采煤工作面电缆如何合理选型

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【摘 要】煤矿井下采煤工作面电缆选型不合理，造成一定的资源浪费，对于电缆如何合理选型是很有必要的。

【关键词】采煤；供电；电缆；合理选型

0.概述

煤矿井下采煤工作面供电系统中，有些电缆选型不合理，有的供电系统距离不是太远，但是用的电缆特别多，给电缆吊挂造成一定的难度，影响电缆的吊挂效果，造成一定的管理难度。有的电缆截面选型过大，造成材料浪费。有的在用电缆截面选型本身承受的电流小于实际供电的电流，当时不能发现什么问题，但是由于电缆长期处于过电流状态，会造成电缆绝缘加速老化，酿成事故。

实例分析：

为了解决这些不必要的问题，根据供电要求，合理地选择电缆的型号是非常有必要的。

下面以一个采煤工作面电缆选型为例,来具体说明。

某一个高普采煤工作面,走向长度500米，倾向长度150米，需安装如下机电设备： MG150／375－W采煤机一部,功率各375KW。一部运输机SGZ－630／264，264KW;一部SZD－630／90转载机90KW;2台MRB125/32.5C乳化泵75KW,（其中一台备用）；一部LPS－500破碎机90KW，1台SDJ-150皮带机150KW。总功率1044KW。采区变电所距此工作面临时配电点300米。

1.按经济电流选择电缆截面,供电实际长度选择电缆型号（从采区变电所距此工作面临时配电点）

1.1干线电流

Ig＝∑PKr／■UeCosQ＝1044×0.486／■×6×0.65＝75A

式中：Kr＝0.4＋0.6×Pmax／∑P＝0.4＋0.6×150／1044＝0.486

Pmax―机组功率 最大电机的额定功率；∑P―机组总功率；

Kr―需用系数.可按下式计算；CosQ―功率因数，查高普工作面取0.65。

1.2电缆截面计算

S＝Ig／Jn＝75／2＝38mm2

式中：Jn― 经济电流密度查 Jn取2A／mm2

从采区变电所距此工作面临时配电点选用MYPTJ―3×50的高压电缆，截面50mm2＞33.2mm2。长期容许工作电流173A＞75A.满足要。

2.6KV高压电缆截面、电缆型号（从临时配电点到移动变压器距离500m）

2.1负荷长期工作电流：

Ig＝∑PKr／■UeCosθ＝894×0.501／■×6×0.65＝66.3A

式中：需用系数 Kr＝0.4＋0.6×Pmax／∑P＝0.4＋0.6×150／894=0.501， Cosθ取0.65（高普工作面取0.65）

2.2电缆截面：

S＝Ig／Jn＝66.3／2＝33.2mm2

Jn―经济电流密度查Jn取2A／mm2

选用MYPTJ－3×50＋3×25／3＋3×4的高压电缆，截面50mm2＞33.2mm2其额定电流为173A>66.3A满足要求,实际需要长度为巷道长度500米的1.05倍计算共需电缆525m。

3.工作面移动变电站设备选择计算

3.1负荷总功率:∑P＝894KW

煤 机 375KW 运输机264KW 乳化泵75KW

转载机 90KW 破碎机90KW

3.2变压器容量选择:

S＝∑PKr／Cosθ＝894×0.8／0.65＝1100KVA

选用两台KBSGZY―630／6移动变压器，其容量为1260KVA大于1100KVA。其中一台供煤机、转载机及乳化泵，另一台供运输机、破碎机及乳化泵。

3.3移变二次侧馈电及启动器串线电缆选择。

3.3.1馈电选择

因其中一台移变供煤机、转载机及乳化泵负荷较大，以其计算工作电流：

Ig＝∑PKr／■UeCosθ＝540×0.6／(■×1.14×0.65)＝252A

Kr＝0.4＋0.6×Pmax／∑P＝0.4＋0.6×150／540＝0.6

选用KBZ―630／1140Z馈电长期容许工作电流630A＞252A考虑设备互换性，另一台同样选用KBZ―630／1140Z 均能满足要求。

3.3.2机组启动器的选择

工作面启动器开关均可按能够满足负荷长期工作电流要求选择。按照经验公式进行确定。移变机组选用QJZ―4×315／1140型。

4.煤机电缆选择

4.1负荷工作电流

Ig＝∑P×0.553／■UeCosθ＝375×0.553／(■×1.14×0.65)＝162A

式中：Kr＝0.4＋0.6×Pmax／∑P＝0.4＋0.6×150／590＝0.553

选用一根MCP―3×50＋1×25＋3×4其长期容许电流173A＞162A， 满足要求。

4.2煤机电缆最远可供距离选择计算

根据馈电开关保护整定灵敏度必须大于1.5的整定要求计算供电长度

4.2.1 KBZ―630／1140Z 整定计算

Iz≥Iqmax＋∑Ie＝(150／■UeCosθ)×6.5＋∑PKr／■UeCosθ

＝(150／■×1.14×0.65)×6.5＋375×0.6／■×1.14×0.65＝930A

根据KBZ―630／1140Z开关特性Iz整定1260A(保护器为2档)

4.2.2最远端两相短路电流值及供电长度计算

Id(2)≥Iz×1.5＝930×1.5＝1395A

式中： Iz―馈电开关保护整定值；1.5―灵敏度可靠系数

通过查《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》630KVA变压器两相短路值1395A时对应换算长度为LH=500m。

因实际选用是50mm2，则可供电长度：

L =50mm2＝LH／换算系数Kr＝500／1.00＝500m(50mm2换算系数为1.00)

考虑倾向长度150米，以及灵敏度实际选用MCP―3×50＋1×25＋3×4型煤机电缆450m。

4.3换算长度：

LH＝L×K＝450×1.00＝450m，查表得两相短路电流Id(2)＝2244A，

QJZ―4×315／1140对应煤机保护Iz=1260A，

K＝Id(2)／Iz＝2244／1260＝1.78＞1.5，根据启动器特性Iz整定1260A＞947A,满足要求。

运输机、破碎机电缆选型与上述煤机电缆选型的计算方式相同，在此不再累述。

5.结论

按照上述实例，根据不同的供电要求，合理地选择电缆的型号，可以在很大程度上能节约电缆，造成不必要的人力及材料浪费，节约了资源。希望通过上述实例的具体分析，给同类或相似的电缆选型上给予提供一定的参考价值。■

【参考文献】

［1］胡天禄主编.煤矿电工手册(修订本)第二分册--矿井供电(下)， 煤炭工业出版社.

［2］佟浚澄主编.矿山供电，中国矿业大学出版社.

［3］姜庆乐主编.煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则，煤炭工业出版社.