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摘 要：供电系统可靠性直接体现供电系统负载的供电能力，但供电之初应先考虑安全、经济、持久、可靠等工作，不断提高可靠性指标是供电系统永恒的主题，是系统安全经济运行的重要保证。本文根据煤矿供电系统特点、供电系统由来，从经济和技术两个方面进行整体设计，以达到满足煤矿供电的合理性。
关键词：矿井；设备选择；功率补偿
一、采区变电所及配电点位置的确定
1、采区变电所位置的确定
先根据通风情况、地质条件来确定变电所的位置范围，然后再根据尽量减少低压线路供电距离来确定变电所的位置。一般要列出几种可行方案，进行技术经济比较后择优选用。方案比较应列表表示。
2、移动变电站位置的确定
回采工作面供电的移动变电站位置，一般设在距工作面100 m～150 m的进风巷道中；掘进工作面可将移动变电站设置在轨道巷、进风联巷等新鲜风流的巷道；低瓦斯矿井的回采工作面移动变电站，也可设置在该回采工作面的回风巷内。
3、工作面配电点位置的确定。
回采工作面配电点一般设在距工作面50m-70m处的巷道中。掘进工作面配电点距掘进头80m-100m，一般配电点至掘进设备的电缆长度以不超过100m为宜。在电缆分叉点应设有配电点，此配电点在巷道交汇处附近。
二、负荷计算与无功补偿
负荷计算是为电气设备、输电导线选择，继电保护装置整定提供重要的计算依据。
1、电设备功率的确定
设备可按长时连续工作制用电设备（如：局扇、压缩机）、短时工作制用电设备（如：绞车）、断续周期工作制用电设备（如：电焊机）三类来划分。
举例：电焊机。
①负荷持续率：为一个工作周期内时间与工作周期的百分比，用“∑”，即
②断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）PN，是对应于某一标准负荷持续率εn的。
电焊机：
2、需用系数法计算负荷
需用系数：用电设备的实际负荷总容量与其额定总容量的百分比值。
同时系数、负荷系数、线路效率、设备效率。
①单台用电设备的需用系数：
②成组用电设备的需用系数：
加权平均效率
③单台用电设备的计算负荷
④成组用电设备的计算负荷
3、变电所总负荷的计算，按需用系数法确定计算负荷总容量、需用系数
总而言之，要确定电设备的容量， 按需用系数法定义、用电设备的负荷，计算变电所总负荷。
三、功率因数的提高
1、提高功率因数的意义在于①提高电力系统的供电能力。②减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。③降低供电网络中的功率损耗。④降低企业产品的成本。
电费的收取方法：“两部电价制”：基本电价、电度电价（包括调整电价）。COSφ大于等于0.9 奖，低于此值罚。
2、提高功率因数的方法
（1）正确的选择、合理的使用电动机和变压器，在条件允许的条件下，尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。
（2）合理选择变压器的容量，尽量空载、轻载运行。
（3）更换设备为节能设备，对大容量，长时工作的矿井通风机采用同步电动机，使其工作在过激状态。
3、人工补偿提高功率因数
引入：当COSφ<0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。
①电容器的选择
电容器无功容量的计算图2—1
Qc=Pi（tanφANT-tanφac）
②电容器（柜）台数的确定
需电容器台数：
式中：每相所需电容器台数：n=N/3取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。
③电容器的补偿方式
电容器补偿方式可分三种，单独就地补偿方式；分散补偿方式；集中补偿方式。
四、主变压器的选择与无功功率补偿
主变压器的选择，容量一般按照变电所建成后5—10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。具体就是根据变电所带的负荷性质和电网结构来确定主变的容量。对于每一个煤矿，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计算过负荷能力后的允许的时间内，保证用户的一、二级负荷。所以，矿山主变压器一般选用两台，以保证对一二类负荷供电的可制性。当选用两台主变压器时，每台变压器的容量为：
式中：Ksh—事故时负荷保证系数，根据矿井一、二级负荷所得比例决定，一般可取0.8—1
—总降压站人工补偿后的功率因数，按要求一般取0.9以上。
1、变电所6KV母线的计算负荷
矿井的负荷经计算将变电所所供电的各种用电设备和用户的设备容量，需用系数，功率因数，有功及无功负荷等数据都统计出来了，计算负荷。统计得到有功最大连续在5000千瓦以下时，KS取0.9，在5000千瓦以上时，KS取0.85，无功最大连续负荷则对应取0.95和0.9计算后的即6千伏母线的计算负荷。
2、无功功率补偿
用6kv母线计算符合按要求选择电力电容器进行无功功率补偿，一般补偿后6KV母线的功率因数应达到0.9以上。
矿井设备的自然功率因数值，通常小于电力部门的规定，矿井的功率因数一般应提高到0.9以上。在煤矿企业中，最常采用的无功功率补偿是装静电电容器，它具有投资省，有功功率损失小，因是单个容量所组成的静止电容，故它的维护方便，事故范围小等优点。
根据已知的矿井用电符合的自然功率因数和预备提高到的功率因数的数值，静电电容器补偿容量按下式计算：
参考文献：
[1] 赵凯. 煤矿井下供电系统安全隐患及处理措施研究[J]. 科技资讯. 2011（32）
