煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計研究
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采區(qū)供電系統(tǒng)的電壓具有不穩(wěn)定性，波動的次數(shù)也較為頻繁，使得設(shè)備起動和日常作業(yè)、工作供電方面的可靠性降低。多數(shù)的采煤機械設(shè)備在煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)中應(yīng)用都是以電力電子為核心的，并且具有非線性電力負荷的特點，在這些設(shè)備的運作過程當中就會產(chǎn)生眾多的諧波分量。這種情況同樣會威脅到供電系統(tǒng)的可靠性，降低工作人員對此供電系統(tǒng)的信心。供電系統(tǒng)在設(shè)計的過程中也會有考慮不周全，忽略了煤礦采區(qū)生產(chǎn)量增大的情況。由于產(chǎn)量增大，那么原來設(shè)計的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足這時的煤礦采區(qū)，其中的變壓器的容量不能滿足數(shù)量在增加的電動拖動系統(tǒng)所需要的起動容量，造成系統(tǒng)不能起動，拖慢采區(qū)作業(yè)的進度與降低效率，造成采區(qū)工作人員再一次地對供電系統(tǒng)的可靠性增添了懷疑。
2煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計要點
2.1采區(qū)漏電保護
現(xiàn)在的設(shè)備多數(shù)是智能化高科技產(chǎn)品，具有漏電保護功能，所以出現(xiàn)漏電的可能性的高低是取決于安裝系統(tǒng)的可靠性。在變電所、運輸巷、井底車場和其他配電點的用電設(shè)備的外殼連上橡膠電纜。另外，必須可靠地進行主接地極，在水溝處或者潮濕的地方可以有針對性地采用局部接地的埋設(shè)，但采用的鋼板的面積和厚度都需要多加注意。
2.2設(shè)備的保護
除了漏電之外，在采區(qū)的變電所、配電點和移動變電站都需要安裝短路、過負荷的保護裝置以及遠程控制裝置，提高供電系統(tǒng)的可靠性。在高壓電線區(qū)域必須裝上具有選擇性的單向接地的保護裝置。
2.3提高供電系統(tǒng)電壓
在正常情況下，動力線路的電壓變動范圍只能在5%以內(nèi)，不得超過。這是電業(yè)規(guī)程的規(guī)定要求，也是為了保證采區(qū)電器設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，高效穩(wěn)定所提高的硬性要求。為了保證采區(qū)供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，在選擇電纜截面的時候往往會偏向于大型。雖然這會增加供電系統(tǒng)的成本，但是采區(qū)kV級電壓設(shè)計供電系統(tǒng)，除了提高供電的可靠性和供電質(zhì)量水平之外，還能降低供電的電流，減少電能在線路運行過程中的損失，大大提高供電電路中的電能傳輸效率。
2.4控制電機拖動系統(tǒng)
對于運作功率較大、可以空載啟動和對起動沒有特殊要求的機電設(shè)備，可以采取降壓起動式；而對于功率小、在運作過程總對供電系統(tǒng)影響不大的機電設(shè)備，可以采取直接起動式；對于功率大、負荷又集中并且要求重載起動的點擊拖動系統(tǒng)就要求使用變極調(diào)速的方式。針對不同的機電設(shè)備，采取不同的起動方式，這樣才能保證供電系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，增強其中的可靠性。
2.5設(shè)計電纜截面及型號
在供電系統(tǒng)設(shè)計的過程中，電纜選型的設(shè)計方法的依據(jù)有：電壓的損失、電流密度、機械強度和短路熱穩(wěn)定條件等。而采區(qū)的機電設(shè)備的電纜大部分為動力電纜，所以電纜選型的設(shè)計方法應(yīng)采用按照電壓損失來對電纜截面和型號進行設(shè)計，再用按長期運行的條件來進行檢驗，確保電纜工作穩(wěn)定性。
3結(jié)語
總結(jié)以上的論述，在進行設(shè)計煤礦采區(qū)供電系統(tǒng)的時候，無可厚非的是需要根據(jù)煤礦采區(qū)的實際情況：產(chǎn)量多少、規(guī)模、實際用電情況、地勢特點等方面，再思考需要的系數(shù)、配電點的確定、電纜類型、長度以及機電設(shè)備的選擇等多方面的因素。除此之外，還要顧及供電系統(tǒng)的后期的維護工作以及采區(qū)規(guī)模發(fā)生變化后所做的應(yīng)對措施。這樣才能設(shè)計出科學(xué)可持續(xù)、合理規(guī)范、節(jié)能、經(jīng)濟的采區(qū)供電系統(tǒng)，保證礦工人員的生命安全和煤礦采取工作的正常運作、高效進行。
作者：張海超 單位：開灤能源股份有限公司范各莊礦業(yè)分公司
