1、远距离线路采用电容电抗法起动鼠笼电动机摘 要： 介绍了煤矿井下远距离送电线路采用电容电抗法起动鼠笼电动机的工作原理、主接线、技术数据、使用方法，也介绍了电抗器的计算选择方法。关键词： 鼠笼电动机 并联电容器 电抗器 起动煤矿井下 6kV高压水泵电动机原设计采用绕线式电动机，但电动机转子经常损坏，对安全生产威胁极大。因此提出了采用鼠笼式电动机以及远距离线路采用电容电抗法起动鼠笼式电动机的设计。 坑柄煤矿现有高压供电系统坑柄煤矿两路 120 mm2 钢芯铝绞线 6kV高压供电线路从矿区 35kV变电站引来接到坑柄煤矿地面变电所，每路长度 9.55km，正常时两路并联使用，事故时使用一路。现有地面及
2、井下负荷650kW。 180水平泵房变电所主接线和工作原理 180水平泵房变电所电源线路设计选定用 70mm2 铜芯矿用高压电缆直接从地面变电所引来。电缆长度 1520。 180水平泵房变电所安装有 3 台 220kW， 6kW高压电动机拖动水泵，正常时一台运行，最大涌水量时两台同时运转。采用电抗器起动减少了电动机的起动电流，采用起动补偿电容器又进一步减少了电动机在电网中的起动电流，使得远距离送电线路可以起动高压鼠笼电动机，这就是远距离线路采用电容电抗法起动鼠笼电动机的工作原理。 180水平泵房变电所主接线见图 1，补偿电容器柜分成两面，一面 100kVar作为水泵电动机长期运行时的就地补偿用
3、，另一面 200kVar作为水泵电动机起动时补偿用，起动完毕自动退出运行。根据上述情况，最坏情况下事故时一路电源线路运行、台水泵同时运行架空线路电压损失经计算为， %18.93286.09.57.23604XtgRUPe式中： 线路电压损失百分数；UR 线路电阻， =0.270 /km9.55km=2.5785 ；X 线路电抗， =0.313 /km9.55km=2.9892 ； 线路输送功率， =650+22020.85 1024kW，式中 0.85为负载系数；Ue 电源标称电压， 6.3kV； 线路功率因数角， cos =0.95时， tg =0.3286。事故时计算线路电压损失合格。 鼠
4、笼式高压电动机采用电抗器起动的计算在本设计中能否采用鼠笼式高压电动机的关键是在事故时一路电源线路运行、 2 台水泵同时运行且其中一台水泵起动时的线路电压损失不超过 15。实际上由于下井电缆线路阻抗很小，且在事故时地面负荷可以减少，而且第二台水泵起动次数也很少，每班绝不超过次， 因此这时线路电压损失可以放宽。选鼠笼式高压电动机型号规格为 3551 4， Ue=6000V， Pe=220kW， Ue=25.4A，起动电流倍数5.52，采用串联 QKSQ 6 系列三相电抗器起动方案。则有， 求允许的起动电压的相对值： 745.09. eSTeSTMU式中： 起动电压相对值； 电动机降压起动时电压，
5、V；ST 电动机额定电压， V；eU 生产机械实际需要的起动转矩，一般为 0.45 0.7 ；STM eM 电动机直接起动时转矩； 电动机额定转矩。e 不串接电抗器直接起动时电流： AIIeST 2.140.52.5. 接入电抗器后的起动电流： IISTS 7.0 电动机每相的起动阻抗 ; .24.136STeSTIUZ式中： 电动机每相起动阻抗， ；ST 额定电压， V；e 电动机直接起动电流， A。STI 接入电抗器后每相起动阻抗： 18.34.063STeSTIUZ式中： 接入电抗器后每相起动阻抗， ；ST 额定电压，；e 接入电抗器后的起动电流，。STI 应该串联的外加电抗值： 48.
6、7218.3STRZX式中： 外加电抗值， ； 接入电抗器后每相起动阻抗， ；ST 电动机每相起动阻抗， 。Z 按产品样本选 QKSQ 400/6型起动电抗器，额定电流 115.5A，每相阻抗 10 ，接在第二个抽头每相阻抗为 8.5 。这时实际电动机起动电流值为：AXZUIRSTeST34.10)5.872(6式中： 电动机额定电压，；eU 电动机每相起动阻抗， ；STZ 外加电抗值， 。R 线路电压降验算根据以上电动机经电抗器降压起动时的起动电流值，以及起动时的功率因数约 0.25（这时sin 0.968）计算得出电动机的起动负荷情况为：kWUIPeST27125.0634.0coskVa
7、rIQeST0598sin根据图 2 的起动时有功容量和无功容量分布图，得出，kWP10802715.653kVarQ25372925.018Ptg这时线路电压损失为，%9.14925.08.57.23608XtgRUPe 结论从计算情况来看线路电压损失没有超过 15%，就算超过了 15%，但在一回输电线路事故情况下可以采用减少地面负荷来保证第二台水泵的起动，同时计算时忽略了下井高压电缆线路的电压损失，事实上采用了补偿电容器后在不减少地面负荷的条件下只用了 4 秒钟就很轻松容易地将第二台水泵电动机起动起来了；如果没有采用起动补偿电容器则无法将第二台电动机起动起来。在本例中采用串联电抗器起动减少了电动机的起动电流，采用并联补偿电容器起动又进一步减少了电动机在电网中的起动电流，使得远距离送电线路采用电容电抗法可以起动高压鼠笼式电动机。作 者 简 介：林兆水 年生，年毕业于山东矿业学院机电系。现为福建煤电股份有限公司供电公司经理，高级工程师，省煤炭学会机电专业委员，省煤炭学会电子专业委员，省劳动保护学会矿山安全专业委员，龙岩市电机工程学会理事。曾发表论文多篇，获省部级科技奖项，获国家专利项，获省经济贸易委员会国内首创新产品鉴定项目项。主要研究领域为电子技术在煤矿中和电力系统中的应用、大功率开关电源技术。地址：福建省龙岩市红炭山、福建煤电股份有限公司供电公司，邮政编码：364014
