综掘工作面供电系统设计

陈希玉

摘 要：综掘工作面的供电设置涉及“三专三闭锁”、“三大保护”，本文系统分析了供电的系统设计过程，为类似综掘面提供可靠借鉴。

关键词：矿综采面；回风巷采用综掘式；掘进；供电电源

中图分类号：TM77 文献标识码：B

1 “三专三闭锁”和“三大保护”的设置

1.1“三专三闭锁”的设置。主局扇均由三专专用变压器、专用开关、专用电缆线路负责供电，设一台BKD9-400型开关外接瓦斯断电仪用来瓦斯电闭锁，输送机和混用电回路各设一台BKD9-400型开关与主局连锁来完成，风电闭锁，主、备局扇由一台QBD-120F型开关控制，通过电气回路实现。当主局扇掉电时，备局则能自动开启，从而实现主、备局扇的闭锁功能。

1.2“三大保护”的设置。设备的过流保护由控制开关、馈电开关的合理整定来实现；漏电保护则由东九上变三专总控、混用总控、移变低馈开关本身的检漏元件通过接地网络来实现，接地保护由开关、电机外壳构架，接地极相连接组成整个井下接地网络来实现。

1.3 供电要求。要求开关台台上架，小电上板，开关过流整定必须严格按电气部门下的整定单执行，接地符合《细则》要求，开关接线、电缆吊挂必须符合《煤矿安全规程》482～487条规定，电缆吊挂符合《煤矿安全规程》的有关规定，电缆吊挂美观，杜绝失爆。

2 供电计算

系统总负荷：∑Pe= 220（KW）（1140） ∑Pe=165（KW）（660）

2.1 动力变压器的选型及容量校验。Sb=∑Pe.Kx/cosΦ=220/0.7= 314（KVA）

其中 Kx=0.4+0.6×Ps/∑Pe =0.4+0.6×220/220=1 cosΦ=0.7∑Pe —所选用设备的总负荷

根据以上计算，考虑到后期的负荷增加，故选择KBSGZY-500∕6矿用隔爆型移动变电站一台。

2.2 高压电缆的选择与计算

2.2.1 经济电流密度选择高压电缆

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×6×0.7=30（A）

电缆截面：

S=In/Ied=30÷2.25=13.3（mm^）

故选用MYPTJ-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=1000m

Iy=173A >30A，合格。

考虑到日后负荷增加的情况，选用MYPTJ 3×50 高压电缆

2.2.2 用电缆的热稳定性校验

I∞=Sd/√3 Ue

= 50/√3×6=4.81kA=4810A

Amax=I∞√tf /C

=4810×√0.65/145

=28.54mm2<50mm2 电缆合格

其中S短路容量，50MVA ；

Ue—额定电压， 6kV ；

Tf-短路电流总的假想时间， s；

C-导体材料的热稳定系数

2.2.3 用电压损失校验电缆截面

△U%=K×PN×L

=1.368×220×1000/1000=300

△U = △U%×UE/100

=300×6/100=18（V）

△U = 18<△U损

=6000×5%=300V 合格

2.3 综掘机电缆（经济电流密度选择）

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×1.2×0.7=151（A）

电缆截面：S=In/Ied=

151÷2.25=67.1（mm^）

故选用MYP-0.66/1.14 3×70矿用移动橡套电缆，长L=500m Iy=215A >151A，合格。

2.4 按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压

△U=E20-95%Ue

=690-95%×660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

2.4.1综掘面风巷电缆截面的校验

高压系统KBSGZY-500∕6型变压器电压损失为

△Ub==×

211×（0.0204×0.6+0.128×0.8） =41.89V

2.4.2综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×

151×0.5（0.448×0.6+0.081×0.8）=17.33V

综掘面机巷端子电压损失

△U=△Ub+△Ug=41.89+17.33

=59.22<63 V 合格

2.5 660低压系统的设备选择

2.5.1供电电缆选择

（1）按持续允许电流选择

查表需用系数Kx = 0.5

由式Ig=

=0.5×165/1.732×0.69×0.7=98A

故选用MY-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=800m.Iy=173A >98A，合格。

2.2.5按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压△U=E20-95%Ue=690-95%×

660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

（1）综掘面风巷电缆截面的校验

△Ub= =

×211×（0.0048×0.6+0.0378×0.8） =12.1V

（2）综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×98×0.8（0.448×0.6+0.081×0.8）=45.29V

综掘面机巷端子电压损失

U=△Ub+△Ug=12.1+45.29

=57.39<63 V 合格

结语

本文分析了综掘面供电设置的“三专三闭锁”、“三大保护”的具体要求，计算了动力变压器的容量、综掘机电缆、高压电缆的选择及按允许电压损失校验电缆截面。

参考文献

[1]樊宪宇.小纪汗煤矿11213综采工作面供电系统设计[D].西安科技大学，2013.

