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礦山設(shè)備高壓供電研究與改進

文檔作者：郅樹偉文檔來源：太鋼集團代縣礦業(yè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月20日
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上一篇：礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的設(shè)計研究

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設(shè)備管理與維修2020 翼10（上）
礦山設(shè)備高壓供電研究與改進
郅樹偉
（太鋼集團代縣礦業(yè)有限公司，山西忻州034207）
摘要：分析礦山高壓供電設(shè)備的重要性，研究供電設(shè)備在各種工況的使用標(biāo)準(zhǔn)與理論差異。總結(jié)現(xiàn)場改進關(guān)鍵內(nèi)容，延長高壓供電
設(shè)備關(guān)鍵部件的使用壽命，優(yōu)化露天礦山采場高壓供電設(shè)備接線方式，保證礦山高壓供電系統(tǒng)高效、安全、穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀；研究與應(yīng)用；預(yù)防措施
中圖分類號：TD611 文獻標(biāo)識碼：B DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2020.10.34
0 引言
山西省太鋼集團代縣礦業(yè)有限公司（峨口鐵礦）110 kV 王
家河主變電站位電壓等級為一次110 kV，二次6 kV ，設(shè)計總
負(fù)荷7.15 萬千伏安。該變電站由單電源110/6 kV 線路供電，即
由忻州供電分公司棗林變電站185# 線路單回路供電，引自220/
110 kV 棗林大型變電站110 kV 饋出母線段直接到110 kV 王
家河主變電站。其中110 kV 電源線路均采用架空線路供電方
式，線路均為LGJ-150 鋼芯鋁絞線供電。
110 kV 王家河主變電站配置2 臺主要變壓器，容量是3.15
萬千伏安和4 萬千伏安。6 kV 出線共16 條回路，作為采礦系統(tǒng)
（露天開采和井下開采）、選礦系統(tǒng)和球團系統(tǒng)備用電源，
日常正常運行負(fù)荷為3 萬千瓦左右。
1 礦山設(shè)備供電概述
代縣礦業(yè)有限公司采場生產(chǎn)用電由110 kV 王家河
主變電站供電，供電范圍為開閉所（669# 線路）、井下高壓
室（673# 線路）、平峒（一峒、二峒及驅(qū)動站）、破碎篩分、磨
礦選別、環(huán)水回收、五道彎泵站、大保泵站、尾礦等10 所
高壓室。
開閉所6 kV 饋出線供出7 趟回路，主供采礦生產(chǎn)
系統(tǒng)電鏟、牙輪鉆機等礦山設(shè)備用電。井下高壓室（673#
線路） 主要供井下開采壓氣和主排水泵站高壓室、1738
水平主扇高壓室、1840 水平排水及通風(fēng)高壓室等井下重
要設(shè)備供電。
代縣礦業(yè)有限公司井下開采項目由110 kV 王家河
主變電站673# 線路作為主供線路，669# 線路作為備用線
路。自2019 年初投入運行后，遇到電氣故障需要停電檢
修時由開閉所（669# 線路）供電運行，因井下開采供配電
為工業(yè)一級負(fù)荷，根據(jù)電氣用電規(guī)范和井下地采安全用
電要求，井下生產(chǎn)用電負(fù)荷必須改進為專線雙電源或雙
回路供電，且供電線路均無缺陷隱患。
2 礦山設(shè)備供電研究與改進
考慮到井下壓氣、排水和通風(fēng)的安全，井下開采必須
由現(xiàn)在單電源或單回路供電改進為雙電源或雙回路電源
供電。當(dāng)一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路必須能
擔(dān)負(fù)井下開采壓氣、排水和通風(fēng)等全部負(fù)荷。而且井下
開采雙回路電源線路不得分接任何負(fù)荷，一般正常情況下，井下
開采電源應(yīng)采用分列運行方式，即一回路運行時，另一回路處于
帶電備用狀態(tài)，確保井下壓氣、排水和通風(fēng)等設(shè)備供電的連續(xù)性
和可靠性。
2.1 井下開采雙回路供電運行方式研究
雙回路供電系統(tǒng)的運行方式有兩種：分列運行和并列運
行。分列運行方式是指一路運行，另一路帶電備用，兩段母線
之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于連接狀態(tài)，如圖1 所示。并列運行方式是
