耿村煤礦13190綜采工作面3.3KV電路設(shè)計(jì)及設(shè)備技術(shù)配套

宋欽一

(河南大有能源股份有限公司 生產(chǎn)技術(shù)處，河南 三門峽 472000)

1 前言

隨著耿村煤礦(以下簡稱該礦)井下工作面綜采機(jī)械化水平的大幅度提高，煤礦采區(qū)的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的裝機(jī)容量不斷增大，對(duì)設(shè)備控制的自動(dòng)化程度和容量的要求不斷越高，1.14KV電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的綜采設(shè)備已經(jīng)不能滿足該礦生產(chǎn)的需要，針對(duì)該礦綜采產(chǎn)量不斷提升，綜采電氣設(shè)備故障率高的現(xiàn)狀，為保證綜采工作面設(shè)備更好的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此該礦對(duì)東區(qū)(2－3)煤13190綜采工作面采用3.3KV的供電等級(jí)。

2 耿村煤礦綜采工作面電路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

耿村煤礦13190工作面采長207m，走向長度為1100m，煤層厚度為12m，煤質(zhì)硬度f=2.3，采用綜采放頂煤方法開采。工作面總裝機(jī)容量為4075kw，其中3.3kv電氣設(shè)備的容量為3230kw，絞車、水泵、巷道照明為0.66kv電氣設(shè)備，皮帶機(jī)及切眼照明采用1.14kv電氣設(shè)備。該工作面2009年12月份投產(chǎn)，工作面平均月產(chǎn)20萬噸，現(xiàn)對(duì)其工作面的供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備選型歸納如下。

2.1 供電電路

采區(qū)供電由東區(qū)變電所將6KV電壓送到工作面的4臺(tái)移動(dòng)變電站，由移動(dòng)變電站負(fù)責(zé)整個(gè)采區(qū)的供電。工作面供電系統(tǒng)圖如下:

2.2 設(shè)備選型配套

KBSGZY－2500/3300移動(dòng)變電站兩臺(tái);QJZ—1200/3300－6礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合式真空電磁起動(dòng)器兩臺(tái);QJZ—2×400/3300礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合開關(guān);MG730/3300－WD型電牽引采煤機(jī)一臺(tái)，額定功率為:730KW;SGZ800/800(3300)型刮板輸送機(jī)一套，額定功率為:2×400=800KW，共1600KW;SZZ800/400(3300)型轉(zhuǎn)載機(jī)一臺(tái)，額定功率為:400KW;PCM250(3300)型破碎機(jī)一臺(tái)，額定功率為:250KW;BRW400/31.5(3300)乳化液泵站兩臺(tái)(其中一臺(tái)為備用)，額定功率:250kw。

3 電氣控制設(shè)備

工作面電氣控制設(shè)備主要選用的是QJZ—1200/3300－6真空電磁六路組合磁力起動(dòng)器，該起動(dòng)器采用內(nèi)部無接線腔、單片微處理器嵌入的結(jié)構(gòu)形式，具有過流、過載、斷相、相不平衡、漏電閉鎖、電機(jī)過熱、過壓和防止先導(dǎo)回路短路誤起動(dòng)等各種保護(hù)，通過液晶漢字顯示，可對(duì)回路負(fù)荷、回路狀態(tài)－故障、運(yùn)行方式、電壓、溫度和自檢狀況進(jìn)行顯示。對(duì)電動(dòng)機(jī)得控制可實(shí)現(xiàn):3臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)控制;6臺(tái)單速電動(dòng)機(jī)控制;各種單雙速輸送設(shè)備的組合控制。其主要性能及特點(diǎn)如下:

