王坪煤礦8303綜采工作面3300V高壓供電技術(shù)應(yīng)用

伊治中

（大同煤礦集團(tuán)朔州朔煤王坪煤電有限責(zé)任公司，山西 朔州 038300）

隨著采礦技術(shù)的發(fā)展，綜采工作面總裝機(jī)功率也在大幅度提高，所以低壓供電系統(tǒng)不能滿足正常的生產(chǎn)需要，優(yōu)化供電系統(tǒng)成為了一個(gè)勢(shì)在必行的工程。以王坪煤礦303盤區(qū)8303綜采工作面為例，設(shè)計(jì)軌道巷長(zhǎng)度為756m，皮帶巷長(zhǎng)度為776m。根據(jù)工作面條件及安裝要求，特?cái)M定8303工作面整體供電設(shè)計(jì)。從303盤區(qū)變電所高壓開關(guān)共引出三趟高壓電纜供該隊(duì)8臺(tái)移動(dòng)變電站和工作面各類機(jī)電設(shè)備使用。其中4#、5#、6#、7#、8#移變?yōu)?300V電氣設(shè)備供電；1#移變?yōu)?140V電氣設(shè)備供電，2#、3#移變?yōu)?60V電氣設(shè)備使用[1-4]。

1 工作面負(fù)荷的確定

以3300V供電系統(tǒng)為例，在8303綜采工作面設(shè)備列車設(shè)立安裝3臺(tái)KBZSGZY-1600/6/2×1.905kVA變流移變和2臺(tái)KBSGZY-1600/6/3.45移變，供給工作面采煤機(jī)、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、噴霧泵、乳化液泵站等3300V電氣設(shè)備使用。按照移動(dòng)變電站分組后的工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表，如表1所示。

表1 工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表

2 變壓器選型及能力校核

2.1 確定工作面變壓器容量、臺(tái)數(shù)

通過視在功率計(jì)算公式得出相關(guān)參數(shù)，視在功率計(jì)算公式為：

式中：

Kx-需用系數(shù)；

cosφ-功率因數(shù)；

Ps-最大或同時(shí)起動(dòng)電機(jī)功率，kW；

∑Pe-用電設(shè)備額定功率之和，kW；

Ks-同時(shí)系數(shù)。

根據(jù)8303工作面實(shí)際情況，共布置5臺(tái)電壓等級(jí)為3300V的移動(dòng)變壓器。其中4#、6#移動(dòng)變壓器的型號(hào)為KBSGZY-1600/6/3.45；5#、7#、8#移動(dòng)變壓器的型號(hào)為KBZSGZY-1600/6/2×1.905kVA變流移變。通過計(jì)算得到的變壓器負(fù)荷參數(shù)表，如表2所示。

表2 變壓器負(fù)荷參數(shù)表

2.2 4#移變視在功率計(jì)算與校驗(yàn)

按綜采工作面設(shè)置需用系數(shù)：

視在功率計(jì)算：

4#移變選變壓器為KBSGZY-1600/6/3.45。通過計(jì)算，校驗(yàn)結(jié)果合格。

2.3 5#移變視在功率計(jì)算與校驗(yàn)

按綜采工作面設(shè)置需用系數(shù)：

視在功率計(jì)算：

5#移變選變壓器為KBZSGZY-1600/6/2×1.905。通過計(jì)算，校驗(yàn)結(jié)果合格。

2.4 6#移變視在功率計(jì)算與校驗(yàn)

按綜采工作面設(shè)置需用系數(shù)：

視在功率計(jì)算：

6#移變選變壓器為KBSGZY-1600/6/3.45。通過計(jì)算，校驗(yàn)結(jié)果合格。

2.5 7#移變視在功率計(jì)算與校驗(yàn)

按綜采工作面設(shè)置需用系數(shù)：

視在功率計(jì)算：

7#移變選變壓器為KBZSGZY-1600/6/2×1.905。通過計(jì)算，校驗(yàn)結(jié)果合格。

2.6 8#移變視在功率計(jì)算與校驗(yàn)

按綜采工作面設(shè)置需用系數(shù)：

視在功率計(jì)算：

8#移變選變壓器為KBZSGZY-1600/6/2×1.905。通過計(jì)算，校驗(yàn)結(jié)果合格。

3 高壓電纜選型及截面校驗(yàn)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)巷道高壓電纜選型

根據(jù)8303工作面安裝的5臺(tái)電壓等級(jí)為3300V移動(dòng)變壓器，可知4#移變負(fù)荷功率∑Pe為1555kW，5#移變負(fù)荷功率∑Pe為1050kW，6#移變負(fù)荷功率∑Pe為1025kW，7#移變負(fù)荷功率∑Pe為1050kW，8#移變負(fù)荷功率∑Pe為525kW。變電所至移動(dòng)變壓器的電纜選型，如表3所示。

表3 3300V移變高壓電纜選型

3.2 高壓電纜截面校驗(yàn)

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，向移動(dòng)變電站供電的高壓電纜，應(yīng)選用礦用監(jiān)視型高壓雙屏蔽橡套電纜[5-6]。高壓電纜校驗(yàn)從以下四個(gè)角度進(jìn)行計(jì)算及參數(shù)的確定：按持續(xù)工作電流計(jì)算與校驗(yàn)；按電壓損失計(jì)算與校驗(yàn)；按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算與校驗(yàn)；按熱穩(wěn)定性計(jì)算與校驗(yàn)。

計(jì)算公式及參數(shù)：

（1）按持續(xù)工作電流計(jì)算與校驗(yàn)

（2）按電壓損失計(jì)算與校驗(yàn)

（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算與校驗(yàn)

電纜截面：

（4）按熱穩(wěn)定性計(jì)算與校驗(yàn)

電纜截面：

經(jīng)過計(jì)算校驗(yàn)后 4#、5#、6#、7#、8#移變的高壓電纜選型結(jié)果符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，校驗(yàn)結(jié)果為合格。計(jì)算高壓電纜校驗(yàn)值統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

表4 高壓電纜校驗(yàn)值

4 8303工作面3300V供電系統(tǒng)

通過上述移動(dòng)變壓器、高壓電纜的選型和校驗(yàn)最終確定8303工作面3300V供電系統(tǒng)。具體如下：4#移變?yōu)椴擅簷C(jī)、一臺(tái)噴霧泵、兩套乳化液泵站供電，5#移變?yōu)楹蠊伟鍣C(jī)供電，6#移變?yōu)槠扑闄C(jī)、另一臺(tái)噴霧泵、另兩套乳化液泵站和集中控制裝置供電，7#移變給前刮板機(jī)供電，8#移變給轉(zhuǎn)載機(jī)供電。設(shè)備列車放在皮帶順槽工作面附近，各開關(guān)、液泵、泵箱放在設(shè)備列車上，隨同工作面的推進(jìn)隨移隨走。8303工作面3300V供電系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 8303工作面3300V供電系統(tǒng)

5 結(jié)論

8303綜采工作面3300V供電系統(tǒng)的運(yùn)用不僅降低了大功率電氣設(shè)備的啟動(dòng)電流，還提高了電機(jī)的啟動(dòng)力矩，高電壓的使用，減小了電纜額定電流，在電纜選型上將電纜截面控制在盡量小的范圍，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。