿供电系统是整个煤矿用电的集成网络，发挥着至关重要的作用，是煤矿机械设备和生产设备正常运转的有力支持。煤矿供电系统的可靠性、稳定性是决定煤矿设备正常运行的关键因素。这就需要优化煤矿综采工作面供电系统电气设计，落实煤矿电气设备与供电系统保护措施，确保井下作业安全，促进煤矿开采工作高质量发展。基于此，本文主要分析了煤矿综采工作面供电系统电气设计。

关键词：煤矿企业；供电系统；电气设计

中图分类号：TD611文献标识码：A

引言

电力的安全是煤矿生产和运行的关键。在日常工作中，必须对电力设备进行合理的防护，同时兼顾实际的煤矿生产需要，才能减少事故的发生。随着工业化程度的逐步提高，对电力设备和电力系统的应用提出了新的需求。因此，对于相关设计人员来说，不仅要根据煤矿生产实际情况合理的对供电系统进行电气设计，严格遵循相关规范及标准，同时还要充分考虑其经济性，提高资源利用效率的同时帮助煤炭企业降低成本支出，从而使整个矿区安全有效的生产运行最大化。

1煤矿综采工作面供电系统电气设计

1.1变电所设计

中央变电所选址过程中，首先要便于大体积设备的运输，同时要提供充足的空间为后续设备的增加做准备。其设计原则主要包括以下几方面内容：一是在保证满足生产需求的前提下，尽量减少设备使用数量，对于超过一台的变压器，应保证变压器负荷分配的合理性，同时避免并联运行的出现；二是在供电系统运行过程中应最大程度的避免回头供电的出现；三是变电所的供电需通过专用变压器、开关及线路进行；四是对于工作面等区域，需配备相应的保护装置。

1.2输电线路设计

在煤矿地面供电系统中，长距离架空线路应用广泛，架空输电路线与地面之间的高度并不是固定不变的，而是随着地形的变化而变化的。部分架空输电线路已经满足地面供电系统需求，在对架空输电线路与地面之间的距离进行控制时，可具体参考GBJ233—1990《110～500kV架空电力线路施工及验收规范》，并且结合煤矿的实际情况，根据地面的复杂情况适当增加高度，从而有效保障架空线路的安全。输电线路中电缆型号的选择是供电系统设计时需要重点考虑的问题，在选择电缆时应该在保证供电安全和可靠的前提下，尽量保证经济性。由于供电系统涉及很多电缆，以下主要以高压侧电缆的选择过程为例进行分析，其他部位的电缆选择方法类似。《煤矿安全规程》中对移动变电站高压侧电缆做出了明确规定，为了保证用电安全，选用的高压侧电缆必须是监视型高压双屏蔽橡套电缆。高压侧电缆工作时，由于电缆存在电阻，当功率较大时不可避免地会出现发热现象。如果电缆长时间处于高温状态下运行，外围的绝缘物质会出现老化问题，最终出现破损，严重时引发短路甚至火灾等安全事故。所以在选用高压侧电缆时，需要根据允许的持续电流确定电缆截面面积[1]。

1.3变压器和断路器设计

随着煤矿企业开采深度的不断增加，供电距离也在相应增大，在一定程度上导致供电系统出现电压降低的问题，给机电设备的稳定运行造成一定的不利影响。这就要求相关设计人员在具体工作过程中充分考虑上述问题给供电系统所造成的影响，提高设计方案的合理性。因此，在对变压器进行选择时，应根据开采实际情况，对变电所的容量及开关类型进行科学选择，提高变压器的可操作性，为后续工作的进行提供有力保障。1为了解决煤矿地面供电系统的超负荷问题，需要不断优化供电系统的断路器，通过采用全桥接线方式将两个进线断路器安设在高压开关柜内，同时还应该采用高压真空断路器，这样做的目的是如果发现线路超负荷，高压真空断路器会自动启动保护功能，从而确保供电系统的稳定性与可性靠，防止发生安全事故。

