煤矿采区供电设计之设备选择前的准备

一、     采区供电设计所需原始资料
在进行井下采区供电设计时，必须首先收集以下原始资料，作为设计的依据。
(1)       矿井的瓦斯等级，采区煤层走向、倾角，煤层厚度、煤质硬度、顶底板情况、支护方式。
(2)       采区巷道布置，采区区段数目、区段长度、走向长度、采煤工作面长度，采煤工作面数目，巷道断面尺寸。   
(3)       采煤方法，煤、矸、材料的运输方式，通风方式。
(4)       采区机械设备的布置，各用电设备的详细技术特征。
(5)       电源情况。了解采区附近现有变电所及中央变电所的分布情况，供电距离、供电能力及高压母线上的短路容量等情况。
(6)       采区年产量、月产量、年工作时数，电气设备的价格、当地电价、硐室开拓费用、职工人数及平均工资等资料。   
此外，在做井下采区供电设计时还需要准备下述资料：
《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》、《矿井低压电网短路保护装置整定细则》、《矿井保护接地装置安装、检查、测定工作细则》、《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿电工手册》第二分册(下)、《中国煤炭工业产品大全》、各类有关的电气设备产品样本、各类供电教材。
二、     采区变电所位置的确定   
采区变电所是采区供电的中心，它担负着整个采区的受电、变电、配电任务。
1.     采区变电所的位置确定
采区变电所的位置决定于低压供电电压、供电距离、采煤方法及其采区巷道布置方式、机械化程度、采煤机组的容量大小等因素。
1)        采区各级供电电压的供电范围
在确定采区变电所的位置时，首先应按工作面的机械化程度，选择采区供电电压以及移动变电站的设置地点。根据机械化工作面采煤机组功率大、供电距离比其他机械设备远，且起动频繁、重载起动等特点，供电电压的最大供电范围，主要由工作面输送机和采煤机组的电动机起动时，允许电压损失确定的。要保证机组起动时，有足够起动力矩；同时也要保证机组控制开关在机组电动机起动时有足够吸合能力。
一般来说，炮采工作面选择380V或660V，普通机械化采煤工作面选择660V，综合机械化采煤工作面选择1140V，高产高效矿井综采工作面选择3300V，综采工作面均采用移动变电站供电。
2)        采区变电所硐室的位置确定
在采区巷道中要具体确定采区变电所硐室的位置，还要按以下原则确定。
①尽量接近负荷中心，并保证变电所至距离最远与容量最大的用电设备之间，电压损失在允许范围之内；
②应尽量少设变电所，并减少变电所的迁移次数。在保证电压损失不超出允许范围下，一个采区最好只设一个采区变电所对全采区供电。
③通风良好，进出线及设备运输方便；
④顶、底板稳定并避免淋水。
采区变电所硐室不得设在工作面平巷中。一般设在盘区运输斜巷与轨道斜巷之间的联络巷内。如图1-7所示，它不需要另留保安煤柱，利用运输巷及轨道巷的煤柱即可。
在分层开采的盘区中。经过起动电压的验算及硐室费用的比较，也可以将变电所设在压力稳定的岩层中，由它向各层工作面供电，而不必每层工作面都开凿变电硐室。
向掘进工作面供电的变电所，在开拓采区工作面巷道时，一般由采区变电所代替，不另设掘进变电所。当掘进大巷时，则根据起动电压的要求、可利用联络巷作变电所。如掘进速度较快，又无永久性采区变电所位置或联络巷可作掘进变电所时，应采用防爆移动变电站供电，如有安全措施，并经有关部门批准，也可在大巷一侧加宽巷道作临时掘进变电所用。
3）  采区变电所的硐室与设备布置
采区变电所的硐室与设备布置基本同井下主变电所，不同的是底板不需抬高，不需留有备用开关位置。高压设备与低压设备在两侧分布；也可将高、低压设备同侧布置，由变压器隔开。图1-10为典型的采区变电所设备布置图。
一、 移动变电站
移动变电站一般用于向综采工作面供电，可随工作面的移动而移动，用它可缩短低压供电距离，减少电压损失。
1.     移动变电站位置
移动变电站一般设置在工作面平巷，距工作面100～300米的位置。移动变电站的设置原则是靠近负荷中心，同时考虑安全性和经济性。可有如下几种布置方式(参见图1-11移动变电站布置方式示意图)：
(1)设置在运输平巷（如图中1#移动变电站）。由于运输机的功率远大于调度绞车的功率，所以设置在运输平巷内可以靠近负荷中心。但是由于移动变电站需要敷设专用的轨道，因此需要加大巷道断面，增大巷道的开拓费用和维护费用。对于顶板较破碎、压力较大、巷道难以维护的工作面，应采用以下方式。
(2)设在回风平巷（如图中2#移动变电站）。虽然远离运输机，但是可以利用调度绞车的轨道，而不需要专设轨道和增大巷道断面，在运输机有其他移动变电站供电的情况下可以考虑，然而为安全起见在专用的回风平巷内不得设置移动变电站。
(3)设在下一个工作面的回风平巷与本工作面运输平巷的联络巷内（如图中3#移动变电站）。这样既能位于负荷中心又不需增大巷道断面，但是必须在采掘可以衔接的情况下选用。
(4)设置在运输平巷的入口处轨道上山与材料上山的联络巷内（如图中4#移动变电站）。这样也不需要增大巷道断面，但是距离工作面较远，在供电质量满足要求的情况下方可选择。
2.     移动变电站的主接线
移动变电站是由矿用隔爆变压器及其高、低压开关组成。可采用单电源或双电源进线，经高压负荷开关或高压断路器接到变压器一次侧，变压器二次侧经低压断路器配出。
二、             工作面配电点
工作面配电点的任务是将采区变电所或移动变电站送来的1140V或660V电能分配到回采或掘进工作面的用电设备。工作面电钻和照明用的127V电源可从电钻和照明综合保护装置上获得。
1.     工作面配电点的位置及设备布置
为保证安全，工作面设备的控制开关不宜放在工作面，而应放在工作面配电点，采用远方控制。回采工作面配电点一般设在距工作面50m～70m处的巷道中；掘进工作面配电点距掘进头80m～100m，一般配电点至掘进设备的电缆长度以不超过100m为宜；
2.     配电点开关的设置
工作面配电点设有控制工作面各种设备的磁力起动器以及电钻（照明）综合保护装置，三台及其以上开关的配电点都需要设置自动馈电开关作为配电点的总开关，以便检修磁力起动器时切断总开关，做到断电检修和维护，保证人身安全。

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