星村煤矿3306工作面供电系统设计

邵 振 杨 光 张 苏

（星村煤矿运转工区，山东 曲阜 272000）

1 设备配备及布置

星村煤矿3306工作面采用MG170/410-WD型采煤机、SGZ-630/400型前部刮板输送机和SGZ-764/500后部刮板输送机各一部，运输顺槽布置一部SZZ-764/200型转载机，一部PCM-110型破碎机，一部DSJ100/63/2×132型带式输送机和一部DTL100/63/75S型带式输送机。运输顺槽布置两台乳化液泵，其型号为BRW-315/31.5；一个乳化液箱，其型号为RX400/25；两台喷雾泵，其型号为BPW320/10M；一个喷雾泵箱，其型号为QX320/20A。

2 供电系统设计

供电方式由五采区变电所2#高压开关沿巷道铺设的高压电缆送至工作面三台移动变电站。其中一台移动变电站，经变电站降为660V电压供运输、回风巷的调度绞车、水泵、两台照明综保等辅助设施，并供给运输顺槽内的可伸缩带式输送机、给煤机及煤库斜巷带式输送机。工作面两台移动变电站，一台降压为1140V供给采煤机、前刮板输送机、破碎机；另一台降压为1140V供给乳化泵、喷雾泵、转载机、后刮板输送机。两台局部通风机分别由集中皮带巷联络巷处两台风机专用移动变压器专供，供电电压为660V。监控分站电源由五采区变电所两台专用自动切换开关供给，供电电压为660V。

2.1 负荷统计及变压器的选择

针对3306工作面的负荷进行了统计，如表1、表2和表3，并对其变压器的选择进行了分析研究。

表1 3306回采工作面负荷统计表一

以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下：

变压器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.67×920/0.7=880kVA。

需用系数：

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

所有用电设备的额定功率之和PN=920kW，功率因数为cosφ，综放工作面取0.7，式中PN·M为容量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器技术资料表，选择一台容量为1250kVA、变压比为6/1.14kV的KBSGZ2-T-1250/1.14的变压器。SN·T=1250＞ST，符合要求。

表2 3306回采工作面负荷统计表二

以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下：

变压器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.71×975/0.7=990kVA。

需用系数：

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

所有用电设备的额定功率之和PN=975kW，功率因数为cosφ，综放工作面取0.7，式中PN·M为容量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器技术资料表，选择一台容量为1250kVA、变压比为6/1.14kV的KBSGZ2-T-1250/1.14的变压器。SN·T=1250＞ST，符合要求。

表3 3306回采工作面负荷统计表三

以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下：

变压器的容量：

ST=Kdc·PN/cosφ=0.82×377/0.7=441kVA。

需用系数：

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

所有用电设备的额定功率之和PN=377kW，功率因数为cosφ，综放工作面取0.7，式中PN·M为容量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器技术资料表，选择一台容量为630kVA、变压比为6/0.69kV的KBSGZY-630/0.69的变压器。SN·T=630＞ST，符合要求。

2.2 设备选型

运输、回风顺槽等低压设备采用660V电压供电，选用KBZ-400型矿用隔爆型馈电开关；调度绞车选用QBZ-30N/660V型可逆磁力起动器控制；带式输送机选用QJR-400/660型真空磁力起动器控制；照明选用ZBZ-4.0型综合照明保护装置。工作面选用三台组合开关为采煤机、刮板机、转载破碎机、乳化泵、喷雾泵使用。井下电压等级为6kV、1140V、 660V，照明用电为127V。

2.3 电缆的选型

按长时允许电流选择电缆截面，高压电缆的最大长时间工作电流：

式中：

S-变压器的计算容量；

UN-一次侧电压，选择煤矿用移动金属屏蔽监视型橡胶软电缆MYPTJ 3×70＋3×25/3+3×2.5mm2的电缆，查表得电缆的长时允许电流为大于210A，符合要求。

高压配电线路允许电压损失取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-允许电压损失；

△U1-实际电压损失；

ISt-线路所带负荷的额定电流；

Rb1-电缆的实际电阻；

cosφSt-线路所带负荷的功率因数；

L-线路电缆的长度；

r0-每千米电缆的电阻，查表得70mm2为0.294Ω/km。

2.4 高压配电开关的选择

根据采区电气设备的选择原则，变电所的高压配电开关选用PJG-300型矿用隔爆型高压配电装置。该配电装置具有短路、过载、漏电、失压和监控保护。

2.5 低压电气设备的选择

采煤机的额定电压为1140V，额定电流为274.4A。由型号确定原则，选QJZ-1600-8的组合开关。其他开关的选择同上。

3 设备列车的布置

3.1 布置设备列车

设备列车布置在工作面运输顺槽距工作面200m范围内。从工作面往外排列顺序依次为：八组合开关两台、乳化液箱、乳化液泵、喷雾泵箱、喷雾泵、四组合开关、移动变电站。另外设备列车由11.4kW调度绞车逐渐向外牵引。牵引过程中，绞车要选择合理牢固的固定点，与设备列车连接要牢固可靠。

3.2 牵引设备列车

牵引工作由检修班负责实施，牵引距离必须满足工作面的推进度要求。

4 应用效果及分析

通过科学的计算和合理的选型，对星村煤矿3306工作面的设备和供电系统进行了设计。通过近2年的实践应用效果表明，该供电系统的设计方案能适应该工作面开采设备的供电要求，满足了设备在启动、维护和运行中的供电能力。同时该系统供电质量良好，在各类设备频繁启动的状态下对供电系统的冲击不大，有效地保障了井下煤矿的供电安全。