山西东山煤电集团风井场地箱式变电站工程
案例简介
本项目为山西东山煤电集团太行山区多座矿井风井场地定制成套供电解决方案，由西安西高电能集团提供全系列预装式箱式变电站及高低压配电设备，于 2022 年 6 月完成全部交付与投运。项目针对山地矿区温差大、潮湿多雾、场地分散的环境特点，升级设备防护等级并采用 10kV 双电源进线架构，满足通风机、排水泵、安全监控等一级负荷的供电连续性要求，为矿井常态化安全生产提供稳定可靠的电力支撑。
详细说明
项目概况
西安西高电能集团为山西东山煤电集团下属矿井风井场地提供成套箱式变电站及高低压配电设备，项目于 2022 年 6 月完成全部设备交付与投运，覆盖多座风井场地的通风机、排水泵、安全监控系统等核心负荷供电，适配煤炭工矿地面供电的高可靠性要求，为矿井安全生产提供电力支撑。
本项目采用户外预装式箱式变电站方案，针对山区工矿场地的环境特点进行防护升级，同时按照煤矿一级供电负荷要求配置双电源进线架构，实现故障情况下的快速电源切换，保障通风、排水等保障类负荷的供电连续性。
项目背景与建设需求
东山煤电所属矿井位于山西太行山区，风井场地分散布置于矿区山地间，场地周边地形复杂、户外环境温差大，部分区域雨季潮湿多雾，对电气设备的耐候性与防护等级有较高要求。
作为煤矿安全生产的核心环节，风井通风、排水系统属于一级负荷，对供电连续性要求严格，同时矿井建设周期紧凑，传统土建变电所建设进度难以匹配整体工程节点。项目方核心需求包括：
- 供电系统满足一级负荷标准，实现双电源自动切换
- 设备适配山区户外环境，具备防潮、防尘、宽温运行能力
- 采用预装式方案，压缩现场建设周期，加快投运速度
- 设备运行状态可远程监测，适配矿区集控运维体系
技术方案与设备配置
1、整体供电架构
单座风井场地采用 10kV 双电源进线箱式变电站，两路电源分别引自矿区不同母线，正常情况下单电源供电，故障时自动切换至备用电源，切换时间满足一级负荷供电要求。变电站输出多路低压回路，分别对应通风机组、排水泵组、安全监控、照明等负荷分类供电。
2、核心设备配置
- 高压单元：10kV 环网开关设备，配置双电源自动切换装置，具备过流、速断、零序保护功能
- 变压器：低损耗油浸式电力变压器，采用宽温设计，适配山区昼夜温差工况
- 低压单元：抽出式低压开关柜，包含进线柜、馈线柜、电容补偿柜，功率因数补偿至 0.9 以上
- 辅助系统：箱体防护等级 IP54，配置温湿度调控、防凝露装置与照明检修系统
3、工矿场景专项适配
- 箱体外壳采用加厚防腐板材，接缝处做密封处理，抵御山区扬尘与潮气侵入
- 配置专用接地系统与浪涌保护装置，降低山区雷击风险
- 低压回路按负荷等级分级配置保护，保障核心负荷优先供电
- 预留通讯接口，支持运行数据接入矿区电力集控平台
执行标准与规范依据
项目设计与设备制造严格遵循以下国家及行业标准：
- 《煤炭工业供电系统设计规范》GB 50377
- 《10kV 及以下变电所设计规范》GB 50053
- 《低压配电设计规范》GB 50054
- 《预装式变电站》GB/T 17467
- 《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065
项目实施与交付成果
项目采用工厂预制 + 现场安装的实施模式。工厂阶段完成箱变总装、接线、出厂试验与双电源切换逻辑调试，确保设备出厂即可投运；现场阶段配合土建单位完成基础施工、设备吊装、线缆接驳与接地网施工，随后开展分系统调试与联动试验。
项目最终交付成果包括：
- 多座风井场地成套箱式变电站及配套备品备件
- 完整的出厂试验报告、竣工图纸与运维手册
- 现场调试报告与矿井专项供电验收资料
- 矿区运维人员现场操作培训与技术交底
项目价值与应用意义
本项目是西安西高电能集团在煤炭工矿领域的代表性工程，进一步完善了公司在能源工矿板块的产品应用场景。针对山地矿区环境的定制化防护设计，以及一级负荷双电源供电方案，验证了公司在高可靠性供电场景的方案设计与设备制造能力。
项目投运后运行状态稳定，双电源切换功能与设备防护性能经受住了山区复杂环境的实际考验，为矿井通风、排水等安全生产核心系统提供了持续可靠的电力保障，也为后续拓展华北、西北煤炭工矿市场积累了典型工程案例与实践经验。
常见问题
Q1：煤矿风井场地为什么必须采用双电源供电架构？
A：煤矿通风、排水系统属于安全生产一级负荷，一旦停电可能引发安全风险。双电源架构可在一路电源故障时快速切换至备用电源，保障核心负荷供电连续性，符合煤炭行业供电设计规范与安全生产要求。
Q2：箱式变电站如何适应山区矿区的复杂户外环境？
A：项目所用箱变箱体防护等级达到 IP54，外壳采用防腐密封设计，可阻挡扬尘、潮气侵入；内部配置温湿度调控与防凝露装置，适配山区大温差与潮湿工况；同时配套齐全的接地与浪涌保护系统，降低山区雷击影响。
Q3：预装式箱变相比土建变电所，在矿区项目中有哪些优势？
A：预装式箱变工厂完成整体装配调试，现场仅需基础施工与接线调试，可有效缩短建设周期，适配矿井建设的紧凑工期；同时设备布置灵活，可根据风井场地分散特点就近部署，减少低压线路损耗。
Q4：项目验收需要满足哪些煤炭行业专项要求？
A：除常规电气试验与供电验收外，还需满足煤炭工业供电系统相关规范，重点核验一级负荷供电可靠性、双电源切换逻辑、接地系统性能等指标，相关资料与试验结果需符合矿井安全生产验收标准。
Q5：设备投运后提供哪些矿区运维支持？
A：交付时提供完整运维资料与现场操作培训，质保期内提供技术支持与故障响应服务；针对矿区分散点位，可提供定期巡检、预防性试验等定制化运维方案，保障设备长期稳定运行。
Q6：该方案是否可应用于其他类型工矿企业？
A：本方案的高可靠性供电架构与户外防护设计具备较强通用性，经过参数适配后，可应用于金属矿山、化工园区、建材厂区等各类工矿企业的户外供电场景，可根据具体负荷等级与环境条件定制调整。