综采工作面供电设计

1山西吕梁离石金晖荣泰煤业有限公司10102综采工作面供电设计说明书设计：孟庆保2011-6-21210102综采工作面供电设计（一）综采工作面主要条件该工作面属于10#煤层一采区，平均煤层厚度3.3m，工作面长度180m,走向长度为1170m，平均倾角3-5度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度3.5m。矿井井下高压采用10KV供电，由采区变电所负责向该综采工作面供电。变电所高压设备采用PBG23-630/10Y型高压隔爆开关，保护选用常州市武进矿用设备厂GZB-ARM-911系列智能型高压数字式综合继电保护装置，采区变电所距综采工作面皮带机头200m。（二）设备选用1、工作面设备采煤机选用山西太重煤机煤矿装备成套有限公司生产的MG300/730-WD型采煤机，其额定功率730KW，其中两台截割主电动机3功率为300KW,额定电压为1140V；两台牵引电机功率为55KW,额定电压为380V;调高泵电机电压1140V，功率20KW。工作面刮板输送机中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的SGZ764/630型输送机，机头及机尾都采用额定功率为160/315KW的双速电机，额定电压为1140V。2、顺槽设备1）破碎机：采用中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的PCM-110型破碎机，其额定功率110KW,额定电压1140V。2）转载机：采用中煤张家口煤矿机械有限责任公司制造的SZZ764/160型转载机。其额定功率160KW,额定电压1140V。3）顺槽带式输送机：采用兖州市华泰机械公司制造的DSJ100/63/2*110型输送机（1部），驱动电机额定功率2×110KW,4）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的BRW200/31.5型液泵，其额定功率125KW,额定电压1140V。5）喷雾泵：采用无锡威顺生产的BPW315/6.3型（2台），其额定功率45KW,额定电压1140V。3、其它设备（三）工作面移动变电站及配电点位置的确定工作面电源电压为10kV,来自井下中央变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V。在临时变电所处设置移动变电站，为顺槽皮带机供电；在顺槽4皮带巷每500米设置配电点，用以对工作面设备进行供电。（四）负荷统计及移动变电站选择1、1#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1250/10采煤机MG300/730-WD2*300+2*55+201140380转载机SZZ764/1601601140破碎机PCM-1101101140合计1000计算电力负荷总视在功率S=ΣPNosrCKKVA式中S—所计算的电力负荷总的视在功率，KVA；ΣPN—参加计算的所有用电设备额定功率之和，KW；CosΦ—参加计算的电力负荷的平均功率因数；Kr--需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6NSPP式中PS—最大电机的功率数，KW；ΣPN—其他参加计算的用电设备额定功率之和，KW；则Kr=0.4+0.6×1000730=0.8385CosΦ取0.7Kr取0.838电力负荷总视在功率为S=1000×7.0838.0=1197KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1250/10矿用隔爆型移动变电站一台。2、2#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1000/10刮板输送机SGZ764/6302*3151140乳化泵BRW200/31.51251140喷雾泵BPW315/6.3451140照明综合装置ZBZ-4.04.01140/127合计804计算电力负荷总视在功率Kr=0.4+0.6×804630=0.87CosΦ取0.7Kr取0.87电力负荷总视在功率为S=804×7.087.0=999KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1000/10矿用隔爆型移动变电站一台。3、3#移动变电站的选取63#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-500/10顺槽皮带机DSJ100/63/2*1102*1101140调度绞车JD-252*251140合计2703#移动变电站主供顺槽皮带机，由负荷统计可知，选择KBSGZY-500/10型移动变电站一台可以满足供电需求。（五）、移动变电站高压开关的选择（1）、配电装置额定电压：选定为10KV。（2）、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流Ie为Ie=Vee3S式中Se—变压器额定容量，KV．A；Ve—变压器高压侧额定电压，KV。1.1#移变高压开关的选择高压侧额定电流为Ie=Vee3S=A17.7210KV31250KVA根据计算选择BGP23-630/10Y100/5型高压真空配电装置。2.2#、3#移变高压开关的选择7高压侧额定电流为Ie=Vee3S=A6.8610KV3KVA5001000）（根据计算选择BGP23-630/10Y100/5型高压真空配电装置。（六）高压电缆截面选择校验按设计规定及矿用高压电缆选型，初选MYPTJ型矿用10KV铜芯、橡套、双屏蔽电缆。1、供1#移变高压电缆截面选择（L1）1）按长时允许电流选电缆截面cosU31000KPINWerA697.01000031000838.01000式中ΣPN—参加计算的所有用电设备额定功率之和，KW；Kr--需用系数。CosΦ—参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得35mm2电缆为138A69A满足要求。2）按经济电流密度校验电缆截面。jIA26.275.269mmA---电缆主芯截面j---经济电流密度A/mm2查表得2.25根据高压电缆经济电流密度校验35mm2电缆能够满足要求。3）按允许电压损失校验ΔU%=PLK=0.8×(0.588+0.078×0.577)=0.5%＜7%8%U——高压电缆线路中的电压损失百分数。