綜采工作面供電設計探討
摘要：通過對綜采工作面供電設計主要考慮的問題、設備電纜選擇原則及常見問題的分析，提出了進一步優化供電設計的方法。
關鍵詞： 提高電壓等級 移動變電站深入負荷中心 新技術設備
1、概述
近年來，隨著綜采的開采方式得到廣泛的應用和采煤機械化的發展，工作面的走向長度達千米以上，工作面大容量綜采設備的使用已較常見。因此，在發展煤礦綜采技術的同時，對井下綜采供電提出了新的要求。
2、綜采工作面供電設計主要考慮的問題
2.1 設計依據：
（1）綜采工作面巷道布置、巷道尺寸及支護方式；
（2）綜采工作面通風、排水、運輸情況；
（3）綜采工作面機械設備性能、數據及布置。
2.2 設計內容：
（1）選定移動變電站及各配電點位置；
（2）綜采工作面機電設備布置圖；
（3）綜采工作面供電平面圖，系統圖及電纜截面長度。
2.3 供電設計中的有關規定：
井下高壓不超過10000V，低壓不超過1140V。采區電氣設備使用3300V供電時，必須制定專門的安全措施。
井下配電網路（變壓器饋出線路、電動機等）均應裝設過流、短路保護裝置，必須用該配電網路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩定性以及電纜的熱穩定性。
必須用最小兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數。保護裝置必須保證配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠起動。
移動變電站必須采用監視型屏蔽橡套電纜；1140V設備使用的電纜必須用帶有分相屏蔽的不延燃橡套電纜；660V的設備應使用帶有分相屏蔽的橡套絕緣屏蔽電纜。
（2）《煤炭工業設計規范》中的規定
綜合機械化采煤的采區變（配）電所的高壓進出線，宜有專用線的開關柜。
（3）《煤礦井下供電設計技術規定》中的規定
一般應由兩回路供電，并盡量引自不同的變壓器母線段。
3、綜采供電系統主要設備及電纜的選擇原則
3.1 移動變電站容量及臺數的確定：
（1）負荷統計:例如表一
（2）變壓器需用容量Sb計算值為：
Sb=Kx∑Pe/cosa(KVA)
綜采工作面用電設備的需用系數按下式計算:
Kx=0.4+0.6Pd/∑Pe（KVA）
式中 Pd------最大一臺電動機功率，KW。
cosa------如已知每一臺用電設備的功率因數，可以用加權平均值公式計算平均功率因數，如未知一般取0.7。
（3）移動變電站臺數的確定
移動變電站或干式變壓器總的額定容量為Sbe，要求：
Sbe≥Sb
3.2高壓電纜選擇：向工作面供電的高壓6KV或10KV電源線路的電纜截面按經濟電流密度初選，按長時允許的負荷電流校驗，按允許電壓損失校驗，按線路電源端產生最大穩定短路電流校驗熱穩定。
3.3 低壓電纜截面的選擇：
(1)按井下對移動電纜機械強度要求初選電纜截面；
(2)按長時允許負荷電流復選電纜截面，以保證電纜正常運行不過熱；
(3)按電機正常運轉允許電壓損失校驗電纜截面，一般要求電動機正常運轉時的端電壓應不低于額定電壓的7%~10%，以保證電動機能正常運轉；
(4)按最遠最大電動機起動時允許電壓損失校驗電纜截面，可按電動機的起動端電壓不低于額定電壓的75%校驗，以保證電動機以正常起動，同時保證先起動的并聯電動機以繼續正常工作。
(5)熱穩定校驗，按運行中可能通過的最大穩態短路電流和電纜最小截面的配合要求進行校驗；
(6)按過電流保護靈敏度系數要求校驗電纜截面，一般要求Idmin/Id≥1.5。Idmin---低壓電纜最遠端兩相短路電流值；Id---過電流保護整定值。
4、綜采供電系統設計常見問題及解決辦法：
4.1常見問題：
（1）按低壓電纜最遠端兩相短路電流校驗過電流保護靈敏度系數不能滿足要求。
（2）按電機正常運轉時校驗電壓損失不能滿足要求。
（3）按最遠最大電動機起動時校驗電壓損失不能滿足要求。
4.2解決辦法：
（1）增大電纜截面，但有一定限度;
（2）調整配電點或移動變壓器位置，使之更靠近用電負荷中心；
（3）采取分散負荷，增加電纜條數；
（4）增加變壓器臺數與容量；
（5）提高額定電壓等級。采用1140V或3300V電壓等級。
（6）采用具有長距離終端保護、相敏短路保護的開關柜和軟啟動控制器等新技術設備。
5 結束語
綜采工作面供電設計應采用新技術設備,合理選用用電設備；提高供電電壓等級；使用防爆移動變電站，深入負荷中心；使之供電系統優化、節約成本、節約能源。
參考文獻：
1、顧永輝等主編，《煤礦電工手冊》，煤炭工業出版社，1998。
3、《綜采技術手冊》，煤炭工業出版社，2001。
