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1、<p> 獨(dú)頭掘進(jìn)大功率長(zhǎng)距離供電的可靠性設(shè)計(jì)與應(yīng)用</p><p> 摘 要:獨(dú)頭掘進(jìn)的大功率長(zhǎng)距離供電一直困擾著很多巷道的掘進(jìn)施工,近年來大功率綜掘機(jī)的使用,使其矛盾愈加凸顯,特別是當(dāng)瓦斯超限后,局部通風(fēng)區(qū)域的所有動(dòng)力設(shè)備及電源不能及時(shí)切斷,給施工人員留下了很大的隱患。本文設(shè)計(jì)用切斷高爆開關(guān)的方法來達(dá)到切斷整個(gè)局部通風(fēng)區(qū)域所有動(dòng)力設(shè)備及電源問題,經(jīng)過實(shí)踐確認(rèn)安全可靠。 </p>&
2、lt;p> 關(guān)鍵詞:獨(dú)頭掘進(jìn);大功率長(zhǎng)距離供電;切斷高爆開關(guān) </p><p> 中圖分類號(hào): U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): </p><p><b> 一、引言 </b></p><p> 為加快巷道掘進(jìn)進(jìn)度,很多煤礦采用綜掘機(jī)掘進(jìn),EBZ-318H型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是淮北礦業(yè)集團(tuán)公司巖巷掘進(jìn)使用最廣的掘進(jìn)機(jī),其功率在57
3、2 KW(除塵風(fēng)機(jī)和二運(yùn)電滾筒不同,功率略微有差異)。后路跟皮帶出貨及其他設(shè)備,總功率可達(dá)800KW以上。大功率長(zhǎng)距離供電面臨著壓降大、短路電流保護(hù)失效、瓦斯電閉鎖斷不掉所有回風(fēng)巷的電等諸多問題,本文改變思路把原斷低壓饋電開關(guān)改為斷進(jìn)風(fēng)流中的高爆開關(guān),從而實(shí)現(xiàn)斷掉整個(gè)局部通風(fēng)區(qū)域所有動(dòng)力設(shè)備及電源。 </p><p> 現(xiàn)以臨渙煤礦II13采區(qū)進(jìn)風(fēng)排水巷為例進(jìn)行計(jì)算。巷道概況如下:設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 1500m,由于其是
4、在施工完II13軌道上山之后的掘進(jìn)工程,II13軌道上山及上部車場(chǎng)全長(zhǎng)800m,車場(chǎng)離I13變電所200m,巷道全長(zhǎng)2500m;掘進(jìn)巷道里還設(shè)備有充電機(jī)、耙矸機(jī)、噴漿機(jī)、電泵、照明、絞車、助行器、皮帶機(jī)和局扇等;局扇其中局扇、充電機(jī)、助行器、提升絞車等為II13軌道原有使用設(shè)備。如使用原有線路,供電已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足條件,固需要敷設(shè)1200m高壓鎧裝電纜,移變放于II13軌道上山下口,詳見供電系統(tǒng)圖。 </p><p&g
5、t; 二、供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p><b> 1、供電系統(tǒng)構(gòu)成 </b></p><p> 主、備局線路取自I13變電所,雙回路供電;原II13軌道上山供電不變,供電電壓等級(jí)660V;II13采區(qū)進(jìn)風(fēng)排水巷動(dòng)力取I13變電所高爆開關(guān),經(jīng)高爆開關(guān)、高壓電纜、移變、饋電開關(guān),電壓等級(jí)為1140V,原II13軌道上山供電在此不再計(jì)算,只對(duì)新該線路進(jìn)行計(jì)算。
6、 </p><p> 圖1II13采區(qū)進(jìn)風(fēng)排水巷供電系統(tǒng)圖 </p><p> 2、根據(jù)巷道施工情況選用設(shè)備 </p><p> 施工巷道的設(shè)備布置情況及負(fù)荷統(tǒng)計(jì),見表1所列。 </p><p> 表1 施工巷道布置設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì) </p><p> ?。?)根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表計(jì)算變壓器容量 </p>
7、<p> 移變動(dòng)力:∑Pe =881.5KW </p><p> ∑PN=318+22+11+75×2+10+110+45+10+5.5+200=881.5(KW) </p><p> 式中:∑PN為所選設(shè)備的額定總功率。 </p><p> KX=0.4+0.6×PN.max/∑PN=0.4+0.6×318/881.
