综采工作面供电方式探讨

煤矿综采工作面远距离供电的应用分析于洺洋发布时间：2023-07-04T06:53:56.686Z 来源：《科技新时代》2023年8期作者：于洺洋[导读] 煤矿综采工作面长距离传输的场景越来越普遍，传统电缆线供电已经不能满足这种长距离的供电需求，给矿井的正常生产带来诸多不便。

远距离供电技术的应用可以有效解决这一问题。

本文对远距离供电的相关技术进行了梳理，为煤矿综采工作面远距离供电提供了理论依据。

徐州矿务（集团）新疆天山矿业有限责任公司新疆阿克苏地区库车市 842000摘要：煤矿综采工作面长距离传输的场景越来越普遍，传统电缆线供电已经不能满足这种长距离的供电需求，给矿井的正常生产带来诸多不便。

远距离供电技术的应用可以有效解决这一问题。

本文对远距离供电的相关技术进行了梳理，为煤矿综采工作面远距离供电提供了理论依据。

关键词：煤矿综采；工作面；远距离供电；应用分析一、引言随着资源枯竭，煤矿生产越来越向深部开展，地下矿井距离通风巷道逐渐加大，输电距离随之增长。

传统电缆输电方式存在资源浪费、线损严重等问题，给矿井安全生产带来了压力。

研究并应用远距离供电技术成为了煤矿综采工作面的需求。

本文将对远距离供电技术的原理、技术特点及优势进行系统分析，并提出一些改进措施。

二、煤矿综采工作面远距离供电现状1.传统电缆输电方式：矿井通常采用电缆输送电能，电缆材料一般为铜或者铝。

输电过程中，因线损等问题，小部分电能会被转化为热能。

2.远距离供电技术：随着科技的发展，有了一种新型的远距离供电技术——柔性直流输电技术。

该技术采用高压直流输电，减少能耗，有效地解决了传统电缆技术存在的问题。

三、远距离供电技术原理1.柔性直流输电技术：柔性直流输电技术可实现单级直流电源的高压直流输送，其具有输电损耗小、阻值低、钢矿资源消耗少等优点，特别适用于长距离、大容量的输电。

