煤礦井下采區供電系統設計技術要點分析

國洪平

（同煤集團大斗溝煤業公司機電科，山西 大同 037003）

1 3812工作面供電設計方案及技術要點研究

同煤集團大斗溝煤業隨著煤礦礦井開采力度的增大，工作面供電距離也在增大，供電距離的增加會降低供電系統的電壓，導致機電設備無法正常工作。當前綜采工作面的長度逐漸超過300m，工作面最大推進度高達5000m，工作面最大采高已達7m，這都對供電系統提出了更高的要求。論文以大斗溝煤業3812工作面為研究對象，對其供電設計方案及技術要點進行了分析，并提出了相應的優化辦法。

1.1 井下采區供電方案分析

大斗溝煤業3812綜采工作面供電為采區變電所10kV高壓，工作面電源為采區變電所DG-810高防開關，經高壓電纜260m至1604運順溜煤眼電站、泵站安裝處，再經高壓軟橡套電纜至電站串車處。經過移動變電站分別向用電設備供電，移動變電站至各用電設備供電距離為1400m，工作面低壓分兩種電壓等級供電，分別為660V和1140V，其中1140V電源由三臺變壓器供電，其供電設備單獨計算。

1.2 工作面負荷分布情況

1#變壓器（KBZGZY-1000/10/1.14kV）供16中07綜采工作面煤機及破碎機總負荷為811kW；2#變壓器（KBZGZY-800/10/ 1.14kV）供16中07綜采工作面刮板輸送機、轉載機，總裝負荷為600kW；3#變壓器（KBZGZY-1000/10/1.14kV）輸出1140V電壓供16中07綜采工作面，兩臺（1#、2#）乳化泵、兩臺（1#、2#）清水泵、皮帶機、張緊絞車，總裝負荷為1027.5kW。

1.3 工作面供電設備選型

3812工作面供電設備如表1所示。

表1 大斗溝煤業3812工作面設備負荷統計表

1.4 變壓器選擇

（1）負荷分組

根據3812綜采工作面巷道布置，結合礦上現有綜采設備的負荷大小及移動變電站的容量以及控制開關的類型（選用三套六組式組合開關），從操作、維護、檢修和管理的可操作性出發，綜采工作面設備共選擇4臺移動變電站進行供電。

（2）3812工作面高防開關選型

∑Ρe=2441.5kW，Ue=10000V，cosΦ=0.7，容量計算公式：Ie=Kx×ΣΡe/UecosΦ

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Ie=0.54×2441.5/（1.732×10×0.7）≈ 109A，根據該礦現有設備選用BGP.9L-10KV/200A高防開關作饋電開關，容量滿足要求。

（3）各組移動變電站容量選擇

工作面共選擇3臺移動變電站，另外因相應機械設備的單機容量大，增加1臺專用移動變電站來供電。

1號移動變電站擬向采煤機、破碎機供電，其計算負荷為：

式中：

Kr-需用系數，取

cosΦ1-加權平均功率因數，取0.85。

選取 1臺 KBSGZY-1000/10，10000V/1140V，額定容量為1000kVA＞804.4kVA，滿足供電的要求。

1.5 電纜型號及長度的選擇

10kV高壓電纜的選擇，經計算選用MYJV22-10kV電纜，其Ip=185A，滿足要求。

根據煤礦井下電纜選擇及安裝細則的相關要求，再細化各個階段的電纜型號及長度的選擇。

（2） 乳化泵開關至電機段電纜選擇：

（5） 1#變壓器至煤機、破碎機開關段：

（6） 煤機開關至煤機段：

（7） 2#變壓器至運輸機、轉載機開關段：

（9） 運輸機開關至運輸機頭、機尾電機段低速電機：

針對該礦設備的實際情況，選用BGP.9L-10kV/200A高防開關作為10kV電壓等級電源開關，同時1140V電壓等級選用三臺六組式組合開關作為負荷開關，組合開關主要參數為：裝機最大電流：1400A；真空接觸器額定電流：400A。

2 供電設計工作中遇到的問題及解決對策

大斗溝煤業3812工作面當中的設備都是采用的直接啟動，啟動時的電壓會有大幅度波動，從而會導致供電網絡設備的故障，影響供電質量。例如：工作面SGZ--764/400刮板輸送機使用的是1140V電壓供電。當電動機通過工頻交流直接起動時，它的起動電流突然增大5～8倍，無法正常工作。另外在3812工作面當中因為是遠距離供電，到了電纜末端電壓降低無法負荷工作。一般利用軟起動器連接電源與被控電動機，靠控制其內部晶閘管的導通角，交流斬波調壓，使電動機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束，可以達到解決問題的目的。

3 總結

在大斗溝煤業3812綜采工作面的供電方案當中，采用了優化設計、使用變頻調速等方法用來保障供電質量，另外還降低了電網輸電損耗。論文對3812綜采工作面供電方案及相關技術要點做了詳細的分析研究，期待能對同類工作面的供電設計提供參考。