綜采工作面供電設(shè)計(jì)探討
摘要：通過對(duì)綜采工作面供電設(shè)計(jì)主要考慮的問題、設(shè)備電纜選擇原則及常見問題的分析，提出了進(jìn)一步優(yōu)化供電設(shè)計(jì)的方法。
關(guān)鍵詞： 提高電壓等級(jí) 移動(dòng)變電站深入負(fù)荷中心 新技術(shù)設(shè)備
1、概述
近年來，隨著綜采的開采方式得到廣泛的應(yīng)用和采煤機(jī)械化的發(fā)展，工作面的走向長度達(dá)千米以上，工作面大容量綜采設(shè)備的使用已較常見。因此，在發(fā)展煤礦綜采技術(shù)的同時(shí)，對(duì)井下綜采供電提出了新的要求。
2、綜采工作面供電設(shè)計(jì)主要考慮的問題
2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)：
（1）綜采工作面巷道布置、巷道尺寸及支護(hù)方式；
（2）綜采工作面通風(fēng)、排水、運(yùn)輸情況；
（3）綜采工作面機(jī)械設(shè)備性能、數(shù)據(jù)及布置。
2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容：
（1）選定移動(dòng)變電站及各配電點(diǎn)位置；
（2）綜采工作面機(jī)電設(shè)備布置圖；
（3）綜采工作面供電平面圖，系統(tǒng)圖及電纜截面長度。
2.3 供電設(shè)計(jì)中的有關(guān)規(guī)定：
井下高壓不超過10000V，低壓不超過1140V。采區(qū)電氣設(shè)備使用3300V供電時(shí)，必須制定專門的安全措施。
井下配電網(wǎng)路（變壓器饋出線路、電動(dòng)機(jī)等）均應(yīng)裝設(shè)過流、短路保護(hù)裝置，必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性。
必須用最小兩相短路電流校驗(yàn)保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù)。保護(hù)裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設(shè)備或同時(shí)工作成組的電氣設(shè)備能夠起動(dòng)。
移動(dòng)變電站必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜；1140V設(shè)備使用的電纜必須用帶有分相屏蔽的不延燃橡套電纜；660V的設(shè)備應(yīng)使用帶有分相屏蔽的橡套絕緣屏蔽電纜。
（2）《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定
綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變（配）電所的高壓進(jìn)出線，宜有專用線的開關(guān)柜。
（3）《煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中的規(guī)定
一般應(yīng)由兩回路供電，并盡量引自不同的變壓器母線段。
3、綜采供電系統(tǒng)主要設(shè)備及電纜的選擇原則
3.1 移動(dòng)變電站容量及臺(tái)數(shù)的確定：
（1）負(fù)荷統(tǒng)計(jì):例如表一
（2）變壓器需用容量Sb計(jì)算值為：
Sb=Kx∑Pe/cosa(KVA)
綜采工作面用電設(shè)備的需用系數(shù)按下式計(jì)算:
Kx=0.4+0.6Pd/∑Pe（KVA）
式中 Pd------最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率，KW。
cosa------如已知每一臺(tái)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可以用加權(quán)平均值公式計(jì)算平均功率因數(shù)，如未知一般取0.7。
（3）移動(dòng)變電站臺(tái)數(shù)的確定
移動(dòng)變電站或干式變壓器總的額定容量為Sbe，要求：
Sbe≥Sb
3.2高壓電纜選擇：向工作面供電的高壓6KV或10KV電源線路的電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度初選，按長時(shí)允許的負(fù)荷電流校驗(yàn)，按允許電壓損失校驗(yàn)，按線路電源端產(chǎn)生最大穩(wěn)定短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。
3.3 低壓電纜截面的選擇：
(1)按井下對(duì)移動(dòng)電纜機(jī)械強(qiáng)度要求初選電纜截面；
(2)按長時(shí)允許負(fù)荷電流復(fù)選電纜截面，以保證電纜正常運(yùn)行不過熱；
(3)按電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面，一般要求電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端電壓應(yīng)不低于額定電壓的7%~10%，以保證電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
(4)按最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面，可按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)端電壓不低于額定電壓的75%校驗(yàn)，以保證電動(dòng)機(jī)以正常起動(dòng)，同時(shí)保證先起動(dòng)的并聯(lián)電動(dòng)機(jī)以繼續(xù)正常工作。
(5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，按運(yùn)行中可能通過的最大穩(wěn)態(tài)短路電流和電纜最小截面的配合要求進(jìn)行校驗(yàn)；
(6)按過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)要求校驗(yàn)電纜截面，一般要求Idmin/Id≥1.5。Idmin---低壓電纜最遠(yuǎn)端兩相短路電流值；Id---過電流保護(hù)整定值。
4、綜采供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見問題及解決辦法：
4.1常見問題：
（1）按低壓電纜最遠(yuǎn)端兩相短路電流校驗(yàn)過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)不能滿足要求。
（2）按電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)校驗(yàn)電壓損失不能滿足要求。
（3）按最遠(yuǎn)最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)校驗(yàn)電壓損失不能滿足要求。
4.2解決辦法：
（1）增大電纜截面，但有一定限度;
（2）調(diào)整配電點(diǎn)或移動(dòng)變壓器位置，使之更靠近用電負(fù)荷中心；
（3）采取分散負(fù)荷，增加電纜條數(shù)；
（4）增加變壓器臺(tái)數(shù)與容量；
（5）提高額定電壓等級(jí)。采用1140V或3300V電壓等級(jí)。
（6）采用具有長距離終端保護(hù)、相敏短路保護(hù)的開關(guān)柜和軟啟動(dòng)控制器等新技術(shù)設(shè)備。
5 結(jié)束語
綜采工作面供電設(shè)計(jì)應(yīng)采用新技術(shù)設(shè)備,合理選用用電設(shè)備；提高供電電壓等級(jí)；使用防爆移動(dòng)變電站，深入負(fù)荷中心；使之供電系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)約成本、節(jié)約能源。
參考文獻(xiàn)：
1、顧永輝等主編，《煤礦電工手冊(cè)》，煤炭工業(yè)出版社，1998。
2、《煤礦安全規(guī)程》，煤炭工業(yè)出版社，2006。
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