摘要：通過(guò)對(duì)高壓干線電源電纜理論設(shè)計(jì)與實(shí)際鋪供差異的分析，論述了在實(shí)際供電設(shè)計(jì)工作中，用電設(shè)備往往不是滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際的有功負(fù)荷容量常小于其額定容量，只有準(zhǔn)確確定了需用系數(shù)、功率因素，才能更經(jīng)濟(jì)更合理更安全進(jìn)行供電設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞: 大采高泵站 設(shè)計(jì)選型 需用系數(shù) 功率因數(shù)
大煤公司在14#層416盤區(qū)的開(kāi)采中，使用了全國(guó)產(chǎn)化大采高設(shè)備，其主要設(shè)備軸功率值如表1所示。
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設(shè)備名稱 |
設(shè)備型號(hào) |
單機(jī)總功率（kW） |
數(shù)量（臺(tái)） |
總功率（kW） |
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采煤機(jī) |
MGTY/750/1800 |
1800 kW |
1 |
1800 |
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刮板機(jī) |
SGZ/1000/1050 |
1050 |
1 |
1050 |
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轉(zhuǎn)載機(jī) |
SZZ/1000/375 |
375 |
1 |
275 |
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破碎機(jī) |
PCN/250 |
250 |
1 |
250 |
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乳化液泵 |
LRB/400/31.5 |
250 |
3 |
750 |
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噴霧泵 |
KPB/315/16 |
125 |
2 |
250 |
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順槽皮帶 |
SSJ/1000/200 SSI/1000/160 |
200 160 |
2 |
360 |
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合計(jì) |
4735 |
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1.大采高工作面配套機(jī)械設(shè)備電氣負(fù)荷
綜采工作面電氣設(shè)備移動(dòng)列車布置方式如圖1所示，其供電布置簡(jiǎn)介如下：
圖1工作面電氣設(shè)備移動(dòng)列車布置方式
圖中：2000KVA移變（6000/3300）供采煤機(jī)、1500KVA移變（6000/3300）供刮板機(jī)、兩臺(tái)800KVA移變（6000/1140）供轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化液泵、噴霧泵、順槽頭部及兩巷另由皮帶配電點(diǎn)500KVA移變(6000/660)供給。
2.首采工作面81606高壓干線電源電纜供電方式理論方案的確定
首采工作面81606順槽走向長(zhǎng)1700m，切眼長(zhǎng)140m，由11#層采區(qū)變電所經(jīng)孔至大采高泵站1900m供電。高壓干線電纜由泵站統(tǒng)計(jì)功率確定：
2.1采煤機(jī)1800kW
Kx= KT＋KF *Pmax/∑P =0.4+0.6*Pmax/∑P=0.4+0.6*750/1800≈0.65
視在功率Sb=Kx*∑P/cos∮=1671kVA
工作電流Ig=Sb/√3*Ue≈161A
公式中Kx—需用系數(shù)；
cos∮—功率因素取0.7；
KT—同組用電設(shè)備的同時(shí)供電系數(shù)；
KF—同組用電設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)；
Pmax—同組用電設(shè)備的最大負(fù)荷；
∑P—同組用電設(shè)備的總負(fù)荷；
Ig—同組用電設(shè)備的工作電流
Ue—額定電壓。
由Ig選用MYPTJ-6000/3*50+3*25/3+JS型電纜，其Ie=183A（注Ie—額定電流）。即確定用1900m一根該型電纜向采煤機(jī)2000KVA移變供電。
2.2刮板機(jī)+轉(zhuǎn)載機(jī)+破碎機(jī)+乳化泵+噴霧泵+順槽二部=2875KW
需用系數(shù) Kx=0.4+0.6*Pmax/∑P=0.4+0.6*525/2875≈0.5
