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4.1 供配电系统


4.1.1 井下变电所的设置应根据地面配电系统、井下生产规模和配电范围、排水方式和开采方法等因素确定,并应符合下列规定:
    1 井下主变电所应设置在主要开采水平,作为该水平或若干个相邻开采水平的变、配电中心;井下主变电所宜设在主要开采水平井底车场且与主排水泵房相毗邻。
    2 井下主变电所宜由地面主变电所直接供电。
    3 负荷较大或距井下主变电所较远的采区变电所、主排水泵房变电所等,可由矿井地面主变电所或设在矿井地面的其他变电所直接供电。
4.1.2 井下配电电压和电气设备电压的选择应符合下列规定:
    1 井下电力网的高压配电电压宜采用和地面高压电力网相同等级的配电电压,且应满足下列条件:
        1)井下有爆炸危险环境,不得大于10kV;
        2)井下无爆炸危险环境,宜采用10kV;当超过10kV时,应采取专门安全措施。
    2 井下电力网的低压配电电压宜采用380/660V或1140V,小型矿山可采用220/380V。
    3 综合机械化采掘工作面配电电压可采用1140V或3300V,超过3300V时应采取专门安全措施。
    4 手持电气设备电压不应大于127V。
    5 当安全需要时,可采用不大于36V电压。
4.1.3 井下低压配电系统接地型式应符合下列规定:
    1 井下有爆炸危险环境,应采用IT系统。
    2 井下无爆炸危险环境,宜采用IT系统;当采用220/380V时,也可采用TN-S系统。
    3 当采用IT系统时,配电系统电源端的带电部分应不接地或经高阻抗接地,且配电系统相导体和外露可导电部分之间第一次出现阻抗可忽略的故障时,故障电流不应大于5A。
4.1.4 井下变电所的电源及供电回路设置应符合下列规定:
    1 由地面引至井下主变电所和其他井下变电所的电力电缆,其总回路数不应少于两回路;当任一回路停止供电时,其余回路的供电能力应能承担井下全部负荷。
    2 有一级负荷的井下主变电所、主排水泵房变电所和其他变电所,应由双重电源供电。
    3 向大型矿井井下矿物开采、运输负荷配电的变电所,应采用双回路供电。

4.1.5 经由地面架空线路引入井下变电所的供电电缆,应在架空线与电缆连接处装设避雷装置。
4.1.6 由地面向井下配电的线路和其他井下线路不得装设自动重合闸装置。
4.1.7 属于下列情况之一,宜采用移动变电站配电:
    1 综合机械化采掘工作面配电;
    2 由采区变电所等固定式变电所配电有困难或不经济时;
    3 独头大巷掘进配电、附近无适宜低压电源可利用时。
4.1.8 井下照明电压,应符合下列规定:
    1 主要巷道的固定式照明电压可采用220V或127V;
    2 天井以及天井至回采工作面之间应采用36V;
    3 采掘工作面应采用36V,当选择矿用防爆型灯具时可采用127V;
    4 行灯电压不应大于36V。
条文说明
4.1.2 由于现代金属非金属矿山向大规模、高井深发展,大规模带来的是用电负荷增加,大型单体用电设备增加,高井深带来的是供电距离加大,6kV或10kV供电的质量及能力已经不能满足用电负荷增加及距离增加的要求,现在电气设备的发展小型化,已经可以制造出适应井下环境的设备,美国矿山的设计手册上为25kV,欧洲规范规定为33kV,因此规定最高井下电压为35kV,符合节能、经济供电要求。金属和非金属矿山属于无爆炸危险的矿山,所以本标准对无爆炸危险矿山的井下供电电压允许超过10kV,但需采取专门的安全措施。
    当前,由于井下综采工作面的产量增大,负荷越来越大,采用1140V已无法满足要求,3300V已在井下大量使用,现在3300V在有些矿井已无法满足要求,所以本标准规定,在井下配电电压超过3300V时应采取专门的安全措施。
4.1.3 本条对矿井井下低压系统的接地方式做出规定。井下具有潮湿、多尘、空间狭窄、有冒顶片帮危险等严酷环境条件,许多电气设备和系统具有移动性,因而井下低压配电系统接地型式采用IT系统较为安全。对于矿井井下低压系统,还应有限制接地故障电流的要求,以降低接触电压。
    (1)一台变压器可以输出两种电压,即线电压和相电压,使低压配电系统简单;
    (2)三相对地电压不大于相电压。
    例如,由中国恩菲设计的赞比亚谦比西铜矿的主西矿体地下采矿的配电系统中性点接地方式为:11kV系统接地方式为直接接地系统,550V系统为直接接地系统,以及由沈阳有色冶金设计研究院设计的赞比亚谦比西铜矿的东南矿体地下采矿的配电系统中性点接地方式为:11kV系统接地方式为直接接地系统,550V系统为直接接地系统。
4.1.4 本条为强制性条文,必须严格执行。向井下馈电的线路不应少于两回路,并非单指某一个变电所直接从地面引接的电源回路数,而是包含井下主变电所和直接从地面引接电源的其他变电所全部下井电源线回路的总数。井下排水负荷,有的引自井下主变电所(如主排水泵),有的引自再下一级变电所(如下山排水泵)。当有一级负荷时,这些变电所均应由双重电源供电。
4.1.6 井下为电缆网络,不论电缆或设备的故障,往往不是瞬时性的,一般重合成功率不高。井下环境较复杂,重合在故障线路上,可能造成事故扩大,对有爆炸危险的矿井尤其危险。故规定不得装设重合闸装置。
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矿山电力设计标准 GB50070-2020
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