铁岭韫达煤矿首采综采工作面最优供电设计方案选择与确定

1、综采工作面最优供电设计方案确立与综合性分析铁岭市韫达煤矿作者：李 清2012629综采工作面最优供电方案确立与综合分析李 清摘要：本文重点论述了综采工作面供电设计方案地确定及方案地系统分析方法，对综采工作面供电系统地方案确定和最有设计具有指导意义.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：综合机械化采煤供电系统分析The comprehensive Mechanized mining face optimal supply power program determine and comprehensive analysising 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。WANG Zhe n jiangSHI Lia nx

2、i ngLI Qua n fuLI Qi ng 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。AbstractThis paper dem on strates the comprehe nsive mecha ni zed coal worki ng face desig n program ofpower supply the determ in ati on of the system and the program an alysis methods, to improve the quality of power supply system design of comprehensive mechanize

3、d coal working face has a guiding significanee.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Keywords : comprehe nsive mecha ni zed mining coal power supply system an alysis 彈贸摄 尔霁毙攬砖卤庑。一、简介铁岭市韫达煤矿自1958年建矿以来，一直采用炮采和其它比较落 后地采煤方法.为实现安全高效生产，该矿于2011年8月首次确定在二 煤采区203工作面采用综合机械化采煤.因此如何确定该综采工作面 供电方案和提高供电系统地可靠性，是实现供电系统安全.合理.可靠. 经济运行地重要保障，也是该矿继

4、续扩大再生产能力地首次关键性选 择.本文针结合该矿203工作面实际和矿井原有地供电系统地实际情 况提出了地最优供电设计方案，并对设计方案地进行了综合性分析.因此有效地指导了该综合机械化采煤工作面地电气系统设备选择.安装 ,实现了供电系统安全运转和生产地顺利进行 .謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。二、 203 综采工作面供电系统最优方案确定在确定 203综采工作面供电系统方案过程中 ,本着安全 .可靠.经济. 合理并留有发展余地地原则 .结合 203工作面实际 ,在实施工作面安装 前初选三套方案 ,既采用远方供电 .远方供液方案；高压 6000V 电源深 入采区工作面地供电方案；取消破碎机和喷雾泵地供电方

5、案.最终对前两个进行了详细分析和论证 .厦礴恳蹒骈時盡继價骚。（一） 采用远方供电 .供液方案地综合性分析1.远方供电供液方案确定该方案是利用原已形成 203 工作面机电硐室集中安装该工作面 供电系统中主要电气设备和供液设备 ,（高压开关 .移动变电站 .各类低 压开关 .乳化液泵站和泵箱 .喷雾泵站和泵箱等）设备 .由硐室引出两根 MY P-1140 3X120+1*25型矿用屏蔽橡套电缆深入工作面运输顺槽， 作为工作面 1140V 用电设备电源 .在距工作面 45 米处设置采煤机 .运 输机.转载机.破碎机地 1140V 控制开关地小型变电列车 .另外由硐室 引出一根 MY-1000 3*

6、70+1*16 型低压橡套电缆深入工作面运输顺槽 , 作为工作面660V设备电源.上述各台移动变电站距工作面 700m.形成 远方供电 .供液方式（既泵站 .变电站等大型供电设备设置在工作面运 输顺槽外） . 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。由硐室引出供综采工作面支架升降地供.回液管路 ,引出一根喷雾泵管路供综采工作面设备循环冷却用水 ,形成远方供液方式 . 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.远方供电远方供液方案地综合性分析（1）远方供电系统地安全性分析 供电系统地安全 .可靠 .经济.合理运行是供电方案选择必须遵循 地基本原则 ,是保证矿井安全生产地必要条件 .保证供电系统地安全性就是必须保证系统发生电气故障

7、时能够 可靠切断故障线路或电气设备 ,保证供电系统电气最远点发生两相短 路时继电保护装置可靠动作 ,灵敏度满足要求 .该设计方案初选了系统 中相对地六个电气最远点进行了短路电流计算,其中电气最远点地回风顺槽后三角点地 JD-25KW 绞车电机接线盒处两相短路 ,最小两相短 路电流为495A,该绞车地控制开关整定为40A,上一级开关整定为200A,该短路点地保护开关地一级灵敏度为 12.37,二级灵敏度为2.475 （规定一级灵敏度不小于 1.5,二级灵敏度不得小于 1 .2） ,其他各短路 点地地灵敏度均大于上述两数值 ,所以该方案满足系统保护灵敏度地 要求 . 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。该工作面

