煤矿大功率设备综采工作面长距离供电线路截面选型

江俊峰

（阳泉煤业集团有限责任公司二矿， 山西 阳泉 045000）

引言

在现代化煤矿中，大功率设备日益增多，大功率设备体积大、质量大，造成综采工作面设备车移动困难，影响生产率的提高，而长距离供电是综采工作面供电的常用方式之一，因此在综采工作面供电系统中，线路截面的选型是综采工作面供电设计中的重要组成部分。本文分析了一种煤矿大功率设备综采工作面长距离供电线路截面选型的优缺点。我国现有的供电方面的专著及有关资料提供的参数选择、计算方法不一致，这就给供电系统设计和校验带来一定困难。以图1 综采工作面局部供电系统为例进行电缆截面选型。

图1 综采工作面局部供电系统

1 选择导线截面的一般原则

按长时允许电流选择、按允许电压损失选择、按经济电流密度选择、按机械强度选择、按短路时的热稳定条件选择、按启动条件校验选择。本文重点阐述按启动条件校验线路截面。

2 按启动条件校验线路截面选型的方法

2.1 方法一

刮板输送机前电机和后电机同时启动。按启动时的电压损失校验所选电缆截面。

3 300 V 系统启动时的电压，根据规定不得低于电网电压的75%，启动时电网允许电压损失ΔUy=3 450-（Ue-Ue×25%）=3 450-（3 300-3 300×25%）=975 V。

2.1.1 启动时刮板输送机机尾电动机的电压损失ΔUq的校验

刮板输送机机头、机尾电动机功率相等，故只要校验最远端机尾电动机的电压损失满足要求，机头电动机电压损失均满足要求。

启动时，T1移动变压器的电压损失为ΔUbq，刮板输送机机头、机尾电动机的变频启动电流，Iq=3×Ie×2=3×160×2=960 A。

启动时T1移动变电站的实际电流Ibq=Iq=960 A，启动时，取cosΦpj=0.6，则sinΦpj=0.8，则Ibq（RbcosΦpj+XbsinΦpj）=1.732 ×960 ×（0.032 ×0.6+0.475×0.8）=665 V。

2.1.2 启动时刮板输送机机尾电动机支线C4 上的电压损失ΔUzq的校验

电压损失ΔUq=ΔUbq+ΔUzq=665+207=872 V。

刮板输送机机尾电动机启动电压为3 450-872=2 578 V。采掘工作面3 300 V 采掘设备最小允许启动电压为2 475 V。

2 578-2 475=103 V 所以按启动电压损失计算，所选电缆截面满足要求。

2.2 方法二

刮板输送机M2 启动电压如图2 所示，参数见下页表1。

图2 M2/700 kW 刮板输送机启动电压计算图

表1 刮板输送机M2 参数

2.2.1 元件阻抗

2.2.1.1 变压器

移动变电站T1（KBSGZY1-2000/6/2×1905）：R=0.0315 Ω，X=0.4751 Ω。

2.2.1.2 电缆

电缆C4（MYPT-1.9/3.3-95-2300m）：R=0.4991Ω，X=0.1587 Ω；电 缆C3（MYPT-1.9/3.3-95-2000m）：R=0.434Ω，X=0.138 Ω。

2.2.1.3 电动机

刮板输送机M2（YBSS-700D）启动阻抗：

刮板输送机M1（YBSS-700D）启动阻抗：

2.2.2 支路阻抗分布（见表2）

表2 支路阻抗分布

2.2.3 刮板输送机M2 启动电压的计算（结合图2）

变压器输出电流：

M2 启动时变压器输出端相电压：

M2 处启动电流和启动电压：

综上：M2 的启动电压Uq=Ust=2 623.58 V≥75%Ue=3 450×75%=2 587.5 V，满足要求。

3 两种校验计算方法的对比

电动机实际启动电压的计算方法（方法一）如上所述：一种是用电动机的启动电流计算；另一种是采用全阻抗来计算。用启动电流计算时，电动机实际启动电压与实际启动电流有关，因此要准确地计算实际启动电压是复杂的。

采用全阻抗计算（方法二）电动机实际启动电压，是一种较好的方法。综采工作面供电系统中，移动变电站一次侧电压认为是无穷大电源，其低压侧电动机启动时，变压器一次侧电压不变，通过计算变压器、电缆线路和电动机在内的全部阻抗，求得电动机的实际启动电流和实际启动电压。

4 结论

综采工作面长距离供电，针对切巷长，机头机尾同时启动的刮板输送机，必须按全阻抗法（方法二）校验线路截面，比电动机实际启动电压的计算方法（方法一）计算准确，电缆选型更准确。针对在计算同一变压器下所供设备超过两台时，全阻抗法计算过程复杂，而且篇幅大，计算工作量多，而电动机实际启动电压法计算简单，依据此方法进行的电缆选型存在误差，存在不经济、不可靠性。