1.4供电系统软件系统

当前，大多数大型煤矿已经广泛应用了地面供电自动化管理系统，其中最为关键的部分是实时数据库系统，该系统包括组态数据仓储系统、事件仓储系统、优先级仓储系统、历史数据仓储系统和实时数据仓储系统。组态数据仓储系统的作用是对供电系统中的一种或多种类型配备资料，通过组态的方式进行记录。事件仓储系统的作用是对可能发生的故障进行预警，帮助作业人员及时发现问题并进行有效处理。优先级仓储系统的主要作用就是对实时数据进行优先分配，这样有利于根据实际数据分配了解系统的运行状态，并为后续确定供电时间提供一定的参考[2]。

2电气设备与供电系统保护措施

2.1完善预防保护措施

煤矿日常生产过程中，电气系统和供电系统的使用，需要做好完善的预防措施。由于煤矿内部环境相对复杂，经常会出现设备短路等，在短路问题无法得到处理的情况下，设备会出现永久损坏，同时也会造成较大的电力事故。在供电系统和电气设备维护工作中，工作人员需要做好细节工作，分析漏电问题形成原因，预防破坏电气设备。工作人员需要制定明确的生产流程，在企业生产活动中使用电气设备保护措施，逐渐优化供电系统的内部结构，做好电力分类工作。在电力设备保护方案选择过程中，需要考虑施工场地的需求，保证供电系统内部结构简单，不能凭借工作经验进行判断，需要缩小漏电保护的范围

[3]。

2.2优化煤矿供电结构

煤矿生产过程中需要不断地优化供电结构，第一，电源系统需要独立，且应来自不同的变电站，如果来自相同的变电站，那么主线应该不同，这样做的目的是防止发生供电中断的情况；第二，总线设计过程中，不要增加分支电路，从而保证电源的可靠性；第三，采用动态化的手段和方法，结合实际情况对供电系统进行合理调整，减少运转时的过渡步骤，节约一定的成本；第四，做好煤矿主通道的排水系统工作，尤其是在开采环境较差的矿井，需构建多个安全电源，确保供电的持续性，从而有效保障工作的效率和安全性。

2.3定期检查电气设备与供电系统的状态

电气设备和供电系统检查工作过程中，需要明确具体的工作职责，只有供电系统程序处于稳定运行状态，才能增加电气设备的使用寿命。在现实工作角度来看，供电系统检查的主要目的是对故障进行排查，消除设备运行隐患。虽然供电系统和电气设备出现问题的概率较低，但是也需做好故障排查工作，寻求故障形成的原因。在检测方案制定过程中，需要做好总结工作，通过数据分析方法，确保设备处于高效运行状态，展现故障预防措施的实际作用[4]。

2.4做好供电设施维修与保养措施

供电设施的维修和保养工作是非常重要的，可以有效延长供电设备的使用寿命，为煤矿节约成本。在维护和修养的过程中，需要做到以下几点：制定相关的维护和保养制度。由专业人员对供电设施进行维护和修养，在维护过程中找出可能存在的故障并及时处理，防止问题扩大；对超出使用寿命的供电系统，需要进行更换处理，防止在运行中出现不可逆转的问题，影响其他设备，保证设备用电的可靠性和安全性；相关的管理人员要监测并记录供电设备在运行期间的状态、数据，科学合理地判断是否存在故障问题，并给出针对性解决方案。

结束语

综上所述，供电系统是煤矿采煤工作面综采机械设备的动力源泉，也是工作面安全高效生产的重要保障，因此，综采工作面供电系统各设备选型设计的安全性和可靠性对工作面安全生产具有重要的意义。

参考文献：

[1]彭秋红，成兰.煤矿采区供电系统设计探析［J］.煤矿现代化，2014(1)：95-96.

[2]李晶.关于煤矿电气设备与供电系统的保护应用[J].能源与节能,2022(2):221-222.

[3]张佳,路龙波.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].内蒙古煤炭经济,2020(1):190.

[4]高振中.浅谈煤矿电气设备与供电系统的保护[J].能源与节能,2018(9):183-184.