综采工作面供电设计探讨
摘要：通过对综采工作面供电设计主要考虑的问题、设备电缆选择原则及常见问题的分析，提出了进一步优化供电设计的方法。
关键词： 提高电压等级 移动变电站深入负荷中心 新技术设备
1、概述
近年来，随着综采的开采方式得到广泛的应用和采煤机械化的发展，工作面的走向长度达千米以上，工作面大容量综采设备的使用已较常见。因此，在发展煤矿综采技术的同时，对井下综采供电提出了新的要求。
2、综采工作面供电设计主要考虑的问题
2.1 设计依据：
（1）综采工作面巷道布置、巷道尺寸及支护方式；
（2）综采工作面通风、排水、运输情况；
（3）综采工作面机械设备性能、数据及布置。
2.2 设计内容：
（1）选定移动变电站及各配电点位置；
（2）综采工作面机电设备布置图；
（3）综采工作面供电平面图，系统图及电缆截面长度。
2.3 供电设计中的有关规定：
井下高压不超过10000V，低压不超过1140V。采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。
井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置，必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。
必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动。
移动变电站必须采用监视型屏蔽橡套电缆；1140V设备使用的电缆必须用带有分相屏蔽的不延燃橡套电缆；660V的设备应使用带有分相屏蔽的橡套绝缘屏蔽电缆。
（2）《煤炭工业设计规范》中的规定
综合机械化采煤的采区变（配）电所的高压进出线，宜有专用线的开关柜。
（3）《煤矿井下供电设计技术规定》中的规定
一般应由两回路供电，并尽量引自不同的变压器母线段。
3、综采供电系统主要设备及电缆的选择原则
3.1 移动变电站容量及台数的确定：
（1）负荷统计:例如表一
（2）变压器需用容量Sb计算值为：
Sb=Kx∑Pe/cosa(KVA)
综采工作面用电设备的需用系数按下式计算:
Kx=0.4+0.6Pd/∑Pe（KVA）
式中 Pd------最大一台电动机功率，KW。
cosa------如已知每一台用电设备的功率因数，可以用加权平均值公式计算平均功率因数，如未知一般取0.7。
（3）移动变电站台数的确定
移动变电站或干式变压器总的额定容量为Sbe，要求：
Sbe≥Sb
3.2高压电缆选择：向工作面供电的高压6KV或10KV电源线路的电缆截面按经济电流密度初选，按长时允许的负荷电流校验，按允许电压损失校验，按线路电源端产生最大稳定短路电流校验热稳定。
3.3 低压电缆截面的选择：
(1)按井下对移动电缆机械强度要求初选电缆截面；
(2)按长时允许负荷电流复选电缆截面，以保证电缆正常运行不过热；
(3)按电机正常运转允许电压损失校验电缆截面，一般要求电动机正常运转时的端电压应不低于额定电压的7%~10%，以保证电动机能正常运转；
(4)按最远最大电动机起动时允许电压损失校验电缆截面，可按电动机的起动端电压不低于额定电压的75%校验，以保证电动机以正常起动，同时保证先起动的并联电动机以继续正常工作。
(5)热稳定校验，按运行中可能通过的最大稳态短路电流和电缆最小截面的配合要求进行校验；
(6)按过电流保护灵敏度系数要求校验电缆截面，一般要求Idmin/Id≥1.5。Idmin---低压电缆最远端两相短路电流值；Id---过电流保护整定值。
4、综采供电系统设计常见问题及解决办法：
4.1常见问题：
（1）按低压电缆最远端两相短路电流校验过电流保护灵敏度系数不能满足要求。
（2）按电机正常运转时校验电压损失不能满足要求。
（3）按最远最大电动机起动时校验电压损失不能满足要求。
4.2解决办法：
（1）增大电缆截面，但有一定限度;
（2）调整配电点或移动变压器位置，使之更靠近用电负荷中心；
（3）采取分散负荷，增加电缆条数；
（4）增加变压器台数与容量；
（5）提高额定电压等级。采用1140V或3300V电压等级。
（6）采用具有长距离终端保护、相敏短路保护的开关柜和软启动控制器等新技术设备。
5 结束语
综采工作面供电设计应采用新技术设备,合理选用用电设备；提高供电电压等级；使用防爆移动变电站，深入负荷中心；使之供电系统优化、节约成本、节约能源。
参考文献：
1、顾永辉等主编，《煤矿电工手册》，煤炭工业出版社，1998。
3、《综采技术手册》，煤炭工业出版社，2001。
