綜采工作面遠(yuǎn)距離供電的設(shè)計(jì)探研

韓俊杰

一、目前我礦工作面的供電設(shè)計(jì)

目前我礦綜采設(shè)備采用1140V電壓供電，設(shè)備功率較高，耗電量大，常采用移動(dòng)變電站進(jìn)行供電，主要是將移動(dòng)變電站設(shè)計(jì)在綜采工作面皮帶順槽巷道內(nèi)，然后在可伸縮膠帶輸送機(jī)一側(cè)鋪設(shè)一條專供移動(dòng)變電站及工作面配電點(diǎn)和乳化液泵站等設(shè)備裝置的平移軌道，造成安全距離不足，切巷道地質(zhì)構(gòu)造原因，采區(qū)巷道高低起伏不平，存放及移動(dòng)設(shè)備列車，存在一定的不安全因素。

二、遠(yuǎn)距離供電需要解決的問題

遠(yuǎn)距離供電的方式是把移動(dòng)變電站、乳化液泵站乳化液泵站安裝在離綜采面較遠(yuǎn)的地方（巷口）但由于變電站距離綜采面較遠(yuǎn)，導(dǎo)致電纜長(zhǎng)度增加，電纜壓降損失較大。為確保各項(xiàng)工作能夠順利開展，必須保證末端電壓穩(wěn)定，需要解決以下幾個(gè)問題：

1、優(yōu)化供電方式。在遠(yuǎn)距離供電設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于距離遠(yuǎn)，使得供電線路較長(zhǎng)，線路壓降大，為了保證各項(xiàng)工作能夠順利開展，必須提供供電電壓、選用合適的變壓器和電纜，確保末端電壓穩(wěn)定。

2、提高皮帶輸送機(jī)、張緊絞車、調(diào)度絞車、水泵等設(shè)備電壓等級(jí)，減少工作面變移動(dòng)壓器數(shù)量，從而減少電壓降。

3、采用礦用隔爆型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償無功功率，有效改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。

4、增加變頻起動(dòng)器，降低電力線路電壓波動(dòng)，電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí) 電流劇增的同時(shí)電壓也會(huì)大幅波動(dòng)電壓下降幅度的大小將取決于啟動(dòng)電機(jī)功率的大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，而采用變頻調(diào)速后 由于能在零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)能最大程度的消除電壓下降，同時(shí)也減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，電機(jī)功率與電流和電壓的乘積成正比，通過工頻直接啟動(dòng)電機(jī)消耗的功率將大大高于變頻啟動(dòng)所需要的功率，電機(jī)所產(chǎn)生的電涌會(huì)對(duì)電網(wǎng)上的其他設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，

三、1140V改為3300V實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電缺點(diǎn)

1、我礦工作面電壓為1140V，如果提高為3300V，隨著電壓的升級(jí)，工作面的設(shè)備、變壓器需全部更換，電纜絕緣、耐壓等級(jí)也需提高，增加了設(shè)備、各種配套設(shè)施、材料的資本性支出。

2、長(zhǎng)期綜采設(shè)備使用1140V電壓供電，變?yōu)?300V后。需對(duì)職工進(jìn)行培訓(xùn)，了解設(shè)備的性能、原理操作及使用流程。

3、必須配齊各種防護(hù)用具、3300V專用儀器、工具，編制《專項(xiàng)安全技術(shù)措施》。

四、3300V遠(yuǎn)距離供電結(jié)論

為減少設(shè)備、各種配套設(shè)施、材料的資本性支出，工作面不建議采用3300V供電。

五、1140V遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在供電方式中，移動(dòng)變電站與組合開關(guān)分開布置，中間使用長(zhǎng)距離干線供電，組合開關(guān)布置在采煤面處，使用較短的支線給設(shè)備供電。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，先對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行選型，根據(jù)允許的電壓降計(jì)算最遠(yuǎn)的供電距離。

綜采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)為2404kW，需配置兩臺(tái)移變。

六、電氣設(shè)備選型

1、移動(dòng)變電站的選型計(jì)算

1.1根據(jù)變壓器容量，平衡設(shè)備負(fù)荷。將采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、、乳化液泵使用一臺(tái)移變，破碎機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、兩部皮帶輸送機(jī)使用一臺(tái)移變。

變壓器容量應(yīng)預(yù)留20%的容量，經(jīng)計(jì)算選用兩臺(tái)1600KVA作為工作面設(shè)備及兩部皮帶輸送機(jī)供電滿足工作面最大工況需要。

1.2電纜截面的選擇

經(jīng)計(jì)算每臺(tái)移動(dòng)變電站使用2根3×120mm2橡套電纜，（25℃載流量300A）

七、1140V最遠(yuǎn)供電距離計(jì)算

設(shè)備實(shí)際正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的端電壓不低于額定電壓的10%。KBSGZV1600/6/1.2移動(dòng)變電站出口電壓為1200V，即允許電壓損失174V。

干線損失電壓

式中， 為干線電壓損失

為允許電壓損失

為變壓器電壓瞬

為支線電壓損失

1.1變壓器電壓損失

兩臺(tái)KBSGZV1600/6/1.2移動(dòng)變電站所帶負(fù)荷相同，故電壓損相同。

1.2支線電壓損失

因工作面采煤機(jī)功率最大，距離最遠(yuǎn)，故計(jì)算最遠(yuǎn)端采煤機(jī)電壓損失。組合開關(guān)布置在距切眼150m處，采煤機(jī)距組合開關(guān)最遠(yuǎn)端距離為350m。（ 為0.85正切值）

1.3干線電纜長(zhǎng)度計(jì)算

八、1140V遠(yuǎn)距離供電結(jié)論

經(jīng)計(jì)算工作面供電最遠(yuǎn)距離為1035m，我礦綜采工作面平均走向長(zhǎng)度約為1500m，傾向長(zhǎng)度約為200m，合計(jì)供電距離為1700m，無法滿足移動(dòng)變電站設(shè)置在巷口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電。綜采工作面電機(jī)為大容量電機(jī)，由于供電距離遠(yuǎn)，大容量電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成較大的電壓損失，電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，啟動(dòng)電流過大會(huì)對(duì)電纜造成一定程度上的沖擊，為了保障電氣設(shè)備、電纜安全可靠運(yùn)行、末端電壓穩(wěn)定。建議在工作面順槽每800米處擴(kuò)刷機(jī)電列車。