首先，起動(dòng)器運(yùn)用先進(jìn)的微電子和微處理技術(shù)，將控制、保護(hù)和顯示融為一體，是電氣結(jié)構(gòu)大大簡化，同時(shí)通過液晶漢字顯示，方便了人員的操作使用。其次，分?jǐn)嗄芰φ?qǐng)，有效分?jǐn)嗄芰蛇_(dá)3.2KA，自身帶有絕緣分?jǐn)喙δ?，所以變壓器的二次?cè)的3.3KV主回路可直接作為控制電機(jī)的開關(guān)來使用，而不需要在變壓器和開關(guān)之間再接一臺(tái)饋電開關(guān)，使供電配置更加簡單。再次，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊合理，每一回內(nèi)路都是可抽出的獨(dú)立模塊，集動(dòng)力饋送、電機(jī)換向、所有保護(hù)為一體，起動(dòng)器殼體采用快開門機(jī)構(gòu)，電源組件和接觸器組件采用插接結(jié)構(gòu)，維修方便。不僅如此，起動(dòng)器設(shè)計(jì)有閉鎖功能，當(dāng)起動(dòng)器停止時(shí)，外部關(guān)聯(lián)設(shè)備閉鎖，起動(dòng)器不能起動(dòng)電機(jī);當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，外部關(guān)聯(lián)設(shè)備閉鎖，起動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行;只有外部關(guān)聯(lián)設(shè)備解除閉鎖，起動(dòng)器才能正常控制。除此之外，起動(dòng)器還設(shè)有電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，由于環(huán)境條件，冷卻水路不暢和長期過載運(yùn)行(如過載保護(hù)某些單元出錯(cuò)，不能真實(shí)進(jìn)行過載保護(hù))等原因，都會(huì)造成電動(dòng)機(jī)溫升過高。當(dāng)電機(jī)過熱時(shí)，起動(dòng)器通過電動(dòng)機(jī)的熱元件反饋給起動(dòng)器的過熱漏閉插件，經(jīng)起動(dòng)器的主機(jī)板CPU分析判斷后發(fā)出故障指令，停止電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)顯示故障信息。最后，起動(dòng)器對(duì)電機(jī)的控制可有近控、遠(yuǎn)控、繼電器控制、遠(yuǎn)控和繼電器聯(lián)合控制，通過串行口的集控及停上級(jí)控制多種控制方式。

4 使用效果

4.1 減少電壓損失，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，保證了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)

由于該礦工作面巷道長度長，一般為1000m左右，綜采設(shè)備供電距離遠(yuǎn)，電壓降大。采用3.3kv電壓后，工作面的電機(jī)啟動(dòng)壓降損失可由1.14KV的20%下降到3.3KV的9%，運(yùn)行時(shí)的電壓損失由8%下降到5%，提高了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩，大大減小了電動(dòng)機(jī)的發(fā)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

4.2 減少電纜數(shù)量，降低電纜截面

由于工作面電壓由原來的1.14KV提高到3.3KV，使相同截面的電纜比原來的供電容量提高了3倍，根據(jù)電纜的正常工作負(fù)荷電流應(yīng)等于或小于電纜允許持續(xù)工作電流的原則，原需選用95mm2的電纜，采用3.3KV供電時(shí)，選用70mm2的電纜即可，同時(shí)由原來的8路電纜線路減少為4路即可滿足供電需求，刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)的負(fù)載電纜由原來的75mm2電纜變?yōu)?5mm2，采煤機(jī)電纜截面由原來的一根95mm2和一根70mm2電纜都變位70mm2電纜，大大降低設(shè)備材料成本和維護(hù)成本，減少了工人的勞動(dòng)工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度，即安全又可靠。

4.3 減少工作面電氣設(shè)備的數(shù)量，便于管理和維修，降低安全隱患

原來工作面需要各種控制設(shè)備6臺(tái)來控制工作面的整個(gè)綜采設(shè)備，經(jīng)重新選型后僅需4臺(tái)就能滿足控制需求，減少了工作面設(shè)備的管理難度，降低了工作面的設(shè)備安全隱患。

5 結(jié)論及建議

13190工作面自2010年3月份投入生產(chǎn)以來，工作面供電質(zhì)量有了明顯的提高，工作面電氣設(shè)備的故障率大大降低。隨著礦井開采深度的不斷加大和機(jī)械化水平的不斷提升，井下供電電壓的提升，將會(huì)是煤礦發(fā)展的趨勢(shì)。

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