綜采工作面遠距離供電的設計探研

韓俊杰

一、目前我礦工作面的供電設計

目前我礦綜采設備采用1140V電壓供電，設備功率較高，耗電量大，常采用移動變電站進行供電，主要是將移動變電站設計在綜采工作面皮帶順槽巷道內，然后在可伸縮膠帶輸送機一側鋪設一條專供移動變電站及工作面配電點和乳化液泵站等設備裝置的平移軌道，造成安全距離不足，切巷道地質構造原因，采區巷道高低起伏不平，存放及移動設備列車，存在一定的不安全因素。

二、遠距離供電需要解決的問題

遠距離供電的方式是把移動變電站、乳化液泵站乳化液泵站安裝在離綜采面較遠的地方（巷口）但由于變電站距離綜采面較遠，導致電纜長度增加，電纜壓降損失較大。為確保各項工作能夠順利開展，必須保證末端電壓穩定，需要解決以下幾個問題：

1、優化供電方式。在遠距離供電設計當中，由于距離遠，使得供電線路較長，線路壓降大，為了保證各項工作能夠順利開展，必須提供供電電壓、選用合適的變壓器和電纜，確保末端電壓穩定。

2、提高皮帶輸送機、張緊絞車、調度絞車、水泵等設備電壓等級，減少工作面變移動壓器數量，從而減少電壓降。

3、采用礦用隔爆型動態無功補償裝置，補償無功功率，有效改善電網電能質量。

4、增加變頻起動器，降低電力線路電壓波動，電機工頻啟動時 電流劇增的同時電壓也會大幅波動電壓下降幅度的大小將取決于啟動電機功率的大小和配電網的容量。電壓下降將會導致同一供電網絡中的電壓敏感設備故障跳閘或工作異常，而采用變頻調速后 由于能在零頻零壓時逐步啟動能最大程度的消除電壓下降，同時也減少對電網的沖擊，電機功率與電流和電壓的乘積成正比，通過工頻直接啟動電機消耗的功率將大大高于變頻啟動所需要的功率，電機所產生的電涌會對電網上的其他設備產生嚴重的影響，

三、1140V改為3300V實現遠距離供電缺點

1、我礦工作面電壓為1140V，如果提高為3300V，隨著電壓的升級，工作面的設備、變壓器需全部更換，電纜絕緣、耐壓等級也需提高，增加了設備、各種配套設施、材料的資本性支出。

2、長期綜采設備使用1140V電壓供電，變為3300V后。需對職工進行培訓，了解設備的性能、原理操作及使用流程。

3、必須配齊各種防護用具、3300V專用儀器、工具，編制《專項安全技術措施》。

四、3300V遠距離供電結論

為減少設備、各種配套設施、材料的資本性支出，工作面不建議采用3300V供電。

五、1140V遠距離供電系統設計

在供電方式中，移動變電站與組合開關分開布置，中間使用長距離干線供電，組合開關布置在采煤面處，使用較短的支線給設備供電。在初步設計時，先對供電設備進行選型，根據允許的電壓降計算最遠的供電距離。

綜采工作面負荷統計為2404kW，需配置兩臺移變。

六、電氣設備選型

1、移動變電站的選型計算

1.1根據變壓器容量，平衡設備負荷。將采煤機、轉載機、、乳化液泵使用一臺移變，破碎機、運輸機、兩部皮帶輸送機使用一臺移變。

變壓器容量應預留20%的容量，經計算選用兩臺1600KVA作為工作面設備及兩部皮帶輸送機供電滿足工作面最大工況需要。

1.2電纜截面的選擇

經計算每臺移動變電站使用2根3×120mm2橡套電纜，（25℃載流量300A）

七、1140V最遠供電距離計算

設備實際正常運行時，電動機的端電壓不低于額定電壓的10%。KBSGZV1600/6/1.2移動變電站出口電壓為1200V，即允許電壓損失174V。

干線損失電壓

式中， 為干線電壓損失

為允許電壓損失

為變壓器電壓瞬

為支線電壓損失

1.1變壓器電壓損失

兩臺KBSGZV1600/6/1.2移動變電站所帶負荷相同，故電壓損相同。

1.2支線電壓損失

因工作面采煤機功率最大，距離最遠，故計算最遠端采煤機電壓損失。組合開關布置在距切眼150m處，采煤機距組合開關最遠端距離為350m。（ 為0.85正切值）

1.3干線電纜長度計算

八、1140V遠距離供電結論

經計算工作面供電最遠距離為1035m，我礦綜采工作面平均走向長度約為1500m，傾向長度約為200m，合計供電距離為1700m，無法滿足移動變電站設置在巷口實現遠距離供電。綜采工作面電機為大容量電機，由于供電距離遠，大容量電機啟動時會造成較大的電壓損失，電壓下降將會導致同一供電網絡中的電壓敏感設備故障跳閘或工作異常，啟動電流過大會對電纜造成一定程度上的沖擊，為了保障電氣設備、電纜安全可靠運行、末端電壓穩定。建議在工作面順槽每800米處擴刷機電列車。