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摘要：
本人以袁店二井煤矿主变电所设计为依据，详细分析了该变电站供电电源可靠性、主变压器的选择、接地网设置、矿进突发掉电事故防范措施等，供煤矿变电站维护人参考。
关键词：袁店二井煤矿35KV变电所 供电可靠性 事故预防
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：
1、主变电所设计
1、1 主变电所负荷
（1）矿井经无功补偿后折算至35kV侧母线的计算负荷：
有功功率：11385 kW
无功功率：4385 kVar
视在功率：12200 kVA
功率因数：0.933
（2）全年电耗指标。
矿井年耗电量约4700万kW·h/a，吨煤电耗为41kW·h/t（不含选煤厂）。
1.2 主变压器选择
主变压器选用2台SZ9-12500/35 型35/6kV、12500kVA有载调压变压器，正常时二台主变同时工作，分列运行，负荷率为47.5%，事故保证系数为100%，采用有载调压的调压方式。
1.3 电气主接线及主要电气设备
变电所35kV系统采用单母线分段的主接线方式，安装KYN37-40.5户内型真空开关柜10台。6kV主接线亦采用单母线分段，正常情况下6kV母线分列运行。所内安装KYN28-10型真空开关柜38台。
变电所内的动力、照明及直流屏的充电、浮充电等所用的交流电源，取自所内设置的50kVA所用变柜和6/0.4kV变电所低压回路。控制信号、继电保护以及事故照明等电源取自容量为100Ah的蓄电池直流屏。
变电所设6kV无功功率动态补偿装置两套，对高压无功进行集中补偿，两套装置共补偿无功功率4500 kVar。
采用微机综合自动化系统对变动所进行监控和保护。系统可实现的监控功能主要有：主变及回路的负荷、温度、电流、电压及各开关状态监视；各断路器的远动及就地操作；屏幕显示主接线系统图，各开关状态及动态实时数据；微机保护信号采集，包括保护动作信息、事件顺序记录；系统事故记录，包括开关状态变位记录、事件顺序记录；提供各种数据计算、分析功能。可实现的保护功能主要有：主变纵联差动、过电流、过负荷、瓦斯及温度保护；35kV进线保护；35kV及6kV的母线分段断路器电流速断及过电流保护；35kV及6kV PT的系统接地、PT断线保护；6kV馈线电流速断、过电流、过负荷及单相接地保护。
焦楼变电所35kV母线最大运行下短路容量为797.6MVA，最小运行方式下408.0 MVA。经济算矿井35kV母线最大运行下短路容量为156.2MVA，最小运行方式下133.1MVA；6kV母线最大运行下短路容量为78.1MVA、7.2kA，最小方式72.0MVA、6.6kA。
35kV变电所6kV出线最小交联聚乙烯电力电缆截面为35mm2，出线电流互感器最小变比为50/5。
1.4 接地方式和接地网设置
35kV进线及母线均设避雷器，防止过电压对系统的影响。6kV母线设避雷器，馈出柜安装过电压保护器，防止雷电及操作过电压。
经计算本矿达产时的6kV单相最大接地电容电流值可达到19.5A。35kV变电所内设计安装二套消弧消谐装置，以抑制单相弧光接地产生的事故，防止弧光接地过压及谐振过压对设备绝缘的破坏。
变电所屋顶设避雷带，以保护变电所及其电气设备不受直接雷影响。
2防止矿井突然停电措施
2.1矿井电源线路设有两回路，分别取自焦楼变电所35kV不同段母线。两回电源线路，路径分开，一回路运行可保证本矿全部负荷。