8、供电系统地漏电选择为零序电流和零序电压保护方式 , 各台磁力起动器采用漏电闭锁和漏电监视方式,所以发生漏电事故时系统能够在 0 秒内切断故障线路或设备 ,保证供电安全性 . 預頌圣鉉儐歲龈讶骅 籴。（2）远方供电系统地可靠性分析 保证供电系统地可靠性就是要保证各台电气设备继电保护整定 合理,设备运行在最佳工况点 ,避免设备超载运行 .保证发生三相短路 故障时,设备地热稳定和动稳定性满足要求 .该工作面供电系统系统中 采煤机功率最大，供采煤机回路地 KSGZY-800/1140移动变电站低压 侧总开关KBZ-630在采煤机起动时应该整定为： 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。7 |_ kx*Pmax* 门.

9、kx*' Peqmax >/3*Ue*cos03*Ue*cos0.7*456*10 3 *70.7*(1600 -456)*10 32426A1.732*1140*0.61.732*1140*0.75其中：'I qnax 采煤机起动时系统最大起动电流.Akx设备需用系数，取0.7.Pm a 系统中最大设备额定功率456KW.n 起动电流倍数，取7倍.' Pe系统中去掉最大设备后地其余设备额定容量之和.Ue 系统额定电压1140Vc o s 系统功率因数 取0.75采煤机起动功率因数取0.6.经对本方案地电控系统中地各支路及各台设备地继电保护整定 进行详细计算（见2

10、03综采工作面供电设计说明书，在此略），经 实践检验供电系统地可靠性满足要求 .铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。经设计计算，井下高压电缆地短路电流发生在在中央变电所高 压电缆进线端,6KV高压系统发生三相短路时，最大短路电流为2352A, 最大三相短路冲击电流为 3575A,最大短路容量为39.01MVA,实际选 择地高压开关地热稳态和动稳态电流为 70MVA,满足系统最大短路容 量要求，能够在切断最大短路电流时无烧损，并能够保持在10S鈡内动 稳定电流时开关无形变 .擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。(3) 远方供电系统地供电质量分析煤矿供电质量主要包括两个方面：一是要保证供电电源地频率 ， 这主要决定于上级供电

11、网络，在电网正常供电时系统频率正常，无讨论 地必要.二是要保证设备末端供电电压波动在允许范围内 .贓熱俣阃歲匱阊邺镓 騷。煤矿用电设备地正常供电压波动范围是士 5%.该工作面重载起动 最大功率地设备(运输机)地起动电压波动范围允许不低于70%.坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。为了符合现场实际，设计中分别对采煤机回路地正常电压损失和 工作面运输机起动电压损失计算. 采煤机回路正常工作电压损失该回路总负荷是采煤机和破碎机，采煤机变电站总负荷为803kw.计算负荷为：、Pe =4561 1 0 kW6Pe 采煤机回路计算负荷 kw回路中各元件电压损失计算：(1).采煤机正常工作时变电站电压损失计算Ub =3l

12、b(RbCosXbsi324 (0.0117 0.75 0.098 0.66)=41.38VUb 变压器电压损失VI b变电站二次正常工作电流ARb变电站直流电阻QXb变电站电抗QCOS功率因数0.75采煤机干线电压损失计算.U 勺=.3h(R cos处亠 X1 sin 尬)»：3 267 (0.10168 0.75 0.03472 0.66)= 33V采煤机支线电缆电压损失计算采煤机正常工作电流kx ' Pe3 Ue cos= 184A0.7 456 1031.732 1140 0.75kx 需用系数0.7采煤机支线电压损失二U 2 = -3I2(R2 cos亠 X2 si

13、n ")=93 184 (0.065455 0.75 0.01484 0.66)=16V'：U = Ub U U3 =48.28 33 16 =97vx UX =1200 10% =120v采煤回路正常工作时地总地电压损失'：U = ：Ub 5：U3 =48.28 33 21.92 = 103v采煤机回路允许电压损失x UX -1200 10% =120vU 电压损失V所以采煤机正常工作时地电压损失在允许范围内.满足供电电压质量要求. 运输机起动时回路总地电压损失为（计算过程略）：'：U » Ub Ul Uz =170 84 37=291v运输起动时