2.工作原理：高压直流输电是通过提高线路电压等级，降低电流，来降低线路的能耗，提高输电容量，减少输电环境影响。

煤矿综采工作面供电系统煤矿综采工作面供电系统是煤炭采矿生产中重要的组成部分，其负责为矿工提供照明、运输及通讯等各种电力设施的供电。

针对煤矿综采工作面供电系统的安全、可靠和高效，已成为煤矿生产安全和生产效益提升的一个关键问题。

为确保供电系统的安全稳定运行和人员的生命财产安全，煤矿综采工作面供电系统的设计与实施应该充分考虑煤矿独特的条件和要求。

1.煤矿综采工作面供电系统的结构煤矿综采工作面供电系统一般包括变电站、进口柜、主柜、断路器、接地开关、故障指示器、计量装置、线路及接线等。

变电站：变电站是煤矿综采工作面供电系统的核心，将输入的高压电源变换成适合各种设备使用的电能，一般由高压分配室、变压器室、低压配电室、控制室等组成。

进口柜：进口柜作为一种重要的开关设备，在煤矿综采工作面供电系统中起到分接高、低压电源及分配不同用电设备的作用。

主柜：主柜是连接进口柜和线路的重要设备，可以进行控制和保护供电系统。

断路器：断路器是煤矿综采工作面供电系统的核心设备，用于保障电路的正常运行。

接地开关：接地开关是用于将煤矿综采工作面供电系统的金属机壳连接地。

故障指示器：故障指示器是用于状态监测的设备，可以快速检测煤矿综采工作面供电系统中的任何异常情况。

计量装置：计量装置是用于检测煤矿综采工作面供电系统的电能使用状况、电力负荷等情况，并作为下一步安排的参考数据。

线路及接线：线路及接线是将电力连接煤矿各地设备的纽带，负责供给照明、通讯、掘进、排水、通风等各种电气应用设备。

2.煤矿综采工作面供电系统的安装流程煤矿综采工作面供电系统的安装流程是一个非常复杂的过程，需要按照特定流程操作，以确保供电系统的安全性和稳定性。

该过程包括设计、验收、调试及安全运行等多个环节。

设计：设计过程必须根据矿井的特点、技术要求、用电负荷特点及矿区内各种设备等因素，提出合理的供电系统方案。

该方案必须经过专业技术人员的审查并组成评审委员会进行评审，确保在设计上符合生产要求，满足安全稳定运行的要求。

煤矿综采工作面供电设计说明一、供电系统的分类根据煤矿综采工作面的情况和电压等级，供电系统可以分为高压供电系统和低压供电系统两部分。

1.高压供电系统：2.低压供电系统：低压供电系统主要为井下照明、通风、监控等非主要设备供电。

具体包括配电箱、照明灯具、电缆桥架、插座等。

二、供电系统的设计原则供电系统的设计应遵循以下原则：1.安全可靠：供电系统设计应满足国家相关安全规定，确保供电设备在运行过程中不发生故障，且能够及时发现和排除隐患。

2.合理高效：供电系统设计应根据工作面的实际情况，满足设备运行所需的电能供应，降低能耗，提高供电的效率和质量。

3.经济合理：供电系统的设计应充分考虑成本问题，根据实际需要进行合理配置，避免不必要的浪费。

三、供电系统的具体设计要点1.高压供电系统设计要点：(1)变电站的选择：变电站应选择可靠性高、运行安全稳定的设备，具备过流、过压、短路等保护功能。

(2)高压开关柜的选型：高压开关柜应满足可靠性高、操作简便、经济合理的要求，具备过流、短路等继电保护功能。

(3)高压电缆敷设：应选择符合国家标准的高压电缆，并进行正确敷设，保证电缆的绝缘完好性和安全可靠性。

2.低压供电系统设计要点：(1)配电箱的选型：配电箱应选择品牌可靠、结构合理的产品，具备过载保护、漏电保护等功能。

(2)电缆的选择：应选择符合国家标准的低压电缆，并进行正确敷设和维护，保证电缆的安全可靠性。

(3)照明设计：应根据工作面的具体情况，合理选用照明灯具，并进行合理布局，保证工作面的照明质量，提高工作面的安全性。

四、供电系统的检验和维护程序1.定期检测：供电系统应定期进行综合性能和安全性能的检查，排除存在的故障和隐患。

2.配电设备的定期维护：配电设备应进行定期的保养和维修，并进行记录，以保证设备的安全可靠性。

3.灯具的定期更换：照明灯具应定期进行检查和更换，保证井下的照明质量。

总之，煤矿综采工作面供电设计是煤矿安全生产中的重要环节，其合理的设计能够保证设备的安全高效运行，并提高煤矿的开采效率和安全性。

◎王越煤矿综采工作面供配电系统设计研究（作者单位：铁法煤业（集团）有限责任公司大隆矿）随着技术的不断进步与发展，煤矿机械化程度也越来越高，要煤炭作业中，需要使用大量的机械设备，才能有效提高生产量，保证生产顺利开展。

机械设备的增加，也增加了综采工作面压力，随着装机总容量的增多，供电负荷也逐渐加大，给矿井安全提出了更高要求。

只有全面保证供电稳定，才能保证生产的稳定与安全。

一、煤矿井下配电网主要特点1.工作环境艰苦。

煤矿生产工作环境艰苦，其电气设备整体运行环境条件较差，受到环境的限制，综采工作面生产环境也恶劣，环境中的湿度大、温度高，整体通风条件不良好，影响到了设备的工作效果。

2.设备负荷大。

煤炭生产过程中，需要使用大量的机械设备，这些设备的运行需要通过主电缆进行供电，线路负荷大，压力大，往往会在运行过程中，出现用电负荷变化大的情况，如果功率不稳定，则会对井下设备产生影响，设备会在突然的电压不稳情况下出现损坏，设备的故障率较高。