2.2计算机系统对备用的电源线路长期监控以确保备用回路为完好状态。
2.3变电所设二台主变，正常情况下二台主变同时工作，事故状态下一台主变可担负全矿井负荷。
2.4矿井所有一、二级负荷高低压供电均为双电源供电，引自两段母线上，每一路电源负荷保证率均为100%。
3地面变电所事故及防治措施
3.1可能发生的事故
洪涝灾害或雨雪的侵入可使电器设备受潮而影响绝缘水平及使用寿命，并可能危及人身安全。大气过电压更会使设备毁坏产生故障、引起火灾。假如有小动物进入了电器设备里会引起短路事故，造成停电，影响生产和井下工作人员的安全。当电器设备或电缆线路等发生事故时，由于继电保护未及时动作切断故障回路，将会引起电气事故的扩大，影响生产并危及人身安全。另外，由于主、副井提升机的变流设备以及其它非线性设备的投入运行，将会在矿井6kV电网上产生高次谐波影响并破坏电气设备（电动机、变压器、并联电容器、计算机、继电器、通信设备）的正常工作，减少设备的服务寿命。当矿井6kV电网上的电容电流超过规程允许值时，也会影响矿井的安全生产。
3.2防治措施
3.2.1变电所选址时，既考虑了进出线方便及供电负荷距等因素，又照顾到了防止洪涝的形成及排水的便利，变电所标高位于百年一遇的洪水位之上，建筑物室内地面高出屋外地面0.3m。变电所位置选择工业场地南侧，该位置无安全隐患，并且高压进出线方便。
3.2.235kV及6kV配电装置均选用金属铠装移开式封闭开关柜，其分断能力大于系统短路电流，并具备“五防”功能，配置的真空断路器无可燃物质。进入6kV配电装置室的母线采用全封闭的母线桥，使人和小动物均不可能接触带电部分。
3.2.3电力变压器室：主变压器设有差动、过流、过负荷以及瓦斯、温度保护。每台变压器下部均设有鹅卵石层及可以储存100%变压器油的储油池，保证在发生任何漏油事故时将油迅速冷却并存在油池中。
3.2.435/6kV变电所电缆沟中一、二级负荷电缆均分设于不同的电缆侧的电缆支架上，并且选用阻燃型电缆。电缆进出口均采取了防火封堵措施。
3.2.5变电所内设有技术先进的微机继电保护、控制、信号、监控装置，35kV及6kV各馈出回路均安装了各种保护，当发生任何故障如短路、过电流等容易导致电弧的事故均可及时切除，其中短路故障切除时间小于0.2s，并发出警报，同时传送至矿井总调度室。所有的保护设备动作灵敏度均达到规程要求。
3.2.6变电所建筑包括门、窗等均采用不燃性材料，其中各配电装置室、主控室等均设有两个向外开的门。
3.2.7变电所建筑设有防直击雷、雷电波侵入、雷电感应的保护及接地装置。35kV及6kV母线上均设有避雷器，各馈出线均设有防止操作过电压的设备。在变电所的工业场地及建筑物的各層地板内敷设了接地网与均压带，所有的电器设备及金属件均与接地网多处相连，以减除漏电事故对人体造成的危害。
3.2.86kV采用小电流接地系统，在变电所所有6kV馈线回路均装设选择性的单相接地故障检测装置，当6kV馈线回路发生单相接地故障时，则相应的保护装置动作于跳闸或信号。
3.2.9为减少高次谐波对6kV电网上电气设备的危害，在变电所6kV母线上安装了谐波滤波装置。谐波滤波装置除进行谐波治理外，还承担6kV电网的无功补偿。谐波滤波装置投运后，要保证公共连接点上的各项谐波指标均能满足国家谐波管理标准的规定要求，补偿后矿井的功率因数达到0.95以上。
3.2.10地面6/0.4kV变电所均按有关规程、规范规定设置了各种电气保护，采取了相应的防火措施。
3.2.11室外电缆沟及管道沟的盖板密闭勾缝，变电所电缆出口与室外电缆沟接缝处封堵严密，防止小动物的进入。在变电所相关的房间安装纱门、纱窗，并作防止雨、雪及小动物进入的措施。
