煤礦綜采工作面供配電系統(tǒng)設(shè)計

王歆儒，李玉忠

（太原西峪煤礦，山西 太原 030009）

煤礦綜采工作面供配電系統(tǒng)設(shè)計

王歆儒，李玉忠

（太原西峪煤礦，山西 太原 030009）

根據(jù)礦井綜采工作面供配電系統(tǒng)的原有設(shè)備，確定了負荷類型和供電電源，通過負荷計算．對回采系統(tǒng)供配電系統(tǒng)進行了設(shè)計，包括回采工作面變壓器系統(tǒng)、高低壓供配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備整定、接地保護系統(tǒng)、電纜敷設(shè)等。

供配電；設(shè)備選擇；供電保護

隨著煤礦機械化程度的提高，綜采工作面裝機總?cè)萘坎粩嘣黾?，供電負荷逐漸加大，對礦井的供電安全性提出了更高的要求。煤礦所有機電設(shè)備選型及容量整定必須符合《煤礦安全規(guī)程》《煤礦供電手冊》規(guī)定，使得礦井供電可靠性較大程度得到保障。

1 綜采工作面電源

進風(fēng)順槽設(shè)備列車一列，10kV高壓電源引自中央第二配電室，饋出一趟MYPTJ3×35mm2高壓電纜提供，經(jīng)進風(fēng)順槽敷設(shè)至工作面設(shè)備列車，回采工作面選擇三臺礦用隔爆型移動變電站（KBSGZY-1000/10/1．2kV兩 臺、 和KBSGZY-630/10/0．69kV一 臺）， 兩 臺KBSGZY-1000/10/1．2kV移變以1140V電壓向工作面乳化液泵站、噴霧泵站、采煤機、前后刮板輸送機、破碎機、轉(zhuǎn)載機供電，KBSGZY-630移變以660V電壓向工作面順槽帶式輸送機、注水泵、排水泵、調(diào)度絞車、回柱絞車等設(shè)備供電。

2 設(shè)備選型

2.1 變壓器

（1）工作面進風(fēng)設(shè)備列車裝設(shè)的1# 10kV/1．2kV變壓器的選擇：

負荷統(tǒng)計：前溜360kW、乳化液泵2×125kW、采煤機600kW∑Pe＝180×2+2×125+600＝1210kW。

需 用 系 數(shù) 的 選 擇：Kx＝0．4＋0．6×Pmax/∑Pe=0．4＋0．6×240/1210=0．52。

功率因數(shù)的選擇：cosφ的選取查《煤礦供電》取cosφ＝0．7。

變壓 器 容 量的選 擇：S=Kx∑Pe/cosφ=0．52 ×1210/0．7=899KVA。

現(xiàn)有設(shè)備選KBSGZY-1000/10/1．2變壓器滿足供電運行。

同理工作面進風(fēng)設(shè)備列車裝設(shè)的2# 10kV/1．2kV變 壓 器 的 選 擇：S=Kx∑Pe/cosφ=0．55×627/0．7 =492KVA

660V系 統(tǒng) 設(shè) 備 變 壓 器 選 擇：S=Kx∑Pe/ cosφ=0．56×590/0．7=472KVA， 現(xiàn) 有 設(shè) 備 選KBSGZY-630/10/0．69變壓器滿足運行供電。

2.2 電纜

電纜長度的確定：由公式 Ls=K×L

式中：L——巷道長度；

K——增長系數(shù)(橡套電纜取1．1，鎧裝取1．05)。高壓電纜的選擇：

（1）供電系統(tǒng)高壓電纜的選擇：負荷統(tǒng)計：前溜360kW，采煤機600kW，轉(zhuǎn)載機160kW，破碎機110kW，乳化液泵2×125kW ，后溜320kW，噴霧泵37kW，∑Pe=2×360+600+160+110+250+37=1877 kW， Kx=0．4+0．6×240/1877=0．48。

持續(xù)工作電流：

（2）低壓電纜干線的選擇。原則：電纜實際流過的長時電流必須小于或等于電纜允許的長時載流量；橡套電纜經(jīng)常移動，應(yīng)滿足機械強度要求的最小截面。選型方法參照高壓電纜方法。

