星村煤礦3306工作面供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邵 振 楊 光 張 蘇

（星村煤礦運(yùn)轉(zhuǎn)工區(qū)，山東 曲阜 272000）

1 設(shè)備配備及布置

星村煤礦3306工作面采用MG170/410-WD型采煤機(jī)、SGZ-630/400型前部刮板輸送機(jī)和SGZ-764/500后部刮板輸送機(jī)各一部，運(yùn)輸順槽布置一部SZZ-764/200型轉(zhuǎn)載機(jī)，一部PCM-110型破碎機(jī)，一部DSJ100/63/2×132型帶式輸送機(jī)和一部DTL100/63/75S型帶式輸送機(jī)。運(yùn)輸順槽布置兩臺乳化液泵，其型號為BRW-315/31.5；一個(gè)乳化液箱，其型號為RX400/25；兩臺噴霧泵，其型號為BPW320/10M；一個(gè)噴霧泵箱，其型號為QX320/20A。

2 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

供電方式由五采區(qū)變電所2#高壓開關(guān)沿巷道鋪設(shè)的高壓電纜送至工作面三臺移動變電站。其中一臺移動變電站，經(jīng)變電站降為660V電壓供運(yùn)輸、回風(fēng)巷的調(diào)度絞車、水泵、兩臺照明綜保等輔助設(shè)施，并供給運(yùn)輸順槽內(nèi)的可伸縮帶式輸送機(jī)、給煤機(jī)及煤庫斜巷帶式輸送機(jī)。工作面兩臺移動變電站，一臺降壓為1140V供給采煤機(jī)、前刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)；另一臺降壓為1140V供給乳化泵、噴霧泵、轉(zhuǎn)載機(jī)、后刮板輸送機(jī)。兩臺局部通風(fēng)機(jī)分別由集中皮帶巷聯(lián)絡(luò)巷處兩臺風(fēng)機(jī)專用移動變壓器專供，供電電壓為660V。監(jiān)控分站電源由五采區(qū)變電所兩臺專用自動切換開關(guān)供給，供電電壓為660V。

2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變壓器的選擇

針對3306工作面的負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1、表2和表3，并對其變壓器的選擇進(jìn)行了分析研究。

表1 3306回采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表一

以上負(fù)荷選用一臺變壓器，其型號確定如下：

變壓器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.67×920/0.7=880kVA。

需用系數(shù)：

Kdc=0.4+0.6PN·M/PN=0.4+0.6×411/920=0.67。

所有用電設(shè)備的額定功率之和PN=920kW，功率因數(shù)為cosφ，綜放工作面取0.7，式中PN·M為容量最大的一臺電機(jī)額定功率。查礦用變壓器技術(shù)資料表，選擇一臺容量為1250kVA、變壓比為6/1.14kV的KBSGZ2-T-1250/1.14的變壓器。SN·T=1250＞ST，符合要求。

表2 3306回采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表二

以上負(fù)荷選用一臺變壓器，其型號確定如下：

變壓器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.71×975/0.7=990kVA。

需用系數(shù)：

Kdc=0.4+0.6PN·M/PN=0.4+0.6×500/975=0.71。

所有用電設(shè)備的額定功率之和PN=975kW，功率因數(shù)為cosφ，綜放工作面取0.7，式中PN·M為容量最大的一臺電機(jī)額定功率。查礦用變壓器技術(shù)資料表，選擇一臺容量為1250kVA、變壓比為6/1.14kV的KBSGZ2-T-1250/1.14的變壓器。SN·T=1250＞ST，符合要求。

表3 3306回采工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表三

以上負(fù)荷選用一臺變壓器，其型號確定如下：

變壓器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.82×377/0.7=441kVA。

需用系數(shù)：

Kdc=0.4+0.6PN·M/PN=0.4+0.6×264/377=0.82。

所有用電設(shè)備的額定功率之和PN=377kW，功率因數(shù)為cosφ，綜放工作面取0.7，式中PN·M為容量最大的一臺電機(jī)額定功率。查礦用變壓器技術(shù)資料表，選擇一臺容量為630kVA、變壓比為6/0.69kV的KBSGZY-630/0.69的變壓器。SN·T=630＞ST，符合要求。

2.2 設(shè)備選型

運(yùn)輸、回風(fēng)順槽等低壓設(shè)備采用660V電壓供電，選用KBZ-400型礦用隔爆型饋電開關(guān)；調(diào)度絞車選用QBZ-30N/660V型可逆磁力起動器控制；帶式輸送機(jī)選用QJR-400/660型真空磁力起動器控制；照明選用ZBZ-4.0型綜合照明保護(hù)裝置。工作面選用三臺組合開關(guān)為采煤機(jī)、刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)、乳化泵、噴霧泵使用。井下電壓等級為6kV、1140V、 660V，照明用電為127V。

2.3 電纜的選型

按長時(shí)允許電流選擇電纜截面，高壓電纜的最大長時(shí)間工作電流：

式中：

S-變壓器的計(jì)算容量；

UN-一次側(cè)電壓，選擇煤礦用移動金屬屏蔽監(jiān)視型橡膠軟電纜MYPTJ 3×70＋3×25/3+3×2.5mm2的電纜，查表得電纜的長時(shí)允許電流為大于210A，符合要求。

高壓配電線路允許電壓損失取5%，得：

△U=6000×5%=300V

△U1=1.732IStRb1cosφSt

=1.732×210×0.42×0.7=104V

Rb1=Lr0=1.4×0.294=0.42

式中：

△U-允許電壓損失；

△U1-實(shí)際電壓損失；

ISt-線路所帶負(fù)荷的額定電流；

Rb1-電纜的實(shí)際電阻；

cosφSt-線路所帶負(fù)荷的功率因數(shù)；

L-線路電纜的長度；

r0-每千米電纜的電阻，查表得70mm2為0.294Ω/km。

2.4 高壓配電開關(guān)的選擇

根據(jù)采區(qū)電氣設(shè)備的選擇原則，變電所的高壓配電開關(guān)選用PJG-300型礦用隔爆型高壓配電裝置。該配電裝置具有短路、過載、漏電、失壓和監(jiān)控保護(hù)。

2.5 低壓電氣設(shè)備的選擇

采煤機(jī)的額定電壓為1140V，額定電流為274.4A。由型號確定原則，選QJZ-1600-8的組合開關(guān)。其他開關(guān)的選擇同上。

3 設(shè)備列車的布置

3.1 布置設(shè)備列車

設(shè)備列車布置在工作面運(yùn)輸順槽距工作面200m范圍內(nèi)。從工作面往外排列順序依次為：八組合開關(guān)兩臺、乳化液箱、乳化液泵、噴霧泵箱、噴霧泵、四組合開關(guān)、移動變電站。另外設(shè)備列車由11.4kW調(diào)度絞車逐漸向外牽引。牽引過程中，絞車要選擇合理牢固的固定點(diǎn)，與設(shè)備列車連接要牢固可靠。

3.2 牽引設(shè)備列車

牽引工作由檢修班負(fù)責(zé)實(shí)施，牽引距離必須滿足工作面的推進(jìn)度要求。

4 應(yīng)用效果及分析

通過科學(xué)的計(jì)算和合理的選型，對星村煤礦3306工作面的設(shè)備和供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過近2年的實(shí)踐應(yīng)用效果表明，該供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案能適應(yīng)該工作面開采設(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。同時(shí)該系統(tǒng)供電質(zhì)量良好，在各類設(shè)備頻繁啟動的狀態(tài)下對供電系統(tǒng)的沖擊不大，有效地保障了井下煤礦的供電安全。