8、5=0.616 </p><p> 式中:KX為需要系數(shù)取0.65;PN.max為所選設(shè)備的最大額定功率。 </p><p> COSФ取0.8,則變壓器的計(jì)算容量: </p><p> Sb= KX∑PN/COSФ=0.65×881.5/0.8=716(KV.A) </p><p> 式中:COSФ為加權(quán)平均功率因數(shù) &l
9、t;/p><p> Sb為變壓器實(shí)際負(fù)荷的計(jì)算容量;∑SN為變壓器額定容量 </p><p><b> ?。?)選擇變壓器 </b></p><p> 根據(jù)∑SN≧Sb選KBSGZY-1000移動(dòng)變壓器一臺(tái)。 </p><p> 3、低壓干線電纜的選擇 </p><p> 掘進(jìn)機(jī)干線的選擇:
10、</p><p> Ica= KX∑PN×103/UNCOSФ=0.65×897.26×103/×1200×0.8=343.85(A)<IP </p><p> 式中:Ica為流過電纜的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)最大工作電流;IP為電纜的長(zhǎng)時(shí)允許電流;UN為變壓器二次額定電壓。 </p><p> 按其長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn):選用MY
11、P-3×120橡套電纜其長(zhǎng)時(shí)允許電流為360A,故能滿足要求。 </p><p> 4、低壓系統(tǒng)電壓損失校驗(yàn) </p><p> 移動(dòng)變壓站電壓損失: </p><p> 該移動(dòng)變電站型號(hào)為KBSGZY-1000,其相關(guān)參數(shù):空載損耗為2950W,負(fù)載損耗為7000W,空載電流為1.2%,短路阻抗Uz=4%,Ur=0.563%,Ux=3.960%。S
12、b=716KVA;β=Sb/Se=716/1000=0.716 </p><p> 變壓器電壓百分?jǐn)?shù):ΔUb%=β(UR%×cosф+UX%×sinф) </p><p> =0.716×(0.563×0.8+3.96×0.6) =2.032 </p><p> ΔUb=ΔUb%×Ue/100=2.0
13、32×1200/100=24.4(V) </p><p> 其中:sinф=0.6,COSф=0.8。 </p><p> 允許損失電壓為:UP=1200-1140×95%=117(V) </p><p> 綜掘機(jī)干線電壓損失: </p><p> ΔUg=[Kx×∑P×L×103/(
14、r×Ue×Sg×η)] </p><p> =0.65×761.5×500×103/(42.5×1140×120×0.95)+0.65×318×800×103/(42.5×1140×120×0.95) </p><p> =44.8+29
15、.9=74.7 (V) </p><p> 其中:Kx取0.65,η取0.95 </p><p> 因綜掘機(jī)支線最長(zhǎng),負(fù)荷功率也最大,所以只需計(jì)算其電壓損失。 </p><p> ΔUZ(yǔ)=Kx×∑P×L×103/(r×Ue×Sg×η) </p><p> =1×31
16、8×20×103/(42.5×1140×120×0.95)=1.15V </p><p> ΔU=ΔUb+ΔUg+ΔUZ(yǔ)=24.4+74.7+1.15=100.3V <117V合格 </p><p> 5、低壓電纜的選擇 </p><p><b> 移變低壓側(cè): </b></p>
17、;<p> Ig1=∑Pe×Kx/×Ue×COSф=761.5×0.65/(×1.14×0.8)=313.36(A) </p><p> I g1:常時(shí)電流;其中:Kx取0.65,COSф取0.8。 </p><p> 選擇MYP-0.66/1.14KV 3×120+1×50橡套電纜Iy=3
18、60A>313.36A合格 </p><p> Ig2=∑Pe2×Kx/×Ue×COSф </p><p> =(150+45+5.5+10)×0.65/(×1.14×0.8)=86.62(A) </p><p> Ig2:常時(shí)電流;其中:KX取0.65,COSф取0.8。 </p>&
19、lt;p> 選擇MYP-0.66/1.14KV3×70+1×25橡套電纜Iy=215A>86.62A合格 </p><p> 6、整定線路饋電整定 </p><p> ?。?)移變低壓側(cè)的過流整定 </p><p> I≥KX∑PN×103/UNCosa≥1×897.26×103/×1200
20、215;0.8 </p><p> ≥530A 實(shí)際整定取550A </p><p> 移變低壓側(cè)的短路整定: </p><p> IZ≥IQe+ KX∑Ie≥1131.6+0.65×(542.75-188.6)≥1361.8A </p><p> 實(shí)際整定1400A。 </p><p> 動(dòng)力線路
21、120mm2電纜長(zhǎng)度1300m換算長(zhǎng)度為:416m,系統(tǒng)兩相短路電流經(jīng)查表得:2600A。 </p><p> 校驗(yàn):Id(2)/IZ=2600/1400=1.86>1.5校驗(yàn)合格 </p><p> 移變高壓側(cè):變壓器變壓比:6/1.2=5,過載電流計(jì)算:550/5=110 A </p><p> (2)高壓開關(guān)整定 </p><p>
22、; 變比300/5,負(fù)荷最大功率318kw,其余功率563.5kw </p><p> 短路電流計(jì)算:Id=(318×0.14×6+563.5×0.14) /300=1.153 </p><p><b> 取1.6檔 </b></p><p> 過載電流計(jì)算Ig=(318+563.5)×0.14/
23、300=0.411,取0.6檔 </p><p> (3)饋電開關(guān)KBZ-630的短路整定 </p><p> IZ≥IQe+ KX∑Ie≥1131.6+0.65×(542.75-188.6-66-4)≥1316.3 </p><p> 實(shí)際整定1350A。 </p><p> 動(dòng)力線路120mm2電纜長(zhǎng)度800m換算長(zhǎng)度為
24、:256m,系統(tǒng)兩相短路電流經(jīng)查表得:3570A </p><p> 校驗(yàn):Id(2)/IZ=3570/1350=2.64>1.5校驗(yàn)合格 </p><p> 其它啟動(dòng)器的過載整定按常規(guī)整定即可,在此不再說明。 </p><p><b> 三、結(jié)語(yǔ) </b></p><p> 通過對(duì)臨渙煤礦II13采區(qū)進(jìn)風(fēng)排水巷
25、供電系統(tǒng)的計(jì)算,可以看出該系統(tǒng)滿足供電要求;并且局扇開關(guān)離高爆開關(guān)較近,風(fēng)電閉鎖接線距離較短,動(dòng)作可靠。此方法現(xiàn)已在多個(gè)長(zhǎng)距離的獨(dú)頭掘進(jìn)工作面推廣使用。 </p><p><b> 參考文獻(xiàn): </b></p><p> [1]張家淳編.煤礦技術(shù)操作規(guī)程.北京:中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部,1988年. </p><p> [2]佟熙田,雷芳
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