[2]张润美.综采工作面供电系统设计[J].同煤科技，2011（01）：41-44，47.endprint

摘 要：综掘工作面的供电设置涉及“三专三闭锁”、“三大保护”，本文系统分析了供电的系统设计过程，为类似综掘面提供可靠借鉴。

关键词：矿综采面；回风巷采用综掘式；掘进；供电电源

中图分类号：TM77 文献标识码：B

1 “三专三闭锁”和“三大保护”的设置

1.1“三专三闭锁”的设置。主局扇均由三专专用变压器、专用开关、专用电缆线路负责供电，设一台BKD9-400型开关外接瓦斯断电仪用来瓦斯电闭锁，输送机和混用电回路各设一台BKD9-400型开关与主局连锁来完成，风电闭锁，主、备局扇由一台QBD-120F型开关控制，通过电气回路实现。当主局扇掉电时，备局则能自动开启，从而实现主、备局扇的闭锁功能。

1.2“三大保护”的设置。设备的过流保护由控制开关、馈电开关的合理整定来实现；漏电保护则由东九上变三专总控、混用总控、移变低馈开关本身的检漏元件通过接地网络来实现，接地保护由开关、电机外壳构架，接地极相连接组成整个井下接地网络来实现。

1.3 供电要求。要求开关台台上架，小电上板，开关过流整定必须严格按电气部门下的整定单执行，接地符合《细则》要求，开关接线、电缆吊挂必须符合《煤矿安全规程》482～487条规定，电缆吊挂符合《煤矿安全规程》的有关规定，电缆吊挂美观，杜绝失爆。

2 供电计算

系统总负荷：∑Pe= 220（KW）（1140） ∑Pe=165（KW）（660）

2.1 动力变压器的选型及容量校验。Sb=∑Pe.Kx/cosΦ=220/0.7= 314（KVA）

其中 Kx=0.4+0.6×Ps/∑Pe =0.4+0.6×220/220=1 cosΦ=0.7∑Pe —所选用设备的总负荷

根据以上计算，考虑到后期的负荷增加，故选择KBSGZY-500∕6矿用隔爆型移动变电站一台。

2.2 高压电缆的选择与计算

2.2.1 经济电流密度选择高压电缆

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×6×0.7=30（A）

电缆截面：

S=In/Ied=30÷2.25=13.3（mm^）

故选用MYPTJ-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=1000m

Iy=173A >30A，合格。

考虑到日后负荷增加的情况，选用MYPTJ 3×50 高压电缆

2.2.2 用电缆的热稳定性校验

I∞=Sd/√3 Ue

= 50/√3×6=4.81kA=4810A

Amax=I∞√tf /C

=4810×√0.65/145

=28.54mm2<50mm2 电缆合格

其中S短路容量，50MVA ；

Ue—额定电压， 6kV ；

Tf-短路电流总的假想时间， s；

C-导体材料的热稳定系数

2.2.3 用电压损失校验电缆截面

△U%=K×PN×L

=1.368×220×1000/1000=300

△U = △U%×UE/100

=300×6/100=18（V）

△U = 18<△U损

=6000×5%=300V 合格

2.3 综掘机电缆（经济电流密度选择）

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×1.2×0.7=151（A）

电缆截面：S=In/Ied=

151÷2.25=67.1（mm^）

故选用MYP-0.66/1.14 3×70矿用移动橡套电缆，长L=500m Iy=215A >151A，合格。

2.4 按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压

△U=E20-95%Ue

=690-95%×660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

2.4.1综掘面风巷电缆截面的校验

高压系统KBSGZY-500∕6型变压器电压损失为

△Ub==×

211×（0.0204×0.6+0.128×0.8） =41.89V

2.4.2综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×

151×0.5（0.448×0.6+0.081×0.8）=17.33V

综掘面机巷端子电压损失

△U=△Ub+△Ug=41.89+17.33

=59.22<63 V 合格

2.5 660低压系统的设备选择

2.5.1供电电缆选择

（1）按持续允许电流选择

查表需用系数Kx = 0.5

由式Ig=

=0.5×165/1.732×0.69×0.7=98A

故选用MY-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=800m.Iy=173A >98A，合格。

2.2.5按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压△U=E20-95%Ue=690-95%×

660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

（1）综掘面风巷电缆截面的校验

△Ub= =

×211×（0.0048×0.6+0.0378×0.8） =12.1V

（2）综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×98×0.8（0.448×0.6+0.081×0.8）=45.29V

综掘面机巷端子电压损失

U=△Ub+△Ug=12.1+45.29

=57.39<63 V 合格

结语

本文分析了综掘面供电设置的“三专三闭锁”、“三大保护”的具体要求，计算了动力变压器的容量、综掘机电缆、高压电缆的选择及按允许电压损失校验电缆截面。

参考文献

[1]樊宪宇.小纪汗煤矿11213综采工作面供电系统设计[D].西安科技大学，2013.