3.危险因素多。

煤矿井下巷道及机房空间小，在使用过程中，往往存在很多的危险，影响到了供电的正常使用，常伴有顶板岩石、煤块下落危险，工作面安全程度不高，安全性难以保障。

4.线路系统复杂。

当前，我国煤矿井下供电系统不够稳定，线路往往会出现短路的情况，影响了正常的供电。

如果出现问题，则会导致触电事故发生，造成电气火灾和井下瓦斯爆炸等安全事故。

如果出现了短路故障，则会造成线路跳闸引起大面积停电，阻滞了开采进程，影响了工程进度与质量。

二、煤矿综采工作面供电系统存在问题1.功率因数较低，电能浪费严重。

煤炭生产过程中，机械设备的使用量不断增加，其功率越来越大，对线路的要求也就不断提高，整体看，煤炭开采线路压力非常大。

从线路统计分析看，线路平均功率因数在0.6-0.7间，长距离供电线路会导致大量无功电流的流失，电能浪费现象非常普遍，提高了生产的成本。

2.线路末端电压低，设备启动困难。

井下供电电缆线路较长，在长距离的供电中，往往会存在大量无功电流的不合理运行，而到了线路末端，则会出现电压降低的情况，特别是设备的同时启动与运行，更增加了电能的消耗，遇到用电高峰时，容易出现大功率综采设备无法启动的现象，影响了工作的整体效率与质量，煤矿综采工作面不能全部同时进行运行，生产效率上不去，影响了煤炭市场供应。

综采工作面远距离供电方式的分析与研究随着煤矿开采机械化、自动化技术的高速发展, 矿井井下供电系统的重要性越来越明显, 合理的供电系统设计不仅能保障矿井的安全高效开采, 维持矿井的安全生产, 而且能降低运行成本, 节能减排, 带来良好的经济效益。

然而传统电气列车会在一定程度上占据巷道空间，列车需要频繁移动，拉移列车是阻碍工作面回采推进速度的一个重要因素，远距离供电系统是解决这一系列问题的一个有效途径。

一、传统的综采工作面近距离供电的方式分析井下综采工作面传统的供电方式为在运输巷内距综采工作面不远处设置设备列车, 在设备列车上配置移动变电站、组合开关等电气设备, 为整个综采工作面设备提供电源。

设备列车随工作面的推进向前移动, 设备列车至工作面电缆采用单轨吊或电缆托架串车的方式进行敷设。

（一）采用近距离供电方式优点工艺成熟，应用经验丰富，是行业内综采工作面供电系统采用的主要方式，变电站、配电设备距主要负荷距离近，控制可靠，保护灵敏，电缆易管理。

（二）采用近距离供电方式存在一定的不足一是其要求巷道断面较宽，所需要的支护成本较高，对复杂巷道条件的适应能力较差，当巷道变形严重时需要扩帮、卧底；二是列车需要频繁移动，易出安全事故，拉移变电站的过程中危险性增加，由于两巷底板起伏大，极可能发生变电站断绳跑车或翻车事故，危及设备和人员安全；三是顺槽人工运料、配件距离长，工人劳动强度大，变电站列车必须经常移动，列车挪移电缆及供水、供液管路，增大了工人的工作量；四是大量的供电设备布置在综采工作面巷道内, 维护和检修的工作量较大, 特别是备品备件的运输距离较长, 造成检修时间的拉长；五是列车放在顺槽大大增加通风阻力，设备占据了一定的空间，使得顺槽内空气的流通速度变缓，移动变电站运行过程中产生的热量不能及时扩散, 使周围环境温度升高，空气的质量变差，恶化了工作面工人的工作环境。

二、综采工作面远距离供电方式研究一种是完全集中远距离供电，即将移动变电站、泵站、工作面配电组合开关及工作面通信控制主机均设置在远离切眼的地方（视低压系统最远供电距离确定），这种方式解决了传统近距离方式的部分缺陷，但却需要多次搬移配电点，并且低压动力电缆难以管理这一难题无法克服。