2.3 采區(qū)高低壓電氣設(shè)備

660V供電系統(tǒng)，選用BKD16-400型礦用隔爆型饋電開關(guān)，額定電流分別為400A、具有漏電閉鎖、短路、過載等保護功能；調(diào)度絞車選用QBZ-80N型隔爆可逆真空磁力起動器；乳化液泵站、破碎機、刮板運輸機及轉(zhuǎn)載站選用 QJR-400/1140型隔爆兼本質(zhì)安全型真空軟啟動器控制；采煤機選用QJR-400/1140S型隔爆兼本質(zhì)安全型真空開關(guān)控制。10kV高壓配電裝置整定高壓配電裝置過載保護動作電流的整定值按照躲過最大負荷電流確定；短路保護動作電流的整定值按照躲過最大一臺電動機的起動電流和其余設(shè)備的正常工作電流之和確定，并按照高壓線路末端最小兩相短路電流校驗可靠動作系數(shù)不小于1．5。井下電壓等級為10kV、1．14kV、660V、127V。

2.4 短路電流計算

計算公式及參數(shù)：

Ue：變壓器二次側(cè)額定電壓；Rb、Xb：變壓器的電阻、電抗；

KL： 礦用變壓器的變壓比；Xx：根據(jù)三相短路容量計算的系統(tǒng)電抗值；R1、X1：高壓電纜的電阻電抗值；R2、X2、Sd：開關(guān)短路容量；

移變二次出口端短路電流Id6(2)；

電源電抗：XK=Up2/Sd=100/216=0．46Ω；

線路電抗：XL1=0．07×1=0．07Ω；

XL2=0．08×0．56=0．045Ω 。

線路電阻：RL1=0．22×1=0．22Ω，

RL2= 0．6×0．56=0．336Ω，

X = XK+XL1+ XL2 =0．46+0．07+0．045=0．575Ω，

R = RL1+RL2 =0．22+0．336=0．556Ω，

800KVA變壓器：Rb=0．0114Ω、Xb=0．071Ω，

∑ XL = (XX+X)/8．32 +Xb=(0．46+0．575)/8．32+ 0．071=0．086Ω，

∑R =R/8．32+Rb =1．59/8．32+0．0114=0．019Ω，

總阻抗Z=√(∑X2+∑R2)＝0．088Ω，

兩相短路電流Id(2)=Ue/2Z＝3750A。

2.5 低壓配電裝置整定

低壓配電裝置過載保護動作電流及短路保護動作電流的整定值按照以下公式計算：

IOP：電流整定值(A)；Krel：可靠系數(shù)，速斷整定時取6，過載整定時取1．1；Im：計算電流（A）；

低壓配電裝置過載保護動作電流的整定值按照躲過低壓側(cè)最大負荷電流確定；短路保護動作電流的整定值按照躲過低壓側(cè)最大一臺電動機的起動電流和其余設(shè)備的正常工作電流之和確定，并按照低壓線路末端最小兩相短路電流校驗可靠動作系數(shù)不小于1．2。

負荷開關(guān)及饋電開關(guān)的整定和校驗。

控制660V系統(tǒng)總開關(guān)BXB-800/1140-660，最大一臺電機功率200kW，IQ=804A。

短路整定；Izd≥IQ+KX∑Ie=804+0．52×468 =1047取1050A。

3 供配電系統(tǒng)的保護

開關(guān)設(shè)備保護：一是機電設(shè)備保護。二是接地保護。所有局部接地極和電氣設(shè)備的保護接地裝置均可靠連接，并同主接地極相連，形成井下總接地網(wǎng)。進風(fēng)配電點處、回風(fēng)風(fēng)門外分路開關(guān)處、設(shè)備列車前后各設(shè)一處長1．5m、直徑不小于35mm2鍍鋅鐵管局部接地極，進回、風(fēng)照明信號綜合保護均設(shè)一處輔助接地極。接地網(wǎng)上任一點的接地電阻均不應(yīng)超過2Ω。每一移動式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值不超過1Ω。電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架、鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮及屏蔽護套等均設(shè)有保護接地。

[1]李虎偉．礦山供電技術(shù)[M]．中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2008．

[3]李樹偉．礦山供電[M]．北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006．

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