＊賈 璐

（山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽(yáng)煤礦 山西 046200）

前言

當(dāng)前由于煤礦作業(yè)的需要，各種礦用設(shè)備都朝著大型化與重型化的方向發(fā)展，從而大大提高了機(jī)電設(shè)備的功率，與此同時(shí)對(duì)井下供電系統(tǒng)提出了更高的要求。特別是對(duì)于綜采工作面而言，其在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)縱深發(fā)展，這樣使得井下供電距離變得越來(lái)越大，從而導(dǎo)致線路電壓損失變得更加明顯，這樣不能更好地優(yōu)化供電設(shè)備的電壓。因此以潞安集團(tuán)某礦供電系統(tǒng)為例，對(duì)遠(yuǎn)距離輸送線路進(jìn)行探究，從而可以設(shè)計(jì)出遠(yuǎn)距離綜采工作面供電系統(tǒng)。

1.概況

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)潞安集團(tuán)某礦礦井設(shè)置的采煤設(shè)備都比較先進(jìn)。其采掘工作面運(yùn)輸巷道長(zhǎng)度達(dá)到了645m，相應(yīng)的回風(fēng)巷道長(zhǎng)度可以達(dá)到621m，而相應(yīng)的供電距離可以達(dá)到5000m以上。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)工作面內(nèi)機(jī)械設(shè)備用電電荷量超過(guò)6000kW，由此可以看出其對(duì)工作面遠(yuǎn)距離輸送提出了較高的要求。

2.供電方式選擇

該礦采煤機(jī)型號(hào)為MG400/930-WD，額定電壓為3.3kV，額定功率為930kW。相應(yīng)的刮板機(jī)數(shù)量為2部，對(duì)應(yīng)的型號(hào)為SGZ-960/1400，其額定電壓為3.3kV，額定功率為700kW。對(duì)應(yīng)的水泵數(shù)量為5臺(tái)，相應(yīng)的額定電壓為660V，1臺(tái)的功率為22kW，而另外4臺(tái)功率為37kW。表1為其他設(shè)備及功率。

表1 綜采工作面主要機(jī)電設(shè)備的額定電壓和額定功率

對(duì)于工作面供電，該礦選用遠(yuǎn)距離供電。該煤礦工作面主要借助6kV變電所進(jìn)行供電。當(dāng)前總功率相對(duì)較大，這時(shí)選用四臺(tái)移動(dòng)變電站給井下設(shè)備進(jìn)行供電。一臺(tái)移動(dòng)變電站給兩臺(tái)刮板機(jī)、噴霧泵供電，一臺(tái)移動(dòng)變電站給采煤機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、乳化液泵進(jìn)行供電，一臺(tái)移動(dòng)變電站給皮帶供電，最后一臺(tái)移動(dòng)變電站給絞車以及水泵進(jìn)行供電，如圖1所示。

3.遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

(1)變電站容量及型號(hào)的選擇

由于設(shè)備在工作的過(guò)程中，不可能長(zhǎng)時(shí)間處于高速運(yùn)行的狀態(tài)?？墒菫榱颂岣咴O(shè)備的安全性，通常需要對(duì)移動(dòng)變電站的效率進(jìn)行計(jì)算，一般將機(jī)械設(shè)備的極限狀態(tài)當(dāng)做計(jì)算的依據(jù)，同時(shí)需要把機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)設(shè)定為0.85。表2為四個(gè)移動(dòng)變電站功率大小以及相應(yīng)的型號(hào)。

表2 移動(dòng)變電站的功率大小及型號(hào)選擇

(2)移動(dòng)變電站進(jìn)線高壓電纜型號(hào)的選擇

為了能夠有效地提高井下工作的安全性，必須使用特定的高壓電纜進(jìn)行供電系統(tǒng)的供電，該系統(tǒng)使用礦用監(jiān)視型高壓雙屏蔽橡套電纜。

在電纜中通入電流時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電流，假如電纜長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷的狀態(tài)下，那么在發(fā)熱的情況下將會(huì)引起電纜絕緣出現(xiàn)老化，當(dāng)處于嚴(yán)重的狀態(tài)下將會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)損壞，從而導(dǎo)致出現(xiàn)用電安全問(wèn)題。

對(duì)于1號(hào)移動(dòng)變電站電纜對(duì)應(yīng)的總長(zhǎng)度可以達(dá)到5470m，相應(yīng)的供電電壓達(dá)到了6kV，而相應(yīng)的負(fù)載功率可以達(dá)到3050kW。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)該線路最大的電流值為229A。與之匹配的電纜型號(hào)為MYPTJ-3x95。相應(yīng)的電纜可以允許持續(xù)電流達(dá)到250A，因此能夠滿足工程的需要。與此同時(shí)對(duì)于2、3、4移動(dòng)變電站而言，其產(chǎn)生的最大電流分別為：178A、A86.6A、22.96A，同時(shí)與之匹配的電纜型號(hào)為：MYPTJ-3x70，MYPTJ-3x50和MYPTJ-3x50，配置的允許電流為：215A、175A、175A，因此能夠滿足工程的需要。

(3)低壓電纜型號(hào)的選擇

對(duì)于固定敷設(shè)的動(dòng)力電纜而言，通常選擇類別相對(duì)較多。因此在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)，必須遵守如下規(guī)則：電纜材料不能選用鋁芯以及電纜最大的持續(xù)工作電流必須大于機(jī)電設(shè)備的最大功率。

通常采煤機(jī)工作電流經(jīng)過(guò)計(jì)算可以設(shè)定為213A，所采用的電纜型號(hào)為MCPTJB-3x95，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到260A。相應(yīng)兩臺(tái)刮板輸送機(jī)的工作電流值都達(dá)到了180A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MCPT-3x70，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到215A；轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的工作電流值都達(dá)到了100A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MCPT-3x35，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到138A；3臺(tái)乳化液泵的工作電流值都達(dá)到了175A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MYP-3x70，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到215A；3臺(tái)噴霧泵的工作電流值都達(dá)到了87.5A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MYP-3x70，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到215A；2臺(tái)水泵以及2臺(tái)絞車的工作電流值都達(dá)到了54A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MYP-3x16，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到83A；1臺(tái)水泵的工作電流值達(dá)到了26.4A，對(duì)應(yīng)的電纜型號(hào)選為MYP-3x4，流經(jīng)電纜的持續(xù)電流值可以達(dá)到36A。相關(guān)工作人員測(cè)定后發(fā)現(xiàn)電纜都滿足工作需要。

(4)低壓組合開關(guān)的選擇

在選擇組合開關(guān)時(shí)，必須嚴(yán)格按照額定電流高于需要控制設(shè)備的額定值，同時(shí)其設(shè)置有相應(yīng)的保護(hù)功能。通過(guò)分析井下用電設(shè)備的情況，選用3300V和1140V組合開關(guān)。其中3300V的開關(guān)采煤機(jī)中，一個(gè)主用，一個(gè)備用。2臺(tái)刮板輸送機(jī)的開關(guān)都是設(shè)置為一個(gè)主用，一個(gè)備用。對(duì)于1140V組合開關(guān)，乳化液泵設(shè)置為一個(gè)主用，一個(gè)備用。噴霧泵開關(guān)設(shè)置為一個(gè)主用，一個(gè)備用。

4.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)三個(gè)月的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，煤礦供電系統(tǒng)整體相對(duì)穩(wěn)定。并未出現(xiàn)較大的用電安全問(wèn)題，由此可以看出該遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)相對(duì)較好。這樣可以為綜采工作面開采提供保障，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且可以降低井下用電安全事故率。