露天采掘场的供配电系统设计.pdf

露天采矿技术““年第期 露天采掘场是露天矿山最重要的生产单位， 因此露天采矿矿内供配电系统是否合理直接关 系到露天煤矿的生产。露天采掘场内的供配电系 统的设计应综合考虑露天煤矿采掘场内的生产 环境特点， 如采掘场内的电气设备受到自然环境 如风沙、 雨、 雪、 雷电以及酷热和严寒的影响； 采 矿范围大， 设备分散， 用电设备需随工作面的推 进频繁移动； 采掘场内底板多为岩石或矿石， 土壤 电阻率较高； 部分矿山爆破时引起的震动等。所 以， 露天煤矿采掘场内使用的电气设备应具有外壳 坚固、 防水防尘及便于安装、 移动的特点。 电源电压的确定 露天煤矿采场供电电压的等级， 应根据露天 矿境界范围、 达产时的电力负荷、 后期扩建后的 电力负荷、 供电距离对电压水平的影响， 大型设 备启动时对其他生产设备的影响、 不同电压等级 线路的损耗等因素来确定。一般情况下， 考虑到 生产设备分散和用电容量大的特点，可采用 ’或 ’。大中型露天矿一般设双回路电源。 由露天采场地面变电站 （ 所）供给采场内各 用电设备的电压除考虑上述因素外， 主要根据用 电设备的电压等级来确定。一般情况下， 采场内 用电设备的额定电压多为 ’， 所以大部分露天 煤矿采场内的配电电压为 ’。当采场内采用 “ ’的用电设备时， 采场内配电电压为“’。 供配电系统的确定 露天煤矿供配电系统一般有以下几种 （） 环形线横式供电系统。如图所示， 回电源线路沿采掘场环形布置， 并通过环形线路 相互联络， 形成环形线供电系统。在采掘场周围 设置移动式变电站， 由移动式变电站引至采掘场 内的中压架空 （ 或电缆）线路垂直于采矿平台引 至用电设备 （ 电铲、 移动变电站等）或中压配电 设备， 构成横式供电系统。 图环形线横式供电系统图 该配电方式的优点是由于与工作台阶垂直， 因而受爆破影响小，并随着工作面的推进与延 深， 线路移动量较少， 只需在原有线路的基础上 露天采掘场的供配电系统设计 张平宽 （ 准格尔能源有限公司黑岱沟露天矿，内蒙古 呼和浩特““““） 摘 要 介绍了露天煤矿采掘场供配电系统的设计要点， 包括供配电系统的分类、 供电电压的选 择、 变压器中性点接地形式的选择以及电阻接地方式接地电流的计算 关键字 露天煤矿； 采掘场； 供配电 中图分类号* 文献标识码文章编号, - ./（““）“ - ““, - “ 收稿日期““-“,-“/ 作者简介 张平宽 （.,-）， 男， 内蒙古古托人， 助理 工程师、 经济师， 毕业于内蒙古科技大学， 现任神华准能公 司露天煤矿工务队队长。 , 露天采矿技术““年第期 接续即可， 因此， 该种供电方式可靠性较好。缺点 是由于其与工作台阶垂直，当为架空线路时， 线 路维护和架设较困难， 考虑到各种移动设备要从 线下经过， 所以线路电杆较高， 移动较困难； 当为 电缆线路时， 线路敷设较困难， 在可能有车辆穿 过的地方， 需穿镀锌钢管埋地敷设， 线路移动也 较麻烦。 （） 环形线纵式供电系统。如图所示， 回电源线路沿采掘场环形布置， 并通过环形线路 相互联络， 形成环形线供电系统。在采掘场周围 设置移动式变电站， 由移动式变电站引至采掘场 内的中压架空 （ 或电缆）线路平行于采矿平台引 至用电设备 （ 电铲、 移动变电站等）或中压配电 设备， 构成纵式配电系统。 图环形线纵式供电系统 该配电方式的优点是各种移动设备不通过 线下或从线路上通过， 不会发生碰线或压线等事 故。缺点是受爆破影响较大， 并随着工作面的推 进与延深， 线路移动量较大， 在实践中由于爆破 和移线而造成的停电时间较长， 事故也较多。 （）放射横式供电系统。如图所示， 由 矿区变电所引来的几回线路沿垂直于采矿台阶 的方向穿过采掘场敷设，并就近引至用电设备， 构成放射横式供电系统。该系统具有“ 环形 线横式供电系统”的所有缺点， 同时对于大中 型露天煤矿，由于采掘场供电电压等级相对较 高，所以需要许多由高压变中压的移动式变电 站，这些布置在坑内的移动式变电站移动较麻 烦。因此， 放射横式供电系统一般只适用于坑 内用电设备较少或用电设备的电压等级与供电 线路电压等级相同的中小型露天煤矿。 图放射横式供电系统 （）放射纵式供电系统。