指兩路同時運行，兩段母線之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，如
附圖2 所示。
圖1 分列運行方式
圖2 并列運行方式
輪輮
設(shè)備管理與維修2020 翼10（上）
2.2 分列、并列運行供電優(yōu)缺點
分列運行方式適用于負(fù)荷較小的變（配）電所，優(yōu)點是雙回
路的負(fù)荷相同，雙回路總配電開關(guān)保護整定值相同，便于雙回路
的切換；缺點是運行電纜線路工作電流較大，壓降較大，運行線
路距離較短。并列運行方式適用于負(fù)荷較大的變（配）電所，優(yōu)點
是運行電纜線路工作電流較小，壓降較小，運行線路距離較長；
缺點是雙回路的負(fù)荷不同，雙回路總配電開關(guān)保護整定值不同，
當(dāng)一回路停電時，另一路總配電開關(guān)需重新整定，不便于雙回路
的切換。
2.3 分列設(shè)備運行供電改進
雙回路是從110 kV 王家河主變電站分別接兩路不同電源
（鋼絞線LGJ-240/2.9）到開閉所變電站，目的是一路電源出現(xiàn)故
障，另一路可以保障井下采場和井下峒室的安全生產(chǎn)，現(xiàn)在要求
兩趟都是專線。代縣礦業(yè)有限公司的供電方式由原并列運行方
式改進為現(xiàn)在的分列運行方式，并且設(shè)計雙回路總配電開關(guān)保
護整定值數(shù)值相同。110 kV 王家河主變電站供開閉所變電站
673# 和669# 繼電保護裝置整定值見表1。
表1 673# 和669# 繼電保護裝置整定值
110 kV 王家河主變電站供出的673#、669# 架空線路的終端
桿位于110 kV 王家河主變電站和井下1840 進入峒室入口處，
該終端桿使用的是懸式瓷質(zhì)絕緣子，經(jīng)常受采區(qū)氣候（風(fēng)大）和
洞室爆破振動等影響。頻繁出現(xiàn)絕緣瓷瓶歪、碎裂等現(xiàn)象，引起
高壓供電線路短路跳閘等安全隱患和供電故障。由于110 kV
變電站的出線終端桿都在海拔較高的地段，且經(jīng)過工人上下班
的山路卡口和公路，采用架空穿越跨線，桿塔上絕緣子所承受的
拉力大，經(jīng)常發(fā)生供電線路絕緣子碎裂和短路等高壓供電故障。
而開閉所變電站（669# 線路）供出采場7 條輸配電線路，由于采
場電鏟、挖掘機、牙輪鉆機等高壓接線端均采用掛鉤方式，從供
電線路引下線的跌落保險下端接入，接觸面積小，重載負(fù)荷時會
出現(xiàn)打火（拉弧）、燒損接觸點等供電故障，造成開閉所變電站停
電停產(chǎn)，甚至影響110 kV 王家河主變電站主系統(tǒng)正常供電，造
成該主供電線路全線停電。
2.4 井下生產(chǎn)I 級負(fù)荷供電改進
將110 kV 王家河主變電站由單回路，即由忻州供電分公
司棗林變電站185# 線路供電，改進為兩趟110/6 kV 線路雙電
源或雙回路分別供電，即一回路由忻州供電分公司棗林變電站
185# 線路供電，引自220/110 kV 棗林大型變電站110 kV 饋出
母線段直接到110 kV 王家河主變電站；另一回路由忻州電業(yè)
局富村大型變電站156# 線路經(jīng)110 kV 到峨口變電站、然后由
110 kV 官地變電站至110 kV 王家河主變電站供電。雙回路
110 kV 電源線路均采用架空線路供電方式，線路均為LGJ-150
鋼芯鋁絞線供電。
2.5 井下采掘設(shè)備供電方式改進
井下峒室供電采用6 kV 高壓系統(tǒng)改進為采用中性點不接
地方式；380 V 低壓系統(tǒng)改進為井上采用TN-S 和TN-C-S 接
地系統(tǒng)，井下采用不引出中性線的IT 系統(tǒng)。
根據(jù)供電安全要求和現(xiàn)場實際情況，將采場供配電系統(tǒng)改
進如下：
（1）將單電源（或單回路）供電改進為雙電源（或雙回路）供
電，即由673#、669# 線路架空高壓專供井下壓氣、排水和通風(fēng)等
生產(chǎn)用電。
（2）開閉所變電站供露天采場用電，改進為675# 饋線柜作
為開閉所變電站供電電源柜，由開閉所變電站673# 線路直接供
露天生產(chǎn)用電。
（3）優(yōu)化開閉所進出線電網(wǎng)布置，由并列運行方式改進為分
列運行方式。
（4）新增設(shè)開閉所變電站的進出線防雷接地系統(tǒng)。
（5） 設(shè)計改進了110 kV 王家河主變電站及開閉所相關(guān)高
壓柜和線路的系統(tǒng)名稱。
（6）設(shè)計改進了各供電端短路電流，計算并效驗各配電柜線
路保護整定值。
2.6 露天開采設(shè)備供電方式
（1）對露天采場7 條供電回路優(yōu)化組合和改進。
（2）電鏟、挖掘機、牙輪鉆機等露天采礦設(shè)備供電采用6 kV
