综采工作面远距离供电的设计探研

韩俊杰

一、目前我矿工作面的供电设计

目前我矿综采设备采用1140V电压供电，设备功率较高，耗电量大，常采用移动变电站进行供电，主要是将移动变电站设计在综采工作面皮带顺槽巷道内，然后在可伸缩胶带输送机一侧铺设一条专供移动变电站及工作面配电点和乳化液泵站等设备装置的平移轨道，造成安全距离不足，切巷道地质构造原因，采区巷道高低起伏不平，存放及移动设备列车，存在一定的不安全因素。

二、远距离供电需要解决的问题

远距离供电的方式是把移动变电站、乳化液泵站乳化液泵站安装在离综采面较远的地方（巷口）但由于变电站距离综采面较远，导致电缆长度增加，电缆压降损失较大。为确保各项工作能够顺利开展，必须保证末端电压稳定，需要解决以下几个问题：

1、优化供电方式。在远距离供电设计当中，由于距离远，使得供电线路较长，线路压降大，为了保证各项工作能夠顺利开展，必须提供供电电压、选用合适的变压器和电缆，确保末端电压稳定。

2、提高皮带输送机、张紧绞车、调度绞车、水泵等设备电压等级，减少工作面变移动压器数量，从而减少电压降。

3、采用矿用隔爆型动态无功补偿装置，补偿无功功率，有效改善电网电能质量。

4、增加变频起动器，降低电力线路电压波动，电机工频启动时 电流剧增的同时电压也会大幅波动电压下降幅度的大小将取决于启动电机功率的大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，而采用变频调速后 由于能在零频零压时逐步启动能最大程度的消除电压下降，同时也减少对电网的冲击，电机功率与电流和电压的乘积成正比，通过工频直接启动电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率，电机所产生的电涌会对电网上的其他设备产生严重的影响，

三、1140V改为3300V实现远距离供电缺点

1、我矿工作面电压为1140V，如果提高为3300V，随着电压的升级，工作面的设备、变压器需全部更换，电缆绝缘、耐压等级也需提高，增加了设备、各种配套设施、材料的资本性支出。

2、长期综采设备使用1140V电压供电，变为3300V后。需对职工进行培训，了解设备的性能、原理操作及使用流程。

3、必须配齐各种防护用具、3300V专用仪器、工具，编制《专项安全技术措施》。

四、3300V远距离供电结论

为减少设备、各种配套设施、材料的资本性支出，工作面不建议采用3300V供电。

五、1140V远距离供电系统设计

在供电方式中，移动变电站与组合开关分开布置，中间使用长距离干线供电，组合开关布置在采煤面处，使用较短的支线给设备供电。在初步设计时，先对供电设备进行选型，根据允许的电压降计算最远的供电距离。

综采工作面负荷统计为2404kW，需配置两台移变。

六、电气设备选型

1、移动变电站的选型计算

1.1根据变压器容量，平衡设备负荷。将采煤机、转载机、、乳化液泵使用一台移变，破碎机、运输机、两部皮带输送机使用一台移变。

变压器容量应预留20%的容量，经计算选用两台1600KVA作为工作面设备及两部皮带输送机供电满足工作面最大工况需要。

1.2电缆截面的选择

经计算每台移动变电站使用2根3×120mm2橡套电缆，（25℃载流量300A）

七、1140V最远供电距离计算

设备实际正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的10%。KBSGZV1600/6/1.2移动变电站出口电压为1200V，即允许电压损失174V。

干线损失电压

式中， 为干线电压损失

为允许电压损失

为变压器电压瞬

为支线电压损失

1.1变压器电压损失

两台KBSGZV1600/6/1.2移动变电站所带负荷相同，故电压损相同。

1.2支线电压损失

因工作面采煤机功率最大，距离最远，故计算最远端采煤机电压损失。组合开关布置在距切眼150m处，采煤机距组合开关最远端距离为350m。（ 为0.85正切值）

1.3干线电缆长度计算

八、1140V远距离供电结论

经计算工作面供电最远距离为1035m，我矿综采工作面平均走向长度约为1500m，倾向长度约为200m，合计供电距离为1700m，无法满足移动变电站设置在巷口实现远距离供电。综采工作面电机为大容量电机，由于供电距离远，大容量电机启动时会造成较大的电压损失，电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，启动电流过大会对电缆造成一定程度上的冲击，为了保障电气设备、电缆安全可靠运行、末端电压稳定。建议在工作面顺槽每800米处扩刷机电列车。