本人以袁店二井煤矿主变电所设计为依据，详细分析了该变电站供电电源可靠性、主变压器的选择、接地网设置、矿进突发掉电事故防范措施等，供煤矿变电站维护人参考。
关键词：袁店二井煤矿35KV变电所 供电可靠性 事故预防
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：
1、主变电所设计
1、1 主变电所负荷
（1）矿井经无功补偿后折算至35kV侧母线的计算负荷：
有功功率：11385 kW
无功功率：4385 kVar
视在功率：12200 kVA
功率因数：0.933
（2）全年电耗指标。
矿井年耗电量约4700万kW·h/a，吨煤电耗为41kW·h/t（不含选煤厂）。
1.2 主变压器选择
主变压器选用2台SZ9-12500/35 型35/6kV、12500kVA有载调压变压器，正常时二台主变同时工作，分列运行，负荷率为47.5%，事故保证系数为100%，采用有载调压的调压方式。
1.3 电气主接线及主要电气设备
变电所35kV系统采用单母线分段的主接线方式，安装KYN37-40.5户内型真空开关柜10台。6kV主接线亦采用单母线分段，正常情况下6kV母线分列运行。所内安装KYN28-10型真空开关柜38台。
变电所内的动力、照明及直流屏的充电、浮充电等所用的交流电源，取自所内设置的50kVA所用变柜和6/0.4kV变电所低压回路。控制信号、继电保护以及事故照明等电源取自容量为100Ah的蓄电池直流屏。
变电所设6kV无功功率动态补偿装置两套，对高压无功进行集中补偿，两套装置共补偿无功功率4500 kVar。
采用微机综合自动化系统对变动所进行监控和保护。系统可实现的监控功能主要有：主变及回路的负荷、温度、电流、电压及各开关状态监视；各断路器的远动及就地操作；屏幕显示主接线系统图，各开关状态及动态实时数据；微机保护信号采集，包括保护动作信息、事件顺序记录；系统事故记录，包括开关状态变位记录、事件顺序记录；提供各种数据计算、分析功能。可实现的保护功能主要有：主变纵联差动、过电流、过负荷、瓦斯及温度保护；35kV进线保护；35kV及6kV的母线分段断路器电流速断及过电流保护；35kV及6kV PT的系统接地、PT断线保护；6kV馈线电流速断、过电流、过负荷及单相接地保护。
焦楼变电所35kV母线最大运行下短路容量为797.6MVA，最小运行方式下408.0 MVA。经济算矿井35kV母线最大运行下短路容量为156.2MVA，最小运行方式下133.1MVA；6kV母线最大运行下短路容量为78.1MVA、7.2kA，最小方式72.0MVA、6.6kA。
35kV变电所6kV出线最小交联聚乙烯电力电缆截面为35mm2，出线电流互感器最小变比为50/5。
1.4 接地方式和接地网设置
35kV进线及母线均设避雷器，防止过电压对系统的影响。6kV母线设避雷器，馈出柜安装过电压保护器，防止雷电及操作过电压。
经计算本矿达产时的6kV单相最大接地电容电流值可达到19.5A。35kV变电所内设计安装二套消弧消谐装置，以抑制单相弧光接地产生的事故，防止弧光接地过压及谐振过压对设备绝缘的破坏。
变电所屋顶设避雷带，以保护变电所及其电气设备不受直接雷影响。
2防止矿井突然停电措施
2.1矿井电源线路设有两回路，分别取自焦楼变电所35kV不同段母线。两回电源线路，路径分开，一回路运行可保证本矿全部负荷。
2.2计算机系统对备用的电源线路长期监控以确保备用回路为完好状态。
