摘要：近年来，我国工业发展的核心力量，工业水平已逐步向煤炭开采业转移。在煤矿开采过程中，相关人员需要更加重视安全问题，有效保障施工人员的人身安全。其中，供电系统的设计与施工人员的人身安全息息相关。相关人员需要结合施工条件，促进煤矿开采环境的安全。本文对煤矿井下采区供电系统的相关内容进行了分析，以期为相关企业提供参考。
关键词：煤矿开采；井下采区；供电系统设计
1、煤矿采区供电原则
供电系统的供电原则在煤矿区如下:(1)的情况下确保完整和供电系统的安全运行，整个煤炭矿区，最低数量的电缆和开关都应确保整个系统的，所以供电系统的成本最小化。(2)矿区电气设备要求的负荷按不同的变压器进行分摊。最好是根据变压器来设计一个工作面上可以共享的负载。同时，在运行过程中禁止变压器并联运行。(3)供电系统对电气设备采用工作面配电点，适用于径向供电;山上的传动电机适用于干线供电;在设计供电系统的供电线路时，宜采用最短线路进行供电，以避免资源浪费。在轨道下铺设电缆是不合适的。严禁在堆放物料的滑道内放置电缆。同时，在设计供电线路时，尽量避免回电。(4)矿区对于高浓度气体区域供电系统需要调整供电线，和需要重置特殊变压器、特种开关和电缆高气体区域，以避免矿区的瓦斯爆炸原因的失败供电系统在最大的程度上。
2、煤矿井下采区供电系统设计技术要点
2.1、煤矿井下采区供电设计
采区综采工作面采煤机一般采用3.3kV供电。矿区采煤工作面设备由移动变电站供电。移动变电站安装在采煤工作面设备列车上。随着工作单元的不断移动，在轨道上安装无槽无电极牵引绞车和设备列车，回柱绞车等机械设备直接由矿区变电站供电。为了使整个煤矿供电系统正常运行和稳定，合理设计供电系统必须执行，和系统中各个组件必须合理选择，例如选择电力变压器、电缆、短路电流和灵敏度的验证。一切都需要合理设计。在选择变压器时，您需要计算系统所需的电压负载。在选择变压器时，要在保证可靠供电的前提下，尽量节约系统中使用的开关、电缆等设备。设备尽可能由变压器供电至生产区域，以缩短因局部停电而引起的整个供电系统的恢复期长度。对于变电站系统中只有一条供电线路的情况，变压器没有当有两条以上的高压馈线时，整个系统通常不配备一个供电断路器。当系统中的变压器超过两条高压馈线时，需要一个进线断路器。为了确保整个系统的安全高效运行，有必要进行合理的设计输出的导体，和低压组合开关的正确和合理的选择具有重要意义的安全可靠运行煤矿供电系统。煤矿供电系统的开关选型需要根据允许的电流选择开关的截面，并进行电压校核。低压组合开关需要根据磁启动器断路器的电流来选择装置的额定电流，并对开关的灵敏度进行验证。同时，需要根据公式计算出系统中电缆阻抗、总阻抗、移动变电站阻抗和各种机械短路电流。
2.2、提高煤矿井下供电安全可靠性的技术措施
2.2.1、完善继电保护设备系统
在设计地下矿区继电保护方案时，需要进一步完善和完善，使其具有更高的保护性能，以减少供电事故的发生。同时，对于地下矿区的电力变压器、高压电机等设备，也要严格按照相应的要求和标准设置过载、短路等防护设施。最后，综合考虑地下矿区的用电量，采用更先进的设备和技术对供电系统进行保护，保证地下的安全。
2.2.2加大井下供电设施检修维护力度
为了有效防止因供电实施失败而导致的安全事故的发生，地下矿区供电设施也需要加强相应的检查和维护工作，以保证其具有较高的工作性能。在实际维护过程中，一旦发现相应的防爆电气设备存在安全隐患，应及时更换，严禁继续使用。另外，根据地下矿区的实际供电需求，需要对相应的供电设备进行改造和升级，以保证地下矿区更好的供电。
2.3、引入电气设备状态在线监测系统
为了更好地了解地下矿区电气设备的运行情况，还需要建立相应的在线监测系统，实现对地下矿区电气设备的实时监测。提醒相关人员处理，以便进一步提高供电安全。
3、煤矿井下采区供电系统设计实例分析
以某煤矿为例，由于不断增加的开采力度，煤矿也在不同工作面增大的供电距离，增大的供电距离在一定程度上对供电系统的电压降低，从而影响了机电设备的正常工作。在进行煤矿井下开采的过程中，现阶段的综采工作面加长，推进度也在不断增加，因此需要保证供电系统设计有相应的改善。该煤矿的变电所电压约为10kV，高防开关为DG-810，高压电缆距离为260m，以高压软橡套电缆为中介，到达电站串车处，进行相应的供电活动。在整个过程中，主要通过移动变电站对不同地方进行供电，供电的距离为1400m，1140V和660V是工作面低压的两种等级供电，不同的供电设备需要单独运算。
在选择变压器时，工作人员需要结合实际情况，布置综采工作面巷道，对现阶段的综采设备的负荷量进行分析，对移动变电站的容量和开关的类型进行相应的研究和控制，对可操作性进行有效保证，对合理的变压器进行选择，促进管理、检修以及维护工作。结合实际情况，一共对4台移动变电所进行相应的选择，并选择合适的设备。选择不同组别的移动变电站容量时，需要对移动变电站的破碎机、采煤机的负荷进行计算，并结合具体的计算数据，与额定容量相互比较，从而对供电的需求进行有效满足。在选择电缆长度和型号时，需要在10kV高压电缆的基础上，结合具体的计算数据对相应的电缆进行选择，同时也需要对安装细则进行有效结合，对不同阶段的电缆长度和型号进行有效选择。
在不同煤矿井下采区供电系统运行过程中，会因为不同因素的影响，导致频繁出现的供电系统电压波动的情况，比如工作面供电与设备启动之间的问题和不足，都会在一定程度上对供电系统的稳定运行产生影响。随着近几年的发展，一些新兴设备逐渐凸显自身的作用，比如非线性电力负荷采煤机械设备，其核心为电力电子，影响的范围越来越广泛，其主要的目的技术对供电系统运行的可靠性和安全性进行有效保证。在另一方面，在应用该种设备时，需要对其中的谐波分量问题加强相应的注意，谐波分量问题将会在一定程度上影响整体供电系统不同环节的有效进行，因此相关的工作人员需要加强相应的重视。此外，在对供电系统进行初期设计的过程中，相关的工作人员需要结合煤矿采区的具体情况，对其中容易出现的问题进行有效的思考和分析，选择配电变压器也需要结合供电系统设计的具体要求和原则，对合适的配电变压器选择，从而促进系统容量的增加，降低以及避免供电系统运行失误的情况，提升电机运行效果。
总之，矿区煤矿生产的安全可靠性是矿区电力系统设计时首先要考虑的问题。在设计矿区供电系统时，不仅要考虑整个矿区的安全，还要考虑其经济性。结合矿区实际情况，综合考虑各种因素，制定一套适合本矿区实际可行的供电方案，使整个矿区安全有效的生产运行最大化。
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