采矿工程供配电设计思路构建

左双杰

（沈阳有色冶金设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003）

金属矿山作为国民经济支柱产业之一，随政策深化改革，加强矿山整顿，将分散资源整合，关闭小规模矿山，十分必要[1]。

1 工程概况

以某采矿工程改造为例，此工程地处丘陵，始建于2003年，地下开采方式，斜、竖井联合开拓，矿体有六条，分成五个独立开拓系统[2]。长期无序开采，采掘失调，缺少统一规划，造成大矿小开，秩序混乱，安全隐患大，效率低的现象。

鉴于此，矿山企业根据资源分布和现有设施情况，进行技术改造，采用一套开拓系统，将原3号采区内竖井改造为主、副提升井，兼做入风井，各采区风井为回风井，坑内排水采用倒段排水。整改后处理原矿石达到100万t/a，极大提高了生产效率[3]。

通过资源优化，结束无序开采，减少对环境破坏，充分体现现行矿山环保政策前瞻性。

2 电源及电力负荷

根据改造后资料，重新进行供配电系统规划设计。由于坑内采矿，井下排水和竖井提升人员用提升机等为一级负荷，经与矿方技术沟通后，矿区周边有两所区域变电站，分别距离矿区1.2km和3.5km，电压10kV，满足双重电源要求。

在地表坑口负荷中心处，设置坑口变电所，双重电源进线，电源分别引自矿区周围两处区域变电站，电压为10kV，供配电范围：井下排水、主副提升机、空压机以及附属设施。

经负荷计算，坑口变电所10kV母线侧（经高低压补偿后）矿区正常涌水时，计算结果为：

有功功率：4235.63kW；

无功功率：1392.18kvar；

视在功率：4458.56kVA；

功率因数：0.95；

年耗电量：22872MW·h。

3 系统设计与布置

以地表坑口变电所为电力中心，采用放射式配电，向主副井提升机房、井下中央变电所、主通风机房变电所及附属设施变电所供电，电压10kV；采用铠装电力电缆埋地敷设方式，其中向井下供电采用阻燃粗钢丝铠装电力电缆[4]。

依照节能要求，优化供配电系统，在各工序负荷中心处设变电所，减少线路电能损耗，在工序变电所设补偿装置，减小变压器容量；主要变电所有坑口变电所、400m中段井下中央变电所、0m中段井下变电所、采区变电所、主通风井变电所。

（1）坑口变电所

在地表负荷中心处设变电所一座，双重电源进线，10kV单母线分段；设变压器一台，容量630kVA，电压10/0.4kV，采用节能型干式变压器。

（2）400m中段井下中央变电所

在400m中段主排水泵站旁设变电所一座，10kV单母线分段，双重电源进线，电源分别引自坑口变电所不同10kV母线段。

水泵房内排水泵三台，正常涌水1用1备1检修，最大涌水2用1备，排水泵电机功率315kW，电压10kV。

设两台变压器，容量125kVA，电压10/0.4kV，采用矿用一般型干式变压器，中性点不接地。

（3）0m中段井下变配电所

在0m中段水泵房旁设变电所一座，10kV单母线分段，双重电源进线，电源分别引自400m中段井下中央变配电所不同10kV母线段。

水泵房内排水泵三台，正常涌水1用1备1检修，最大涌水2用1备，排水泵电机功率280kW，电压10kV。

设两台变压器，容量125kVA，电压10/0.4kV，采用矿用一般型干式变压器，中性点不接地。

（4）采区变电所

设两座采区变电所，位置随采矿生产进度设置，每座设一台变压器，容量315kVA，电压10/0.4kV，采用矿用一般型干式变压器，中性点不接地。在每采区变电所内布置一套电机车牵引装置，为井下运输供电。

（5）主通风井变电所

在各处主通风井分别设变电所一座，内设一台变压器，容量500kVA，电压10/0.4kV，采用节能型干式变压器。电源进线分别引自坑口变配电所10kV母线段。主通风机采用变频调节及计算机控制系统。

4 电能质量及继电保护

电能质量要求电压允许偏差控制在额定电压±5%以内；采用高、低压无功补偿装置，将功率因数控制在0.95以上。

在10kV配电进出线回路设微机综合保护装置，对10kV变压器采用温度保护、过负荷、过电流及电流速断保护并辅以小电流接地保护。

以上配电保护措施，可使10kV配电系统安全、可靠的运行。

5 总结

由于采矿工程自身特点，结合实际需求，分析其工艺，按节能要求，设计供配电系统，对矿山企业安全可靠生产至关重要，是矿山企业持续发展的基本保障。