[2] 康永玲. 煤矿井下配电系统的现状及存在的安全隐患分析[J]. 科技资讯. 2011（18）
[3] 李曉光，张树江，王子君. 我国煤矿井下低压供电系统可靠性分析与对策[J]. 煤矿安全. 2007（08）
关键词：矿井；设备选择；功率补偿
一、采区变电所及配电点位置的确定
1、采区变电所位置的确定
先根据通风情况、地质条件来确定变电所的位置范围，然后再根据尽量减少低压线路供电距离来确定变电所的位置。一般要列出几种可行方案，进行技术经济比较后择优选用。方案比较应列表表示。
2、移动变电站位置的确定
回采工作面供电的移动变电站位置，一般设在距工作面100 m～150 m的进风巷道中；掘进工作面可将移动变电站设置在轨道巷、进风联巷等新鲜风流的巷道；低瓦斯矿井的回采工作面移动变电站，也可设置在该回采工作面的回风巷内。
3、工作面配电点位置的确定。
回采工作面配电点一般设在距工作面50m-70m处的巷道中。掘进工作面配电点距掘进头80m-100m，一般配电点至掘进设备的电缆长度以不超过100m为宜。在电缆分叉点应设有配电点，此配电点在巷道交汇处附近。
二、负荷计算与无功补偿
负荷计算是为电气设备、输电导线选择，继电保护装置整定提供重要的计算依据。
1、电设备功率的确定
设备可按长时连续工作制用电设备（如：局扇、压缩机）、短时工作制用电设备（如：绞车）、断续周期工作制用电设备（如：电焊机）三类来划分。
举例：电焊机。
①负荷持续率：为一个工作周期内时间与工作周期的百分比，用“∑”，即
②断续周期工作制设备的额定容量（铭牌功率）PN，是对应于某一标准负荷持续率εn的。
电焊机：
2、需用系数法计算负荷
需用系数：用电设备的实际负荷总容量与其额定总容量的百分比值。
同时系数、负荷系数、线路效率、设备效率。
①单台用电设备的需用系数：
②成组用电设备的需用系数：
加权平均效率
③单台用电设备的计算负荷
④成组用电设备的计算负荷
3、变电所总负荷的计算，按需用系数法确定计算负荷总容量、需用系数
总而言之，要确定电设备的容量， 按需用系数法定义、用电设备的负荷，计算变电所总负荷。
三、功率因数的提高
1、提高功率因数的意义在于①提高电力系统的供电能力。②减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。③降低供电网络中的功率损耗。④降低企业产品的成本。
电费的收取方法：“两部电价制”：基本电价、电度电价（包括调整电价）。COSφ大于等于0.9 奖，低于此值罚。
2、提高功率因数的方法
（1）正确的选择、合理的使用电动机和变压器，在条件允许的条件下，尽量选择鼠笼型电动机。避免：空载、轻载运行。
（2）合理选择变压器的容量，尽量空载、轻载运行。
（3）更换设备为节能设备，对大容量，长时工作的矿井通风机采用同步电动机，使其工作在过激状态。
3、人工补偿提高功率因数
引入：当COSφ<0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。
①电容器的选择
电容器无功容量的计算图2—1
Qc=Pi（tanφANT-tanφac）
②电容器（柜）台数的确定
需电容器台数：
式中：每相所需电容器台数：n=N/3取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。
③电容器的补偿方式
电容器补偿方式可分三种，单独就地补偿方式；分散补偿方式；集中补偿方式。
四、主变压器的选择与无功功率补偿
主变压器的选择，容量一般按照变电所建成后5—10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。具体就是根据变电所带的负荷性质和电网结构来确定主变的容量。对于每一个煤矿，应考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计算过负荷能力后的允许的时间内，保证用户的一、二级负荷。所以，矿山主变压器一般选用两台，以保证对一二类负荷供电的可制性。当选用两台主变压器时，每台变压器的容量为：
式中：Ksh—事故时负荷保证系数，根据矿井一、二级负荷所得比例决定，一般可取0.8—1
—总降压站人工补偿后的功率因数，按要求一般取0.9以上。
1、变电所6KV母线的计算负荷
矿井的负荷经计算将变电所所供电的各种用电设备和用户的设备容量，需用系数，功率因数，有功及无功负荷等数据都统计出来了，计算负荷。统计得到有功最大连续在5000千瓦以下时，KS取0.9，在5000千瓦以上时，KS取0.85，无功最大连续负荷则对应取0.95和0.9计算后的即6千伏母线的计算负荷。
2、无功功率补偿
用6kv母线计算符合按要求选择电力电容器进行无功功率补偿，一般补偿后6KV母线的功率因数应达到0.9以上。
矿井设备的自然功率因数值，通常小于电力部门的规定，矿井的功率因数一般应提高到0.9以上。在煤矿企业中，最常采用的无功功率补偿是装静电电容器，它具有投资省，有功功率损失小，因是单个容量所组成的静止电容，故它的维护方便，事故范围小等优点。
根据已知的矿井用电符合的自然功率因数和预备提高到的功率因数的数值，静电电容器补偿容量按下式计算：
参考文献：
[1] 赵凯. 煤矿井下供电系统安全隐患及处理措施研究[J]. 科技资讯. 2011（32）
[2] 康永玲. 煤矿井下配电系统的现状及存在的安全隐患分析[J]. 科技资讯. 2011（18）
[3] 李曉光，张树江，王子君. 我国煤矿井下低压供电系统可靠性分析与对策[J]. 煤矿安全. 2007（08）