团柏煤矿8704综采工作面供电设计

房 斌

（霍州煤电集团供电分公司调度室，山西 霍州 031401）

1 工作面概况

霍州煤电集团团柏煤矿8704工作面位于5#层307盘区，该工作面走向长度为2704巷1397m，5704巷1413m，倾向长度为180m，动力电源分别来源于8#层变电所10#、31#高开。

2 工作面负荷统计

8704工作面负荷统计如表1所示。

3 工作面供电方式

本工作面供电拟定使用五个移动变压器，具体拟定如下：（1）1号移变给前刮板输送机、转载机、破碎机供电，总功率为2325kW；（2）2号移变给采煤机、乳化液泵站供电，总功率为2010kW；（3）3号移变给后刮板输送机、喷雾泵站供电，总功率为1974kW；（4）4号移变给皮带输送机供电，总功率为630kW；（5）5号移变给两巷所有660V用电设备供电，总功率为453.8kW。

表1 8704工作面负荷统计

4 变压器的校验

变压器容量计算公式：

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ。

式中：

∑PN-所有设备额定功率之和，kW；

Kr-需用系数；

Ks-同时系数，供给一个工作面时取1；

cosФ-参加计算的电力负荷的平均功率因素。

4.1 3300V负荷变压器的选择

（1）供前刮板输送机、转载机、破碎机一路

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×700/2325≈0.58，

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ

=2325×0.58×1/0.7≈1927kVA。

（2）供前采煤机、乳化液泵站一路

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×650/2010≈0.59，

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ

=2010×0.59×1/0.7≈1695kVA。

（3）供后刮板输送机、喷雾泵站一路

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×855/1974≈0.62，

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ

=1974×0.62×1/0.7≈1833kVA。

根据计算结果所选三台KBSGZY-3150/10移动变电站均可满足使用要求。

4.2 1140V负荷变压器的选择

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×315/630=0.7，

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ

=630×0.7×1/0.7=630kVA。

根据计算结果所选一台KBSGZY-T-1000/10移动变电站可以满足使用要求。

4.3 660V负荷变压器的选择

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×37/407.5≈0.45，

S= ∑PN×Kr×Ks/cosФ

=407.5×0.45×1/0.7≈261.9kVA。

根据计算结果所选一台KBSGZY-T-630/10移动变电站可以满足使用要求。

5 电缆的选择

电缆的长时工作电流计算公式：

I=Kr× ∑PN×103/×Un× cosФ。

式中：

I-长时工作电流，A；

Kr-需用系数；

∑PN-所有设备额定功率之和，kW；

Un-电缆所在电网的额定电压，V；

cosФ-参加计算的电力负荷的平均功率因素。

5.1 10kV电缆选择

5.1.1 1#、4#、5#移变供电高压电缆选择

按经济电流密度选择电缆截面：

该矿井最大负荷利用Tmax=3000～5000h，经济电流密度取J=2.25，则电缆截面S截为：S截=I/J=162.7/2.25=71mm2。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知120m2电缆长时工作电流为273A＞162.7A，满足使用要求。

按允许电压损失校验：

ΔU%=PLK= 3.082×1.7×(0.174+0.083×1.01)

= 1.35%＜7%

式中：

ΔU%-高压电缆线路中的电压损失百分数；

K-兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数，10kV 时，K=1·（R0+X0tanφ）；

P-电缆输送的有功功率，MW；

L-电缆长度，km；

7%-允许电压损失百分数。

5.1.2 2#、3#移变供电高压电缆选择

按经济电流密度选择电缆截面：

该矿井最大负荷利用Tmax=3000～5000h，经济电流密度取J=2.25，则电缆截面S截为

S截=I/J=204/2.25=90.5mm2。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知150mm2电缆长时工作电流为310A＞204A，满足使用要求。

按允许电压损失校验：

ΔU%=PLK= 4.335×1.7×(0.141+0.081×1.01)

= 1.64%＜7%

5.2 3300V电缆选择

5.2.1 机组电缆

Kr=0.4+0.6×PNmax/∑PN

=0.4+0.6×650/1510≈0.65，

I=Kr× ∑PN×103/×Un× cosФ

=0.65×1510×103/1.732×3300×0.7=233.9A。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知150m2电缆长时工作电流为320A＞233.9A，满足使用要求。

5.2.2 转载机电缆

根据计算结果，查表知70mm2电缆长时工作电流为215A＞131.2A，满足使用要求。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知35mm2电缆长时工作电流为138A＞65.7A，满足使用要求。

5.2.3 破碎机电缆

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知35mm2电缆长时工作电流为138A＞99.9A，满足使用要求。

5.2.4 前刮板机电缆

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知70mm2电缆长时工作电流为215A＞174.9A，满足使用要求。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知50mm2电缆长时工作电流为173A＞87.4A，满足使用要求。

5.2.5 后刮板机电缆

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知70mm2电缆长时工作电流为215A＞213.7A，满足使用要求。

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知50mm2电缆长时工作电流为173A＞107.4A，满足使用要求。

5.2.6 液泵电缆

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知35mm2电缆长时工作电流为138A＞62.4A，满足使用要求。

5.2.7 喷雾泵电缆

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知35mm2电缆长时工作电流为138A＞32.9A，满足使用要求。

5.3 1140V电缆选择

根据计算结果，查铜芯电缆载流量对照表知70mm2电缆长时工作电流为215A＞159.5A，满足使用要求。

6 结语

通过以上详细地分析计算，确定了霍州煤电集团团柏煤矿8704综采工作面的供电设计方案，结合霍州煤电集团其他综采工作面的供电设计经验，认定该设计方案是合理、可行的。同时，该设计方案为同类型煤矿供电设计提供了相应的参考。