電源引下線硬連接，避免接觸點接觸不良產(chǎn)生發(fā)熱和放炮事故。
改造后的高壓供電系統(tǒng)線路見圖3。
3 改進效果
（1）將原來同桿架設(shè)的供露天和井下開采高壓673#、669# 高
壓供電線路，改進為673#、669# 高壓線專供井下開采雙回路獨立
供電，滿足地下開采所要求的一級供電負(fù)荷，而且是上一級變電
站供出不同回路的雙回路和雙電源的要求，符合國家電氣規(guī)范及
井下開采標(biāo)準(zhǔn)，同時減少支線設(shè)備故障對井下生產(chǎn)供電的影響。
（2）通過對井下開采玉段673# 線和域段669# 線雙回路的改
進，極大降低了供電故障，保證井下通風(fēng)和排水等設(shè)備安全穩(wěn)定
運行，確保井下人員的安全。
（3）改進后，提高了井下開采供電線路供電質(zhì)量，減少井下
施工作業(yè)人員因供電線路故障緊急撤離次數(shù)，實現(xiàn)突發(fā)性故障
為零的安全目標(biāo)。
（4）露天采場和井下峒室供電線路的改進，降低了主干線
停電次數(shù)，提高了采場電鏟、挖掘機和牙輪鉆機等設(shè)備的作業(yè)
效率。
4 結(jié)語
礦山設(shè)備高壓供電系統(tǒng)改進實施后，降低了露天與井下峒
室供電線路隱患缺陷帶來的設(shè)備故障停機和作業(yè)人員危險，保
證井下通風(fēng)和排水等設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，極大提高了供電安
被保護開
關(guān)名稱
變比
保護
裝置
投用保護
種類
控制字
整定值
電流/A 時限/s
669# 線路
供井下峒
室生產(chǎn)
600/5 RCS-
9612A
玉段過流1 20 0.15
域段過流1 9.3 0.5
芋段過流1 8 4
PT 斷線檢測1
673# 線路
供井下峒
室生產(chǎn)
600/5 RCS-
9612A
玉段過流1 20 0.15
域段過流1 9.3 0.5
芋段過流1 7 5.5
PT 斷線檢測1
輪輯
設(shè)備管理與維修2020 翼10（上）
圖3 改造后的高壓供電系統(tǒng)
全。此改進方案在代縣礦業(yè)有限公司的成功應(yīng)用，可為其他井下
供電安全隱患處理提供借鑒與參考。
參考文獻
［1］ GB 50070—2009，礦山電力設(shè)計規(guī)范［S］.
［2］GB 50052—2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］.
［3］GB 50061—2010，6 kV 及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范［S］.
〔編輯李波〕
海南核電一回路泄漏率的優(yōu)化算法
李靜，劉逸
（海南核電有限公司，海南昌江570105）
摘要：核電廠一回路泄漏率用于表征一回路放射性水向外泄漏的速率，海南核電的一回路泄漏率一直采用參考電廠的計算方法。
該方法計算簡單，但是存在計算不準(zhǔn)確、計算結(jié)果波動大的缺點。針對這一問題，海南核電運行處改進算法，將曲線擬合方法融入到
計算過程。通過改進，一回路泄漏率的計算結(jié)果準(zhǔn)確性明顯提高，計算結(jié)果波動問題得到解決。這種方法不僅適用于海南核電，同樣
適用于其他M310 機組的一回路泄漏率計算。
關(guān)鍵詞：海南核電；一回路泄漏率；曲線擬合；優(yōu)化算法
中圖分類號：TM623.9 文獻標(biāo)識碼：B DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2020.10.35
0 引言
海南核電一回路泄漏率通過容控箱液位、穩(wěn)壓器液位和一
回路平均溫度計算獲得，現(xiàn)有計算方法能夠簡單快速得到一回
路泄漏率。這種方法也有缺點，計算結(jié)果波動大、可靠性不高，選
點不同會導(dǎo)致計算結(jié)果偏差很大。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是計算
過程中沒有充分利用該時間段內(nèi)數(shù)據(jù)。為了解決這個問題，將時
間段內(nèi)的所有數(shù)據(jù)都用于計算一回路泄漏率。
1 一回路泄漏率改進前的算法
海南核電現(xiàn)有的一回路泄漏率計算方法是記錄T0 時刻的
穩(wěn)壓器液位、容控箱液位和一回路平均溫度。然后記錄2 h 后的
穩(wěn)壓器液位、容控箱液位和一回路平均溫度，再通過式（1）計算
得到一回路泄漏率Fp。
Fp=3142伊（N1-N2）
駐t +2070伊（N3-N4）
駐t -553伊（T1-T2）
駐t （1）
輪輰

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