煤礦大功率設備綜采工作面長距離供電線路截面選型

江俊峰

（陽泉煤業集團有限責任公司二礦， 山西 陽泉 045000）

引言

在現代化煤礦中，大功率設備日益增多，大功率設備體積大、質量大，造成綜采工作面設備車移動困難，影響生產率的提高，而長距離供電是綜采工作面供電的常用方式之一，因此在綜采工作面供電系統中，線路截面的選型是綜采工作面供電設計中的重要組成部分。本文分析了一種煤礦大功率設備綜采工作面長距離供電線路截面選型的優缺點。我國現有的供電方面的專著及有關資料提供的參數選擇、計算方法不一致，這就給供電系統設計和校驗帶來一定困難。以圖1 綜采工作面局部供電系統為例進行電纜截面選型。

圖1 綜采工作面局部供電系統

1 選擇導線截面的一般原則

按長時允許電流選擇、按允許電壓損失選擇、按經濟電流密度選擇、按機械強度選擇、按短路時的熱穩定條件選擇、按啟動條件校驗選擇。本文重點闡述按啟動條件校驗線路截面。

2 按啟動條件校驗線路截面選型的方法

2.1 方法一

刮板輸送機前電機和后電機同時啟動。按啟動時的電壓損失校驗所選電纜截面。

3 300 V 系統啟動時的電壓，根據規定不得低于電網電壓的75%，啟動時電網允許電壓損失ΔUy=3 450-（Ue-Ue×25%）=3 450-（3 300-3 300×25%）=975 V。

2.1.1 啟動時刮板輸送機機尾電動機的電壓損失ΔUq的校驗

刮板輸送機機頭、機尾電動機功率相等，故只要校驗最遠端機尾電動機的電壓損失滿足要求，機頭電動機電壓損失均滿足要求。

啟動時，T1移動變壓器的電壓損失為ΔUbq，刮板輸送機機頭、機尾電動機的變頻啟動電流，Iq=3×Ie×2=3×160×2=960 A。

啟動時T1移動變電站的實際電流Ibq=Iq=960 A，啟動時，取cosΦpj=0.6，則sinΦpj=0.8，則Ibq（RbcosΦpj+XbsinΦpj）=1.732 ×960 ×（0.032 ×0.6+0.475×0.8）=665 V。

2.1.2 啟動時刮板輸送機機尾電動機支線C4 上的電壓損失ΔUzq的校驗

電壓損失ΔUq=ΔUbq+ΔUzq=665+207=872 V。

刮板輸送機機尾電動機啟動電壓為3 450-872=2 578 V。采掘工作面3 300 V 采掘設備最小允許啟動電壓為2 475 V。

2 578-2 475=103 V 所以按啟動電壓損失計算，所選電纜截面滿足要求。

2.2 方法二

刮板輸送機M2 啟動電壓如圖2 所示，參數見下頁表1。

圖2 M2/700 kW 刮板輸送機啟動電壓計算圖

表1 刮板輸送機M2 參數

2.2.1 元件阻抗

2.2.1.1 變壓器

移動變電站T1（KBSGZY1-2000/6/2×1905）：R=0.0315 Ω，X=0.4751 Ω。

2.2.1.2 電纜

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

2.2.1.3 電動機

刮板輸送機M2（YBSS-700D）啟動阻抗：

刮板輸送機M1（YBSS-700D）啟動阻抗：

2.2.2 支路阻抗分布（見表2）

表2 支路阻抗分布

2.2.3 刮板輸送機M2 啟動電壓的計算（結合圖2）

變壓器輸出電流：

M2 啟動時變壓器輸出端相電壓：

M2 處啟動電流和啟動電壓：

綜上：M2 的啟動電壓Uq=Ust=2 623.58 V≥75%Ue=3 450×75%=2 587.5 V，滿足要求。

3 兩種校驗計算方法的對比

電動機實際啟動電壓的計算方法（方法一）如上所述：一種是用電動機的啟動電流計算；另一種是采用全阻抗來計算。用啟動電流計算時，電動機實際啟動電壓與實際啟動電流有關，因此要準確地計算實際啟動電壓是復雜的。

采用全阻抗計算（方法二）電動機實際啟動電壓，是一種較好的方法。綜采工作面供電系統中，移動變電站一次側電壓認為是無窮大電源，其低壓側電動機啟動時，變壓器一次側電壓不變，通過計算變壓器、電纜線路和電動機在內的全部阻抗，求得電動機的實際啟動電流和實際啟動電壓。

4 結論

綜采工作面長距離供電，針對切巷長，機頭機尾同時啟動的刮板輸送機，必須按全阻抗法（方法二）校驗線路截面，比電動機實際啟動電壓的計算方法（方法一）計算準確，電纜選型更準確。針對在計算同一變壓器下所供設備超過兩臺時，全阻抗法計算過程復雜，而且篇幅大，計算工作量多，而電動機實際啟動電壓法計算簡單，依據此方法進行的電纜選型存在誤差，存在不經濟、不可靠性。