浅谈煤矿井下供电系统
摘要：井下供电系统中高压多采用单母线分段结构、低压供电多采用辐射状网络结构。因此井下供电系统结构复杂、路长短不一，供电网络复杂多变，点多、线长，面广，给运行维护检修带来很大的困难。该文结合笔者所在煤炭企业（开滦集团公司东欢坨矿业分公司）实际情况，对矿山的供电系统做出阐释。
关键词：煤矿供电 继电保护 供电系统
1 供电系统的现状
电力是煤矿生产的主要能源。对煤矿井下进行可靠、安全、经济合理的供电，对提高产品质量，提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。为确保安全和正常生产的需要，合理优化井下供电系统就显得更为重要。当今，随着矿井供电电压等级的不断提高，井下低压供电系统的范围也在不断扩大。对于供电路径而言，由地面110kv（或35kv）变电站到井下中央变电所，再由井下中央变电所到采区变电所，再由采区变电所到采掘工作面移动配电点。对于高压来说，所用电压等级35kv/6kv。井下供电高压采用10kv或6kv。就高产高效综采工作面而言，若工作面供电电源引自采区变电所6000v分段母线上，则工作面就存在6000v，3300v，1140v和660v等4种动力电压等级。而对其他普通综采工作面，低压供电系统也有1140v和660v两种动力电压。2煤矿高压供电系统
由于低压电缆外径、线径等原因的限制，其低压供电半径一般在800～1200m（分660v和1140v），而工作面的长度已经达到1500～
3000m，甚至更大范围。因此煤矿高压供电线路已经深入采掘等工作面中心。其高压供电的安全可靠性问题，不仅影响产量，也影响到工程进度。如果遇上大水矿井，其用电量占矿井用电量的一半还多，高压排水设备的广泛应用，尤其显得高压供电的重要，因此煤矿高压供电在供电系统中有很重要的地位。高压供电不仅与系统本身设计有关，还与系统中组件中的安全可靠性有关。因此构件煤矿井下高压供电系统中各个部件中只要有一部件出现故障，整个系统就会终止运行。为此需对系统做出合理的预防、检修和维护。一般煤矿常见故障有以下几种。
矿井供电系统概述
第一节 矿井供电概述
一、 电力系统
煤矿用电来自地方电力系统。电力系统是由发电厂发电机、输电线路、升压或降压变电设备所组成的整体。
电力系统主要环节:
1、 发电厂：水力发电、火力发电、核电站。
2、 变电所：22万、11万、35KV、10KV、6KV等；
3、 电力网：由变电所和电力线路组成。电力网分为低压（1kv以下）、高压（3-330kv）、超高压（330-1000kv）、特高压（1000kv以上）；
二、 电压等级
1、 额定电压 能使受电器、发电机、变压器等设备正常工作的电压。
2、 额定电压等级：
煤矿电压等级及应用范围
电压（kv） 应用范围 备注
0.036及以下 井下电气设备的控制电压
0.127 井下照明及手持式设备电压
0.22 矿井地面照明电压
0.25 电机车工作电压 直流
0.38 地面及井下低压动力电压 现有小型煤矿井下用 0.5 电机车工作电压 直流
0.66 井下低压动力设备电压
0.75 露天煤矿工业电机车电压 直流
1.14 井下综合机械化采区动力电压 我矿区连采设备
1.5 露天煤矿工业电机车电压 直流
3.3 井下综合机械化采区动力电压 我矿区综采设备、27型连采机
6 井、上下高压电机及配电电压
10 井、上下高压电机及配电电压
35及60
一般用于矿区配电及受电电压
110 主要用于矿区受电电压 大型矿区也做配电电压
三、 电力负荷分类：
矿山电力负荷分为三类：
第一类负荷（一级负荷）：突然中断供电，将造成生命危害；导致重大设备破坏且难以修复；打乱复杂的生产过程，给经济造成重大损失者。涌水量大的矿井的主排水泵；矿井主要通风机；具有瓦斯及水患的立井载人提升机等均为第一类负荷。一级负荷要用双回路独立电源供电。
第二类负荷（二级负荷）：突然中断供电，造成大量减产。如大型矿井地面空压机，提升运输设备，向综采工作面供电的采区变电所等。二级负荷一般由双回路供电，也可用一回专用线路供电。
