關(guān)于某綜采工作面運輸機遠距離供電電壓損失的計算分析

周建新

摘 要：針對某煤礦開采中綜采工作面的情況，依據(jù)相關(guān)理論計算出了運輸機線路的電壓損失，并結(jié)合該供電系統(tǒng)的實際運行狀況對計算結(jié)果進行了分析研究，以期促進我國煤礦開采行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦；綜采工作面；運輸機；供電線路

中圖分類號：TD611 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.093

1 某綜采工作面運輸機遠距離供電概況

本文以某煤礦的開采情況為例，在該綜采工作面中，上順槽為650 m，下順槽為610 m，工作面采高在2.3～2.4 m之間，工作面的傾斜長度控制在150 m。為了適應(yīng)煤礦開采工作的需要，在機電設(shè)備上新安裝了ZZS5600型液壓支架、MXG-450型采煤機、SGZ-730—364型刮板運輸機等。高度在順槽成形之后確定，依據(jù)工作面上有關(guān)機電設(shè)備的容量，供電過程中必須具備大容量的移動變電站。但依據(jù)該綜采工作面順槽的高度，移動變電站要想進入到順槽中，首先要增高煤礦巷道，這增加了運輸機遠距離供電的難度。因此，為了減少巷道拓高帶來的工程量，并節(jié)約時間，本文對運輸機遠距離供電電壓損失進行了多次計算和核實，從而獲得了較優(yōu)的供電方案。即采用兩臺大容量的移動變電站，把該設(shè)備安裝在皮帶巷口位置，并把這兩臺變電站側(cè)面輸出電壓調(diào)到最高。同時，選取UCPQ-3×70-1×16+3×4型號的電纜作為低壓側(cè)的主干線電纜，然后向綜采工作面上的機電設(shè)施供電。以上供電方式不僅有助于拓高巷道成本的降低，還為工作面贏得了充分的準備時間。另外，UCPQ型號電纜的使用最大程度地解決了電壓浪費的問題。所以，該供電方案在煤礦開采的綜采工作面中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了理想的實施效果。

2 電壓損失的理論計算

2.1 運輸機供電線路的電壓損失

對于該運輸機供電線路的最小起動電壓，依據(jù)是否符合起動器吸力線圈能夠吸持電壓來進行驗證。在此基礎(chǔ)上，該運輸機處于最小起動電壓時，起動電流I最小=84.4 A×6=506.4 A。

這個時候，該運輸機供電線路的電壓損失如下：

式（1）中，I為最小起動電流；L為供電線路長度。

代入數(shù)據(jù)得U最小= 。

經(jīng)計算，可知該起動器在安裝位置的電壓為902 V+46.8 V，即948.8 V。在符合起動器吸持電壓要求后，該運輸機端子部位的最小起動電壓是902 V。

2.2 起動過程中電網(wǎng)各部分電壓損失

為了計算電網(wǎng)各個部位的電壓損失，首先要獲取起動過程中運輸機支線電纜上的電壓損失。因為要滿足電動機最小起動轉(zhuǎn)矩方面的條件，該運輸機電機在最小起動電壓上仍然為902 V。那么，需要重新計算運輸機支線電纜上的電壓損失，依然采用上述計算方法，可得出支線電纜上的電壓損失為384 A。

接下來再計算起動過程中干線電纜上的功率因素和電流，可得出如下公式：

式（2）中，K為功率因素；P為除了起動機電動機以外，剩下用電設(shè)備在額定功率上的和；U為變壓器電壓。cos 取值0.7，K為0.8.

2.3 起動過程中干線電纜的電壓損失

根據(jù) 這一公式可計算出起動情況下干線電纜

的電壓損失，為105.4 V。

2.4 起動過程中變壓器的電壓損失

首先，計算起動情況下電壓器的負荷電流，經(jīng)計算后該負

荷電流為552.6 A。同時，可根據(jù) 這一公

式計算起動情況下的功率因素，為0.63.

在此基礎(chǔ)上，計算起動情況下變壓器的電壓損失，為90.84 V。

2.5 起動過程中供電電壓的總損失

在對以上線路電壓損失、電網(wǎng)各部分電壓損失、干線電纜的電壓損失和變壓器的電壓損失進行計算后，可知總的電壓損失為90.84 V+105.4 V+46.8 V，也就是243.04 V。同時，該運輸機電機端子上面的電壓為1 200 V和243.04 V的差，即956.96 V，且大于該運輸機端子部位的最小起動電壓為902 V，所以符合該綜采工作面的供電要求，可以采用。

3 該運輸機供電系統(tǒng)實際運行狀況

在本文研究的某煤礦綜采工作面中，供電系統(tǒng)從運行開始就基本正常。同時，在現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)中，該運輸機重載下的起動電壓為980 V，起動電流為400 A。當(dāng)采煤機在重載情況下起動時，電壓為950 V，電流為420 A。以上測試結(jié)果與理論計算結(jié)果相差不大，表明本次對某綜采工作面運輸機遠距離供電電壓損失的計算相對準確。

4 結(jié)果分析與討論

根據(jù)該運輸機實際運行中測試得的數(shù)據(jù)資料，該綜采工作面運輸機起動情況下，開關(guān)控制位置測試到了980 V的電壓。在此基礎(chǔ)上，用該電壓與支線上的電壓損失相減，即980 V-46.8 V=933.2 V，而933.2V正是該綜采工作面運輸機起動過程中溜尾電動機端子部位的電壓值。由于本次理論計算出電動機端子位置的電壓值為956.96 V，所以實際電壓與理論電壓相差23.76 V。另外，在采煤機起動情況下，開關(guān)控制部位測試得出的電壓損失為950 V，在此基礎(chǔ)上與該綜采工作面上支線的電壓損失相減，即950 V-40.1 V=909.9 V，而909.9 V正是采煤機在最遠端情況下電動機端子位置的電壓。由于理論計算得出的電壓值為921 V，所以實際電壓與理論電壓相差11.2 V。借助于以上數(shù)據(jù)結(jié)果之間的對比，可以證明本次設(shè)計的供電方案滿足了供電要求，是確實可行的。而根據(jù)該煤礦的開采情況，自該綜采工作面正式開采之后，每年生產(chǎn)原煤已經(jīng)超過30 000 t，而且供電正常，沒有發(fā)生因電壓損失而造成的供電設(shè)備故障，為該煤礦生產(chǎn)效益的提高奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

總之，在今后類似綜采工作面運輸機遠距離供電中采用該供電方式，不僅可以降低巷道成本，還能減少電壓浪費，進而促進我國煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