如图所示， 电 源由矿区变电所引来的几回线路沿采矿台阶方 向穿过采掘场敷设， 并就近引至用电设备， 构成 放射纵式供电系统。该系统具有 “ 环形线纵 式供电系统”的所有缺点， 同时对于大中型露天 煤矿， 由于采掘场供电电压等级相对较高， 所以 需要许多由高压变中压的移动式变电站， 这些布 置在坑内的移动式变电站移动较麻烦。因此， 放 射纵式供电系统一般只适用于坑内用电设备 较少或用电设备的电压等级与供电线路电压等 级相同的中小型露天煤矿。 图放射纵式供电系统 变压器中性点接地方式 目前国内露天煤矿采掘场变压器中性点接 地方式一般均采用以下几种 （’） 直接接地系统。直接接地系统指变压器 低压侧的中性点直接与地连接的供电系统。它的 露天采矿技术““年第期 （ 上接第页） 重要标志。快速准确进行采场外业验收测量， 内 业数据审议和处理， 绘制采场现状图形， 为露天 矿生产、 计划和管理提供采剥工程的空间几何数 据和图表信息， 这既为露天矿检查生产计划的执 行情况提供了依据， 又为安排和调整未来的生产 计划提供不可缺少的可靠资料。 本文对露天矿验 收测量中的数据采集和审议、 数据编码、 验收图 的图层设计、 全站仪外业作业规程、 内业数据处 理步骤进行了详细的说明， 是对露天矿验收测量 工作计算机化的有益尝试。 参考文献 ［］李克民， 王树忠， 曾昭红， 等露天矿生产信息综合处 理系统 ［’］中国矿业大学学报 “““，（） ［］周勇， 任占营露天矿验收测量计算机自动成图系 统 ［’］露天采矿技术，““*，（*）, ［］李克民， 任占营露天矿地测采信息综合处理及-./ 集成系统 （ 用户使用手册），“““ 优点是一相接地时，其他两相的电压不升高， 不 存在间歇电弧造成的过电压危险， 系统的绝缘水 平可降低， 这样， 可大大降低设备的造价。缺点是 当一相接地时， 短路电流很大， 需要选择容量较 大的开关及电气设备， 并有造成系统不稳定和对 通信线路的强烈干扰等。在矿山的实际应用中， 考虑到采掘场内设备经常移动以及矿坑内做接 地的条件， 为了保证人身安全和防止单相短路对 设备造成的损坏， 电气设备的外壳必须做接零保 护。同时， 在变电站内必须安装能迅速切除线路 接地故障的继电保护装置。该方式主要用于为坑 内排水等固定低压用电设备供电的系统。 （） 不接地系统。不接地系统指变压器低压 侧中性点对地绝缘的供电系统。对于系统电容电 流不大的供电系统， 不接地系统的优点是当一相 接地时， 流过故障点的电流仅为电容电流， 其值 很小， 故危险性较小， 系统可继续运行0 1， 在 这期间， 可进行故障的寻找和处理。但是， 当系统 电容电流达到“0“.时，单相接地故障点产生 的电弧往往不能自行熄灭， 形成间歇性灭弧和重 燃相互交替的不稳定状态， 使其他相产生间歇性 电弧接地过电压， 对系统中电气设备的绝缘造成 很大威胁， 尤其在绝缘薄弱环节， 往往会形成相 间短路。所以， 采用不接地系统时， 应在变压器低 压侧装设能自动切断电源的检漏装置， 电气设备 设保护接地。 （） 电阻接地系统。电阻接地系统指变压器 二次侧中性点经电阻接地的供电系统。如图所 示， 当相金属性接地时， 单相接地电流可用以 下方法计算。 图电阻接地系统 网络零序电流““为 ““2 （3 3 “） 式中相电压； 、、“分别为正序、 负序、 零序阻抗； 在电阻接地网络中，和比“小得多， 可 忽略不计， 则 ““2 “2 3 ’ 4 所以“52 ““2 3 ’ 4 由此可见，由于在中性点上串联了电阻， 因 此， 大大降低了系统中一相接地时的接地短路电 流。这样， 一方面通过控制接地电阻可限制弧光 接地过电压， 使电流限制在能自熄弧水平， 对通 信线路等的干扰也减少； 另一方面， 系统的绝缘 水平可降低， 降低了设备的造价。同时， 通过控制 电阻和接地线的阻值， 可保证工作人员的人身 安全。在工程应用中， 引至设备的电缆选用带接 地线和接地检测线的专用电缆， 同时在馈电柜装 设接地检测保护装置， 实现接地故障跳闸。 由此可见， 电阻接地系统克服了直接接地系 统和不接地系统的许多缺点， 因此， 在实际中得 到了广泛的应用。 随着我国露天煤矿规模的不断扩大， 采掘场 内的大型用电设备的容量和数量都呈增长的趋 势， 供电电压等级也在逐步提高， 露天煤矿采掘 场的供配电系统必将得到进一步的发展和完善。