[2]张润美.综采工作面供电系统设计[J].同煤科技，2011（01）：41-44，47.endprint

摘 要：综掘工作面的供电设置涉及“三专三闭锁”、“三大保护”，本文系统分析了供电的系统设计过程，为类似综掘面提供可靠借鉴。

关键词：矿综采面；回风巷采用综掘式；掘进；供电电源

中图分类号：TM77 文献标识码：B

1 “三专三闭锁”和“三大保护”的设置

1.1“三专三闭锁”的设置。主局扇均由三专专用变压器、专用开关、专用电缆线路负责供电，设一台BKD9-400型开关外接瓦斯断电仪用来瓦斯电闭锁，输送机和混用电回路各设一台BKD9-400型开关与主局连锁来完成，风电闭锁，主、备局扇由一台QBD-120F型开关控制，通过电气回路实现。当主局扇掉电时，备局则能自动开启，从而实现主、备局扇的闭锁功能。

1.2“三大保护”的设置。设备的过流保护由控制开关、馈电开关的合理整定来实现；漏电保护则由东九上变三专总控、混用总控、移变低馈开关本身的检漏元件通过接地网络来实现，接地保护由开关、电机外壳构架，接地极相连接组成整个井下接地网络来实现。

1.3 供电要求。要求开关台台上架，小电上板，开关过流整定必须严格按电气部门下的整定单执行，接地符合《细则》要求，开关接线、电缆吊挂必须符合《煤矿安全规程》482～487条规定，电缆吊挂符合《煤矿安全规程》的有关规定，电缆吊挂美观，杜绝失爆。

2 供电计算

系统总负荷：∑Pe= 220（KW）（1140） ∑Pe=165（KW）（660）

2.1 动力变压器的选型及容量校验。Sb=∑Pe.Kx/cosΦ=220/0.7= 314（KVA）

其中 Kx=0.4+0.6×Ps/∑Pe =0.4+0.6×220/220=1 cosΦ=0.7∑Pe —所选用设备的总负荷

根据以上计算，考虑到后期的负荷增加，故选择KBSGZY-500∕6矿用隔爆型移动变电站一台。

2.2 高压电缆的选择与计算

2.2.1 经济电流密度选择高压电缆

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×6×0.7=30（A）

电缆截面：

S=In/Ied=30÷2.25=13.3（mm^）

故选用MYPTJ-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=1000m

Iy=173A >30A，合格。

考虑到日后负荷增加的情况，选用MYPTJ 3×50 高压电缆

2.2.2 用电缆的热稳定性校验

I∞=Sd/√3 Ue

= 50/√3×6=4.81kA=4810A

Amax=I∞√tf /C

=4810×√0.65/145

=28.54mm2<50mm2 电缆合格

其中S短路容量，50MVA ；

Ue—额定电压， 6kV ；

Tf-短路电流总的假想时间， s；

C-导体材料的热稳定系数

2.2.3 用电压损失校验电缆截面

△U%=K×PN×L

=1.368×220×1000/1000=300

△U = △U%×UE/100

=300×6/100=18（V）

△U = 18<△U损

=6000×5%=300V 合格

2.3 综掘机电缆（经济电流密度选择）

In=∑P e Kx/√3 Ue COSΦ

=220×1/√3×1.2×0.7=151（A）

电缆截面：S=In/Ied=

151÷2.25=67.1（mm^）

故选用MYP-0.66/1.14 3×70矿用移动橡套电缆，长L=500m Iy=215A >151A，合格。

2.4 按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压

△U=E20-95%Ue

=690-95%×660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

2.4.1综掘面风巷电缆截面的校验

高压系统KBSGZY-500∕6型变压器电压损失为

△Ub==×

211×（0.0204×0.6+0.128×0.8） =41.89V

2.4.2综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×

151×0.5（0.448×0.6+0.081×0.8）=17.33V

综掘面机巷端子电压损失

△U=△Ub+△Ug=41.89+17.33

=59.22<63 V 合格

2.5 660低压系统的设备选择

2.5.1供电电缆选择

（1）按持续允许电流选择

查表需用系数Kx = 0.5

由式Ig=

=0.5×165/1.732×0.69×0.7=98A

故选用MY-3×50+1×25矿用移动橡套电缆，长L=800m.Iy=173A >98A，合格。

2.2.5按允许电压损失校验电缆截面

按正常允许电压损失效验，系统允许损失电压△U=E20-95%Ue=690-95%×

660=63V

整个系统电压损失应为：

∑△U=△Ub+△Ug+△Uz

因各支线较短，忽略不计，因此△U=△Ub+△Ug

（1）综掘面风巷电缆截面的校验

△Ub= =

×211×（0.0048×0.6+0.0378×0.8） =12.1V

（2）综掘面风巷电缆线路电压损失

△Ug==1.732×98×0.8（0.448×0.6+0.081×0.8）=45.29V

综掘面机巷端子电压损失

U=△Ub+△Ug=12.1+45.29

=57.39<63 V 合格

结语

本文分析了综掘面供电设置的“三专三闭锁”、“三大保护”的具体要求，计算了动力变压器的容量、综掘机电缆、高压电缆的选择及按允许电压损失校验电缆截面。

参考文献

[1]樊宪宇.小纪汗煤矿11213综采工作面供电系统设计[D].西安科技大学，2013.

[2]张润美.综采工作面供电系统设计[J].同煤科技，2011（01）：41-44，47.endprint