2.3变电所设二台主变，正常情况下二台主变同时工作，事故状态下一台主变可担负全矿井负荷。
2.4矿井所有一、二级负荷高低压供电均为双电源供电，引自两段母线上，每一路电源负荷保证率均为100%。
3地面变电所事故及防治措施
3.1可能发生的事故
洪涝灾害或雨雪的侵入可使电器设备受潮而影响绝缘水平及使用寿命，并可能危及人身安全。大气过电压更会使设备毁坏产生故障、引起火灾。假如有小动物进入了电器设备里会引起短路事故，造成停电，影响生产和井下工作人员的安全。当电器设备或电缆线路等发生事故时，由于继电保护未及时动作切断故障回路，将会引起电气事故的扩大，影响生产并危及人身安全。另外，由于主、副井提升机的变流设备以及其它非线性设备的投入运行，将会在矿井6kV电网上产生高次谐波影响并破坏电气设备（电动机、变压器、并联电容器、计算机、继电器、通信设备）的正常工作，减少设备的服务寿命。当矿井6kV电网上的电容电流超过规程允许值时，也会影响矿井的安全生产。
3.2防治措施
3.2.1变电所选址时，既考虑了进出线方便及供电负荷距等因素，又照顾到了防止洪涝的形成及排水的便利，变电所标高位于百年一遇的洪水位之上，建筑物室内地面高出屋外地面0.3m。变电所位置选择工业场地南侧，该位置无安全隐患，并且高压进出线方便。
3.2.235kV及6kV配电装置均选用金属铠装移开式封闭开关柜，其分断能力大于系统短路电流，并具备“五防”功能，配置的真空断路器无可燃物质。进入6kV配电装置室的母线采用全封闭的母线桥，使人和小动物均不可能接触带电部分。
3.2.3电力变压器室：主变压器设有差动、过流、过负荷以及瓦斯、温度保护。每台变压器下部均设有鹅卵石层及可以储存100%变压器油的储油池，保证在发生任何漏油事故时将油迅速冷却并存在油池中。
3.2.435/6kV变电所电缆沟中一、二级负荷电缆均分设于不同的电缆侧的电缆支架上，并且选用阻燃型电缆。电缆进出口均采取了防火封堵措施。
3.2.5变电所内设有技术先进的微机继电保护、控制、信号、监控装置，35kV及6kV各馈出回路均安装了各种保护，当发生任何故障如短路、过电流等容易导致电弧的事故均可及时切除，其中短路故障切除时间小于0.2s，并发出警报，同时传送至矿井总调度室。所有的保护设备动作灵敏度均达到规程要求。
3.2.6变电所建筑包括门、窗等均采用不燃性材料，其中各配电装置室、主控室等均设有两个向外开的门。
3.2.7变电所建筑设有防直击雷、雷电波侵入、雷电感应的保护及接地装置。35kV及6kV母线上均设有避雷器，各馈出线均设有防止操作过电压的设备。在变电所的工业场地及建筑物的各層地板内敷设了接地网与均压带，所有的电器设备及金属件均与接地网多处相连，以减除漏电事故对人体造成的危害。
3.2.86kV采用小电流接地系统，在变电所所有6kV馈线回路均装设选择性的单相接地故障检测装置，当6kV馈线回路发生单相接地故障时，则相应的保护装置动作于跳闸或信号。
3.2.9为减少高次谐波对6kV电网上电气设备的危害，在变电所6kV母线上安装了谐波滤波装置。谐波滤波装置除进行谐波治理外，还承担6kV电网的无功补偿。谐波滤波装置投运后，要保证公共连接点上的各项谐波指标均能满足国家谐波管理标准的规定要求，补偿后矿井的功率因数达到0.95以上。
3.2.10地面6/0.4kV变电所均按有关规程、规范规定设置了各种电气保护，采取了相应的防火措施。
3.2.11室外电缆沟及管道沟的盖板密闭勾缝，变电所电缆出口与室外电缆沟接缝处封堵严密，防止小动物的进入。在变电所相关的房间安装纱门、纱窗，并作防止雨、雪及小动物进入的措施。