江俊峰

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司二礦， 山西 陽泉 045000）

引言

在現(xiàn)代化煤礦中，大功率設(shè)備日益增多，大功率設(shè)備體積大、質(zhì)量大，造成綜采工作面設(shè)備車移動(dòng)困難，影響生產(chǎn)率的提高，而長距離供電是綜采工作面供電的常用方式之一，因此在綜采工作面供電系統(tǒng)中，線路截面的選型是綜采工作面供電設(shè)計(jì)中的重要組成部分。本文分析了一種煤礦大功率設(shè)備綜采工作面長距離供電線路截面選型的優(yōu)缺點(diǎn)。我國現(xiàn)有的供電方面的專著及有關(guān)資料提供的參數(shù)選擇、計(jì)算方法不一致，這就給供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和校驗(yàn)帶來一定困難。以圖1 綜采工作面局部供電系統(tǒng)為例進(jìn)行電纜截面選型。

圖1 綜采工作面局部供電系統(tǒng)

1 選擇導(dǎo)線截面的一般原則

按長時(shí)允許電流選擇、按允許電壓損失選擇、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇、按機(jī)械強(qiáng)度選擇、按短路時(shí)的熱穩(wěn)定條件選擇、按啟動(dòng)條件校驗(yàn)選擇。本文重點(diǎn)闡述按啟動(dòng)條件校驗(yàn)線路截面。

2 按啟動(dòng)條件校驗(yàn)線路截面選型的方法

2.1 方法一

刮板輸送機(jī)前電機(jī)和后電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。按啟動(dòng)時(shí)的電壓損失校驗(yàn)所選電纜截面。

3 300 V 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的電壓，根據(jù)規(guī)定不得低于電網(wǎng)電壓的75%，啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)允許電壓損失ΔUy=3 450-（Ue-Ue×25%）=3 450-（3 300-3 300×25%）=975 V。

2.1.1 啟動(dòng)時(shí)刮板輸送機(jī)機(jī)尾電動(dòng)機(jī)的電壓損失ΔUq的校驗(yàn)

刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾電動(dòng)機(jī)功率相等，故只要校驗(yàn)最遠(yuǎn)端機(jī)尾電動(dòng)機(jī)的電壓損失滿足要求，機(jī)頭電動(dòng)機(jī)電壓損失均滿足要求。

啟動(dòng)時(shí)，T1移動(dòng)變壓器的電壓損失為ΔUbq，刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾電動(dòng)機(jī)的變頻啟動(dòng)電流，Iq=3×Ie×2=3×160×2=960 A。

啟動(dòng)時(shí)T1移動(dòng)變電站的實(shí)際電流Ibq=Iq=960 A，啟動(dòng)時(shí)，取cosΦpj=0.6，則sinΦpj=0.8，則Ibq（RbcosΦpj+XbsinΦpj）=1.732 ×960 ×（0.032 ×0.6+0.475×0.8）=665 V。

2.1.2 啟動(dòng)時(shí)刮板輸送機(jī)機(jī)尾電動(dòng)機(jī)支線C4 上的電壓損失ΔUzq的校驗(yàn)

電壓損失ΔUq=ΔUbq+ΔUzq=665+207=872 V。

刮板輸送機(jī)機(jī)尾電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓為3 450-872=2 578 V。采掘工作面3 300 V 采掘設(shè)備最小允許啟動(dòng)電壓為2 475 V。

2 578-2 475=103 V 所以按啟動(dòng)電壓損失計(jì)算，所選電纜截面滿足要求。

2.2 方法二

刮板輸送機(jī)M2 啟動(dòng)電壓如圖2 所示，參數(shù)見下頁表1。

圖2 M2/700 kW 刮板輸送機(jī)啟動(dòng)電壓計(jì)算圖

表1 刮板輸送機(jī)M2 參數(shù)

2.2.1 元件阻抗

2.2.1.1 變壓器

移動(dòng)變電站T1（KBSGZY1-2000/6/2×1905）：R=0.0315 Ω，X=0.4751 Ω。

2.2.1.2 電纜

電纜C4（MYPT-1.9/3.3-95-2300m）：R=0.4991Ω，X=0.1587 Ω；電 纜C3（MYPT-1.9/3.3-95-2000m）：R=0.434Ω，X=0.138 Ω。

2.2.1.3 電動(dòng)機(jī)

刮板輸送機(jī)M2（YBSS-700D）啟動(dòng)阻抗：

刮板輸送機(jī)M1（YBSS-700D）啟動(dòng)阻抗：

2.2.2 支路阻抗分布（見表2）

表2 支路阻抗分布

2.2.3 刮板輸送機(jī)M2 啟動(dòng)電壓的計(jì)算（結(jié)合圖2）

變壓器輸出電流：

M2 啟動(dòng)時(shí)變壓器輸出端相電壓：

M2 處啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓：

綜上：M2 的啟動(dòng)電壓Uq=Ust=2 623.58 V≥75%Ue=3 450×75%=2 587.5 V，滿足要求。

3 兩種校驗(yàn)計(jì)算方法的對比

電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電壓的計(jì)算方法（方法一）如上所述：一種是用電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流計(jì)算；另一種是采用全阻抗來計(jì)算。用啟動(dòng)電流計(jì)算時(shí)，電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電壓與實(shí)際啟動(dòng)電流有關(guān)，因此要準(zhǔn)確地計(jì)算實(shí)際啟動(dòng)電壓是復(fù)雜的。

采用全阻抗計(jì)算（方法二）電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電壓，是一種較好的方法。綜采工作面供電系統(tǒng)中，移動(dòng)變電站一次側(cè)電壓認(rèn)為是無窮大電源，其低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，變壓器一次側(cè)電壓不變，通過計(jì)算變壓器、電纜線路和電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的全部阻抗，求得電動(dòng)機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)電流和實(shí)際啟動(dòng)電壓。

4 結(jié)論

綜采工作面長距離供電，針對切巷長，機(jī)頭機(jī)尾同時(shí)啟動(dòng)的刮板輸送機(jī)，必須按全阻抗法（方法二）校驗(yàn)線路截面，比電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電壓的計(jì)算方法（方法一）計(jì)算準(zhǔn)確，電纜選型更準(zhǔn)確。針對在計(jì)算同一變壓器下所供設(shè)備超過兩臺(tái)時(shí)，全阻抗法計(jì)算過程復(fù)雜，而且篇幅大，計(jì)算工作量多，而電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)電壓法計(jì)算簡單，依據(jù)此方法進(jìn)行的電纜選型存在誤差，存在不經(jīng)濟(jì)、不可靠性。