综采工作面供电设计说明综采工作面供电设计煤矿供电, 因其工作场所特殊, 对供电要求特别严格。

在供电方面要求:①供电的可靠性；②供电的安全性；③供电的质量；④供电的经济合理。

因而，合理地选择供电方案和设备，是一个值得探讨的课题。

1 采区工作面供电设计一个工作面的供电系统一般由高压开关、变压器、低压馈电开关、动力电缆、用电设备等组成，见图1 （以普通综采工作面为例) .1.1 高压开关的选择及整定高压开关主要保护动力变压器低压侧发生的两相短路，因此选择高压开关的关键是电流互感器的容量，要求其灵敏度系数Km＆gt；1。

5。

高压开关的保护性能要齐全，具有良好的防爆性能, 要便于运输, 断流容量大。

矿井中多使用BGP- 6 型高压真空开关。

该开关保护性能齐全，具有过流、漏电、短路、断相、失电压等保护，应用广泛，以此开关为例进行整定计算.1.1。

1 短路电流整定短路电流整定倍数: 1, 2, 3，4，5, 6, 8, 10,12, 14, 16，共11 档。

1。

1。

2 过载保护整定过载保护整定倍数: 0。

4，0.5, 0。

6，0.7, 0.8,1。

0, 1。

2, 1.4，1。

6，1.8, 2。

0，共11 档。

1。

1.3 漏电保护整定漏电保护整定: 0.015 A～1.0 A。

1.1。

4 过载整定Iz= ( 1。

2～1。

4) ＆#215;＆＃931;Ie/(Ki＆＃215；Kb）。

式中: Iz———过载整定电流，A;Ki—-—电流互感器变流比；Kb——-变压器电压变比;＆＃931;Ie———所有负荷额定电流之和，A.例如：Iz=10 A, 二次电流为5 A, Iz/5=10/5=2,即整定在2.0 档。

1。

1。

5 短路整定Iz= ( 1.2~1。

4）＆＃215；（IQ+&＃931；Ie) /(Ki&#215；Kb) 。

式中：IQ-——最大电机的启动电流；ΣIe———其余电机的额定电流之和。

综采工作面33KV安全供电技术措施工作面供电安全是煤矿生产过程中的关键问题之一，尤其是综采工作面33KV电力系统的供电安全问题更为严峻。

对于33KV电力系统的供电安全，需要确保电力系统的运行可靠、电气设备的维护良好、防止电器设备过电、短路等故障，防止电器等设备引发重大事故。

为此，我们需要有一定的技术手段和技术措施来确保综采工作面33KV电力系统的供电安全，该文将从以下几个方面对综采工作面33KV安全供电技术措施进行讲解：一、设备安全运行的技术措施设备安全运行是33KV电力系统的基础，确保设备安全运行的技术措施主要有以下几点：1.电器设备的检修：每隔一段时间对电器设备进行检查、维护和保养。

如发现设备出现了问题要及时停机维护，确保设备运行的可靠性和安全性。

2.负载分析：对负载进行分析，监控负载的变化和波动，确保设备正常运行。

3.电气设备的保护：对电气设备进行保护，提高抗干扰性。

如：利用电气保护装置（如避雷器、过电压保护器等）,防止因过压、过电流而对设备带来的损坏。

二、防止电器设备引发事故的技术措施防止电器设备引发事故的技术措施主要有以下几点：1.电器设备的绝缘检测：对电器设备的绝缘进行检测，防止设备存在绝缘缺陷或接线不良等现象。

2.防雷措施：对综采工作面进行雷电防护，防止雷击等现象对设备产生危害。

3.防止跳闸故障：对设备进行相序测试，分析计算设备是否正常，防止强迫跳闸现象。

4.维修保养：对设备不定期进行维修检查、保养，确保设备的安全运行。

三、电气系统的安全运行技术措施电气系统的安全运行技术措施主要有以下几点：1.设备间的接地：综采工作面的电气设备应当进行物理接地，防止地电位过高或过低。

2.设备间的隔离：对不同设备级别进行隔离，防止设备发生干扰，造成设备运行的不稳定性。

3.线路过载保护：通过设计合理地线路过载，在线路过载时能够自动保护线路，防止线路发生故障。

4.适当的温度控制：对设备在运行中的温度进行监控，防止过热和过冷。