14、电机末端电压为1200-29仁909V为额定电压79.7%>70%,起动电压损失在允许范围内 ,运输机回路供电质量满足要 求.蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。因此采用远方供电方案 .虽然增加了变压器二次出口至工作面设 备地低压电缆距离 ,但是该工作面设备供电质量满足要求 .買鲷鴯譖昙膚遙闫撷 凄。（3）.远方供电系统方案地初期投入经济性分析采用远方供电方案需要购置地设备费用：BGP9L-6 型高压真空隔爆配电装置一台 .KSGZY-800 移动变电站 两台.KSGZY-315型移动变电站一台.,KBZ系列馈电开关9台.各类矿 用隔爆兼本质安全型磁力起动器18台.KTC-102型矿用载波通讯装置 一

15、台.煤电钻综合保护一台 .信号照明综合保护 5台.瓦斯监测监控装置 一套（应用原已形成瓦斯监测监控系统） ,经结算实际发生地设备购 置费为 83.6 万元 . 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。采用该方案需要地大型材料费用：MYP-1140 3*120+1*25 型 矿 用 移 动 屏 蔽 型 橡 套 电 缆 1500m.MYP-1140 3*75+1*16 型电缆 860m,MYPC-3*90+1*25+3*6 采 煤机专用电缆160m.660V电缆和其他控制电缆计4500m.51型高压 胶管650m,38型高压胶管650m.结算后实际发生电缆和胶管购置费 93.2 万元 .其他材料不计 .驅踬髏彦浃绥

16、譎饴憂锦。采用该方案安装电控系统主要大型费用共计176.8万元.（4）.远方供电方案地合理性分析采用该方案后可利用现已经形成地机电硐室集中安装主要电气设备 .只要对硐室进行简要维修就可满足安装条件 .猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。利用现有机电硐室安装后 ,可以保证后续地 205 工作面.207 工 作面继续供电 ,既保证二煤采区全部采完 ,不需要多次对硐室内地设备 搬家移设 .锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 采用硐室安装设备运行环境好 ,维修人员作业方便 .避免了设备 灰尘堆积和顶板冒落威胁 ,利于维修材料集中存放 .構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 电气设备具有独立地通风系统 ,设备散热条件好 ,设备产生地热 量直接

17、进入矿井总回风道 ,降低了 203 整个工作面环境高温 . 利于生产 和设备运行 .輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 解决了综采工作面每次移动变电列车地复杂操作,避免了巷道变形对移动变电列车地影响 ,缩短了移动变电列车停电中断生产时间 . 提高了设备开机率 .尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 避免了综采工作面临近采止线时 ,移动变电列车上地设备无处 存放地难题 . 只需要延长机电硐室至工作面地部分干线电缆,就可以实现该工作面内地小型变电列车可直接进入下一个工作面地安装,不需要改接线路 .节约劳动力资源 .降低了改接线所造成地材料损失 .缩短了安 转工期 .识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。（二）高压 6000V 电源深入采区

18、工作面地供电方案1.高压电源深入采区工作面地供电方案地确定 高压电源深入采区工作面供电方案是本次设计所考虑地第二可 行方案 .方案地宗旨是：采用一根 6000V MYPT-3*70+1*16+3/JS 矿 用交联聚氯乙烯屏蔽电缆，将来自中央变电所地6000V电源直接引入 采区工作面，将高压开关移动变电站乳化液泵喷雾泵各类低压开关 全部移至采区工作面内上述设备集中组成顺槽变电列车 .凍鈹鋨劳臘错痫婦胫 籴。2.此方案地显著优点用一条高压电缆可以代替两根低压电缆.节省两根高压胶管.3可以实现集中维护，减少人员三人，月节约人工费1.2万元.4由于高压深入工作面内部，电压降低幅度更小，供电质量好.（二

19、） 上述两方案地安全性.经济性比较分析见下表两方案地技术比较对照方案项目方案：远方供电供液方案：6000V深入工作面运输顺槽继电保护灵敏度满足要求，系继电保护灵敏度满足要求设备地动统发生三相短路时，设备能够承稳定和热稳定满足要求系统供电质量更安全性受短路造成地动稳定和热稳定效好，电压损失小高压深入工作面内需加强应,系统供电质量满足要求，瓦斯沿线电缆维护监测系统运行正常可靠性多一个环节，单可能够满足要；环节虽然简单，故障点少，但可靠性低.停送电作业需要由硐室人员停送电难易操作，可实现专人操作，专人维护，不需要专设人员，仅由变电列车一人程度操作系统清晰，操作简单即可进行就地操作，高低压操作简单管理地难易系统简单，易于管理系统复