矿井供电系统概述
第一节 矿井供电概述
一、 电力系统
煤矿用电来自地方电力系统。电力系统是由发电厂发电机、输电线路、升压或降压变电设备所组成的整体。
电力系统主要环节:
1、 发电厂：水力发电、火力发电、核电站。
2、 变电所：22万、11万、35KV、10KV、6KV等；
3、 电力网：由变电所和电力线路组成。电力网分为低压（1kv以下）、高压（3-330kv）、超高压（330-1000kv）、特高压（1000kv以上）；
二、 电压等级
1、 额定电压 能使受电器、发电机、变压器等设备正常工作的电压。
2、 额定电压等级：
煤矿电压等级及应用围
电压（kv） 应用围 备注
0.036及以下 井下电气设备的控制电压
0.127 井下照明及手持式设备电压
0.22 矿井地面照明电压
0.25 电机车工作电压 直流
0.38 地面及井下低压动力电压 现有小型煤矿井下用 0.5 电机车工作电压 直流
0.66 井下低压动力设备电压
0.75 露天煤矿工业电机车电压 直流
1.14 井下综合机械化采区动力电压 我矿区连采设备
1.5 露天煤矿工业电机车电压 直流
3.3 井下综合机械化采区动力电压 我矿区综采设备、27型连采机
6 井、上下高压电机及配电电压
10 井、上下高压电机及配电电压
35及60
一般用于矿区配电及受电电压
110 主要用于矿区受电电压 大型矿区也做配电电压
三、 电力负荷分类：
矿山电力负荷分为三类：
第一类负荷（一级负荷）：突然中断供电，将造成生命危害；导致重大设备破坏且难以修复；打乱复杂的生产过程，给经济造成重大损失者。涌水量大的矿井的主排水泵；矿井主要通风机；具有瓦斯及水患的立井载人提升机等均为第一类负荷。一级负荷要用双回路独立电源供电。
第二类负荷（二级负荷）：突然中断供电，造成大量减产。如大型矿井地面空压机，提升运输设备，向综采工作面供电的采区变电所等。二级负荷一般由双回路供电，也可用一回专用线路供电。
浅析矿井供电系统的优化
【摘 要】随着我国科学技术的不断提升，我国煤矿企业的生产力也逐渐提升。随着矿井下采掘机械化程度的提升，生产面得到了不断地扩大，给矿井下安全供电带来了诸多影响，根据我国矿井的现状以及生产力的需求，提出优化改良方案。本文本文对优化设计的原则、地面电力系统优化改造、井下供电系统方面进行探讨，为保证井下工作的安全性作出贡献。
【关键词】矿井供电系统；优化；改造
1 优化设计原则
在进行煤矿电力系统的优化设计时，必须认真贯彻落实我国相关的法律法规，按照相关规定的工作流程进行矿井电力系统的改造和优化。在设计过程中要尽量避免资源的浪费，在尽可能利用原有完好的线路的条件下进行电力系统的改造，改造方案必须做到经济合理，安全可靠，并且还要体现出现代技术的应用。设计时要注意计算机的应用，提高电力系统的稳定性能，从而保障矿井工作的安全。
2 地面电力系统的优化改造
2.1 电源
首先要对旧电源进行扩容，大部分矿井的旧电源所提供的电能已经无法满足如今的生产需求，必须扩大电源的供电能力。在电源的设计中，尽量使用双电源来进行电力的供应。并且电源的位置要尽量靠近矿井的位置，从而方便电力的运输。
2.2 主变压器
矿井的主变压器不仅要能满足整个矿井全负荷时的电力需要，还要保证变压器在一级负荷时能够安全运行。对于变压器的设计也要尽量使用双变压器的方式，一面单一变压器发生故障而使矿井无法工作。
2.3 电气设备
在进行变电所的布置时，要在变电所内分别设置高压配电室、低压配电室、补偿电容室以及变压器室。配电装置一般选用直流操作。高压配电室中要配备满足矿井要求的高压开关柜，开关元件要选用符合要求的真空断路器。低压配电室主要用于供给照明设备以及380V设备的用电，低压配电柜的开关选用合适的智能断路器即可。
2.4 无功补偿自动化
由于主变压器的扩容，原有的电容补偿装置已经无法满足电力系统的工作需要，因此需要对电容补偿装置进行从新设计改造。在进行补偿装置的选择时，尽量选用具备较高自动调节能力的补偿设备，提高电力系统的自动化程度，保证电力系统运行的稳定性。