功率因素cos∮取0.7
視在功率Sb=Kx*∑P/cos∮≈2054KW
工作電流Ig=Sb/√3*Ue≈198A
由Ig值選用MYPT-3*70+3*25/3型電纜，其Ie=215A。即確定用1900m一根該型電纜向刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化泵、噴霧泵、順槽二部1500KVA、800KVA*2移變高壓串供電。
3.后續(xù)工作面高壓干線電源電纜實(shí)際鋪供方案的實(shí)施及差異分析
后續(xù)工作面81621、81619、81615平均順槽走向長(zhǎng)1000m,平均切眼長(zhǎng)140m,由14#層采區(qū)變電所經(jīng)416-1巷至大采高泵站平均1300m供電。
通過(guò)對(duì)首采工作面變電所供大采高泵站高壓開(kāi)關(guān)儀表指示的運(yùn)行觀察，在后三個(gè)面的高壓電源電纜實(shí)際鋪供中我們僅用MYPT-3*70+3*25/3型電纜一根即滿足了大采高泵站的用電需要并且沒(méi)出現(xiàn)電纜發(fā)熱情況。分析原因首先可以確認(rèn)，單根高壓電源電纜實(shí)際工作電流必定小于所選高壓電纜額定工作電流才不會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。
按公式：Ig=Sb/√3*Ue=Kx*∑P/√3*Ue*Cos∮。不計(jì)因順槽縮短不設(shè)二部皮帶（200KW）以及乳化液泵兩臺(tái)備用(250*2KW)、噴霧泵一臺(tái)備用(125KW)三項(xiàng)統(tǒng)計(jì)有功功率的減少,泵站現(xiàn)有功率：采煤機(jī)+刮板機(jī)+轉(zhuǎn)載機(jī)+破碎機(jī)+乳化泵一臺(tái)+噴霧泵一臺(tái)合計(jì)有功功率∑P=3850KW。
Kx=0.4+0.6*750/3850≈0.5
Cos∮取0.7
則計(jì)算Ig=265A仍大于高壓電纜額定工作電流215A與實(shí)際不符。
那么真正的原因何在呢？由Ig=Sb/√3*Ue=Kx*∑P/√3*Ue*Cos∮不難看出，Ig的變化在∑P、Ue一定的情況下Kx、Cos∮的取值是影響其大小的關(guān)鍵，而我們經(jīng)常設(shè)計(jì)計(jì)算中經(jīng)驗(yàn)公式Kx=0.4+0.6*Pmax/∑P的取值與實(shí)際設(shè)備運(yùn)行中相比往往偏大；綜采泵站Cos∮的經(jīng)驗(yàn)取值為0.7左右也確定了功角三角形中有功功率∑P與視在功率Sb的自然功率因素夾角∮較大,高估了無(wú)功功率∑Q的值，這樣計(jì)算選型的設(shè)備雖然增加了其運(yùn)行中的保險(xiǎn)系數(shù)，但無(wú)疑同時(shí)也增加了資金的投入，難免出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象。
在實(shí)際工作中，用電設(shè)備往往不是滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際的有功負(fù)荷容量常小其額定容量；一組用電設(shè)備中，根據(jù)生產(chǎn)需要，所有設(shè)備也不可能同時(shí)工作；同時(shí)工作的設(shè)備，其最大負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間也不相同?？梢?jiàn)，所有用電設(shè)備的實(shí)際有功負(fù)荷總?cè)萘靠偸切∮谄漕~定容量的總和。用電設(shè)備組實(shí)際的負(fù)荷容量與額定容量的比值，即需用系數(shù)Kx理論上等于該組用電設(shè)備的同時(shí)系數(shù)與該組用電設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)的乘積比上供電線路的效率與同時(shí)工作設(shè)備的加權(quán)平均效率乘積的比值；同時(shí)功率因素雖然不可能達(dá)到理想的1，也不至于過(guò)小。只有準(zhǔn)確確定了需用系數(shù)、功率因素這兩個(gè)重要的參數(shù)才能更經(jīng)濟(jì)更合理更安全進(jìn)行供電設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
作者簡(jiǎn)介：陳廷理，男，1962年12月出生，1983年7月畢業(yè)于太原工學(xué)院機(jī)鑄專業(yè)，全日制碩士學(xué)位，研究生學(xué)歷，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，工程師，現(xiàn)任大同煤礦集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司副董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記。通訊地址：大同煤礦集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司黨辦。
