煤矿供电系统标准设计规范

煤矿供电系统标准设计规范一、引言煤矿供电系统是矿井生产、安全保障的核心基础设施，其设计的科学性、可靠性直接关系到井下作业安全、生产效率及企业经济效益。由于煤矿井下环境复杂（存在瓦斯、煤尘爆炸风险，潮湿多尘、空间狭窄），供电系统需同时满足安全防爆、可靠供电、灵活适配生产布局等多重要求。制定并遵循标准化设计规范，是防范电气事故、保障矿井长治久安的关键前提。二、设计基本原则（一）安全优先原则供电系统需从源头规避安全隐患：电气设备必须选用矿用防爆型（符合GB3836《爆炸性环境用电气设备》），杜绝失爆；针对瓦斯矿井，严格执行风电闭锁、瓦斯电闭锁逻辑，确保瓦斯超限或通风中断时自动断电；接地、漏电、过流保护“三保护”配置齐全，且动作灵敏可靠。（二）可靠供电原则矿井电源应采用双回路供电（来自不同变电站或同一变电站不同母线），任一回路故障时，另一回路能承担全部负荷；井下变电所采用分列运行（如中央变电所两段母线独立供电），避免故障扩散；重要负荷（如主通风机、提升机）设置备用电源自动投入（ATS）装置，切换时间≤0.5秒。（三）经济适配原则电压等级选择需结合矿井规模：小型矿井宜采用10kV入井，大型矿井可采用35kV或6kV（需经技术经济比较）；电缆截面按“经济电流密度+短路热稳定”双重校验，避免过度选型造成浪费；设备选型兼顾当前生产与远期扩建需求，预留15%~20%负荷裕量。（四）技术合规原则设计需严格遵循《煤矿安全规程》《矿井供电设计规范》（GB____）等法规标准，同时结合矿井地质条件（如涌水量、煤层赋存）、生产工艺（综采/炮采）优化方案。三、系统架构设计（一）电源与地面变电所矿井电源应引自区域电网两个独立电源点，线路采用架空或电缆（距离≤1km时优先电缆）；地面变电所设置10kV/6kV高压配电室、变压器室（选用油浸式或干式变压器，防爆矿井需用隔爆型）、低压配电室，并配置无功补偿装置（功率因数≥0.9）。（二）井下供电网络中央变电所：作为井下供电核心，设置于井底车场附近，采用铠装电缆从地面变电所下井，向采区变电所、主排水泵等负荷供电；采区变电所：靠近采掘工作面布置，采用移动变电站（如KBSGZY型）实现“高压下井、低压供电”，减少电压损失；工作面供电：综采工作面采用“移动变电站+组合开关”模式，电缆沿巷道侧帮敷设，与动力设备间距≥0.3m，避免挤压。四、设备选型规范（一）防爆电气设备瓦斯矿井选用ExdI（隔爆型I类）设备，煤尘爆炸危险区域需增加“粉尘防爆”认证；开关设备（如馈电开关、磁力启动器）需具备过载、短路、漏电闭锁功能，动作值符合《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》；灯具选用LED防爆灯，防护等级≥IP65，避免采用白炽灯（易产生火花）。（二）变压器与电缆井下变压器优先选用干式（树脂绝缘）或隔爆型油浸式，容量按采区同时系数（0.7~0.8）计算；电缆选型：高压电缆采用MYJV22（交联聚乙烯+钢带铠装），低压电缆采用MYP（屏蔽橡套软电缆），阻燃等级达MT818要求；电缆截面：按“长时允许载流量≥负荷电流、短路热稳定截面≥计算值”选择，如综采工作面电缆截面不小于50mm²。五、保护与接地设计（一）保护配置过流保护：高压侧采用“速断+过流”，低压侧采用“热继电器+熔断器”，整定电流按设备额定电流的1.2~1.5倍；漏电保护：低压电网采用选择性漏电保护（如附加直流电源法），动作电阻值：1140V系统≤20kΩ，660V系统≤11kΩ；风电/瓦斯电闭锁：通风机停止或瓦斯超限时，自动切断工作面动力电源，仅保留照明、监测设备供电。（二）接地系统总接地网：井下中央变电所、采区变电所设置主接地极（用耐腐蚀钢板，面积≥0.75m²、厚度≥5mm），接地电阻≤2Ω；局部接地：移动变电站、开关、电机等设备设置局部接地极（用镀锌钢管或角钢，埋深≥0.6m），接地电阻≤1Ω；接地连线：采用截面积≥25mm²的铜芯线或≥50mm²的镀锌扁钢，确保电气连续性。六、施工与验收要求（一）施工规范电缆敷设：沿巷道敷设时采用电缆钩或桥架，与热力管道间距≥1m，拐弯处曲率半径≥电缆直径的20倍；设备安装：防爆设备接线腔密封圈内径与电缆外径差≤1mm，接线螺栓扭矩符合厂家要求，杜绝“鸡爪”“羊尾巴”接线；接地施工：接地极周围填充降阻剂（如膨润土），接地连线焊接长度≥2倍扁钢宽度，焊缝做防腐处理。（二）验收流程绝缘测试：电缆绝缘电阻≥10MΩ（10kV）、≥2MΩ（1140V）；保护整定：过流、漏电保护动作值现场测试，误差≤5%；试运行：空载试运行24小时，带载试运行72小时，监测电压波动≤±5%、温升≤厂家规定值。七、运维管理要点（一）日常巡检每班检查电缆外皮是否破损、接头温度是否超限（≤60℃），防爆设备“三证一标志”是否齐全；每月测试接地电阻，雨季加密至每周一次，确保总接地网电阻≤2Ω；每季度校验漏电保护装置，模拟漏电故障（如接入2kΩ电阻），验证动作可靠性。（二）预防性试验高压电缆每2年做耐压试验（10kV电缆试验电压25kV，持续1分钟）；防爆开关每年做防爆性能检测，重点检查隔爆面粗糙度、间隙是否符合要求；变压器每3年做油色谱分析（油浸式）或绕组直流电阻测试（干式），排查潜伏性故障。（三）故障处理漏电故障：采用“分段排除法”，依次断开支路开关，定位故障电缆或设备；过流跳闸：检查负荷是否过载、电缆是否短路，严禁“强行送电”；防爆失爆：发现接线腔变形、密封圈老化等问题，立即停用并更换备件。八、结语煤矿供电系统设计是一项系统性工程，需在安全、可靠、经济的平衡中寻求最优解。设计人员应深入现场调研，结合矿井实际工况（如采掘进度、瓦斯等级）动态优化方案；施工与运维人员需严格执行规范，将“本质