劉要宇

（陽煤集團(tuán)新大地煤業(yè)有限公司， 山西 晉中 032700）

1 工作面概況

15304工作面大部分位于井玉溝以西，地表總體為北高南低的山梁地帶，地面主要為林地及荒地，地表井玉溝從工作面北部穿過。井下位于三采區(qū)，煤層厚度最大為6.5 m，15304工作面設(shè)計走向長度520 m，采長120 m。工作面采煤機(jī)、前溜、后溜、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳泵、噴霧泵、順槽皮帶采用1140 V供電；進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)采用660 V供電。臨時配電點設(shè)立在軌道巷口，距進(jìn)風(fēng)口950 m。

15304工作面為綜采放頂煤工作面，安裝有低位放頂煤支架、過渡架、前后部刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)、進(jìn)風(fēng)巷安裝一部皮帶輸送機(jī)，一部轉(zhuǎn)載機(jī)，配一臺錘式破碎機(jī)。進(jìn)風(fēng)巷轉(zhuǎn)載機(jī)往外安一列設(shè)備列車如表1所示。

表1 工作面主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)

2 供電系統(tǒng)的概述

工作面臨時配電點電源直接來自三采區(qū)配電室，6 kV電源由臨配點饋出一趟MYPTJ-3×95 mm2高壓電纜，供給1號、2號移動變電站，并變?yōu)?140V，滿足采煤機(jī)、前溜、乳化液泵，噴霧泵、轉(zhuǎn)載機(jī)、電源要求。6 kV電源由臨配電點電源配饋出一趟MYPTJ-3×95mm2高壓電纜，供給3號、4號移動變電站，并變?yōu)?140 V，滿足乳化液泵、噴霧泵、破碎機(jī)后溜電源要求。6 kV電源由臨配電點電源配饋出一趟MYPTJ-3×35 mm2高壓電纜，供給5號、6號移動變電站，并變?yōu)?140 V及660 V，滿足軌道巷皮帶電源要求；同時并變?yōu)?60 V滿足回、進(jìn)風(fēng)動力電源要求。

3 工作面1140V系統(tǒng)變壓器選擇

變壓器的容量S按下公式計算：

式中：∑PN為用電設(shè)備額定功率和，kW；Kr為需用系數(shù)；cosφ為平均功率因素；Ks為同時系數(shù)。

3.1 1號變壓器的選擇

∑PN=1260 kW，Kr=0.73，cosφ=0.7，Ks=1。

將數(shù)據(jù)代入式（1）得：S=1314 kVA。

根據(jù)計算結(jié)果選擇KBSGZY-1000/6移動變電站能滿足要求。

3.2 2號變壓器的選擇

∑PN=800 kW，Kr=0.7，cosφ=0.7，Ks=1。

將數(shù)據(jù)代入式（1）得：S=800 kVA。

根據(jù)計算結(jié)果選擇KBSGZY-1000/6移動變電站能滿足要求。

3.3 3號變壓器的選擇

∑PN=1270 kW，Kr=0.59，cosφ=0.7，Ks=1。

將數(shù)據(jù)代入式（1）得：S=1070.43 kVA。

根據(jù)計算結(jié)果選擇KBSGZY-1600/6移動變電站能滿足要求。

3.4 4號變壓器的選擇

∑PN=630 kW，Kr=0.7，cosφ=0.7，Ks=1。

將數(shù)據(jù)代入式（1）得：S=594 kVA。

根據(jù)計算結(jié)果選擇KBSGZY-1000/6移動變電站能滿足要求。

4 工作面1140V電纜的選擇

變壓器4號所帶電纜的選擇。

4.1 按長時載流選擇電纜型號

式中：∑PN為電動機(jī)額定功率之和，取315 kW；UN為電網(wǎng)額定電壓，取1140 V；Kr為需用系數(shù)；cosφ為所帶負(fù)荷的加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.85。

將數(shù)據(jù)代入公式，電纜C21的長時載流Iw=187.7 A。

選擇MYP-0.66/1.143×70+1×25，其額定載流215＞187.7 A，滿足要求。

4.2 按允許電壓損失校驗電纜截面

正常運(yùn)行時，1140 V系統(tǒng)末端的電壓損失不得超過7%，此時電壓損失計算公式為：

式中：U2N為負(fù)荷側(cè)額定電壓，1200 V；UN為電網(wǎng)額定電壓，1140 V。

將數(shù)據(jù)代入公式得：ΔU=140 V。

1）變壓器的電壓損失

式中：Iw為正常運(yùn)行時，變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷電流，319.06 A；U2N為變壓器二次側(cè)額定電壓，1200 V；I2N為變壓器二次側(cè)的額定電流，481.15 A；ΔP為變壓器的短路損耗，5400 W；SN為變壓器額定容量，1000 kVA；UK為變壓器的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，4%；sinφ=0.7，cosφ=0.71。

將數(shù)據(jù)代入公式得：ΔUT=22.8 V。

2）干線電纜電壓損失：變壓器干線距離僅20 m，干線電纜電壓損失ΔUc1可以忽略不計。

3）支線電纜電壓損失

式中：∑PN為電纜所帶電動機(jī)的額定功率，315 kW；Kr為需用系數(shù)，支線電纜取1；L為電纜長度，0.05 km；UN為電網(wǎng)額定電壓，1140 V；R0、X0分別為電纜單位長度的電阻和電抗，分別取值0.267和0.078 Ω/km；tgφ為電動機(jī)平均功率因數(shù)相應(yīng)的正切值，取0.62。

將數(shù)據(jù)代入公式得：ΔUc2=4.357 V。

依線路電壓損失總和公式：∑ΔU=ΔUT+ΔUc1+ΔUc2式中：ΔUT為變壓器中的電壓損失，22.8 V；ΔUc1、ΔUc2為干線和支線電纜中的電壓損失，ΔUc1=0，ΔUc2=4.4 V。得 ΣΔU=27.2 V＜140 V，合格。

5 供電系統(tǒng)管理規(guī)定

第一，操作、檢修人員須經(jīng)過培訓(xùn)，經(jīng)考試合格發(fā)證后，方可持證上崗。第二，各操作人員必須熟悉了解供電系統(tǒng)。每臺設(shè)備應(yīng)有標(biāo)志牌，注明型號、電壓、容量、用途、功率及過流整定值。第三，嚴(yán)格執(zhí)行“誰停電，誰送電”制度。第四，供電系統(tǒng)所有繼電保護(hù)裝置均應(yīng)符合要求，靈敏可靠。第五，綜采工作面配電點應(yīng)設(shè)置局部接地極和移變以及照明綜保的輔助接地裝置。第六，停電后必須吊掛“有人工作，不得送電”的警示牌，并閉鎖或?qū)Ｈ丝词亍?/p>

6 應(yīng)用效果及分析

通過科學(xué)的計算和合理的選型，對綜放工作面的設(shè)備和供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，供電系統(tǒng)適應(yīng)了開采條件和各類綜采設(shè)備的供電要求，滿足了設(shè)備在啟動、維護(hù)和運(yùn)行中的供電能力。本工作面由于不是大走向和大采長工作面，采用了1140 V系統(tǒng)，增強(qiáng)了和設(shè)備的配套選型的科學(xué)合理性，也實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。對15304工作面開采以來也減少了低電壓系統(tǒng)造成的壓降大、電流大的弊端，整體供電質(zhì)量可靠，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，提高了開機(jī)率。