K——兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数；10KV时，K=1·(R0+X0tanφ)。P——电缆输送的有功功率，兆瓦。L——电缆长度，km。7%——允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。4）热稳定校验电缆截面设井下采区变电所10kV母线最大短路容量限制50MVA，最大三相稳态短路电流6(3)501028873310000sdIAUAmin=CI(3)it=25.1593.430.252887mm＜35mm2it——短路电流的假象时间，即热等效时间，取0.25S;C——电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。热稳定校验电缆截面满足要求。综上可知1#高压电缆选择35mm2，可以满足供电要求。2、根据负荷统计表，2#、3#高压电缆也选择35mm2，可以满足供电要求。(七)按长时负荷电流选择低压电缆截面长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。91、采煤机电缆（L5）选择：cosU31000KPINWerA2258.01140310001355式中ΣPN—参加计算的所有用电设备额定功率之和，kW；Kr--需用系数。CosΦ—参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得95mm2电缆为260A225A满足要求。2、转载机电缆（L6）选择：cosU31000KPINWerA1018.01140310001160根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得25mm2电缆为113A101A满足要求。3、破碎机电缆（L7）选择：cosU31000KPINWerA708.01140310001110根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得25mm2电缆为113A70A满足要求。4、输送机电缆（L10-11）选择：cosU31000KPINWerA1998.01140310001315根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得70mm2电缆为215A199A满足要求。5、顺槽皮带机电缆（L13）选择：10cosU31000KPINWerA708.01140310001110根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得25mm2电缆为113A70A满足要求。6、乳化液泵电缆（L14-15）选择：cosU31000KPINWerA798.01140310001125根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得25mm2电缆为113A79A满足要求。7、喷雾泵电缆（L16-17）选择：cosU31000KPINWerA288.0114031000145根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得4mm2电缆为36A28A满足要求。根据计算，初选电缆见下表：电缆编号负荷名称长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（查表mm2）初选截面(mm2)备注L5采煤机22595952*240mL6转载机10125352*20mL7破碎机7025352*20mL10-11输送机前电机19970952*50mL13顺槽皮带机7025352*20mL14—L15乳化液泵79253510m11L16—L17喷雾泵3043510m采煤机选用MCPJB-1140-3*95+1*35+4*6型电缆，其余电缆均选用1140VMYP型矿用橡套屏蔽电缆。（八）按机械强度要求校验电缆截面机械强度要求采煤机电缆允许最小截面35-50mm2，工作刮板输送机为16-35mm2，均满足要求。（九）短路电流计算1.1#移变二次出口端的短路电流Id1计算（1）系统阻抗变压器二次电压1200V，容量1250kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为dy2xSzeEX0288.050MVA)2.1(2kV；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L1=1.35km查表得,Ro=0.588/km,Xo=0.078/km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.588×1.35=0.7938Xg=0.078×1.35=0.1053（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-1250/10型移动变电站的vs=4.5,ΔPN.T=7400W则变压器的电阻、电抗：122T2..b1SNTTNVPR22(1250kVA))2.1(7400kVW0.0068T2.b1SNTsVuX1.25MVA)2.1(%42kV0.046112bgKRRbR01824.00068.08.330.7938212bgKXXbxXX076418.00461.08.330.10530288.0222ed1)(R)2UIX（A7639076418.00.0182421200222.转载机电机处短路电流Id2计算MYP3×95+1×35型电缆的电阻、电抗：L2=500米，为3趟线路并用，阻抗参数：Ro=0.247/km,Xo=0.075/kmRg1=0.247×0.5/3=0.041167Xg1=0.075×0.5/3=0.0125由于L3的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计∑R=0.01824+0.041167=0.059407∑X=0.076418+0.0125=0.08891822ed2)(R)2UIX（A5611088918.00.05940721200223.采煤机电机处短路电流Id3计算13MYP3×95+1×35型电缆的电阻、电抗：L2=240米，阻抗参数：Ro=0.247/km,Xo=0.075/kmRg1=0.247×0.24=0.05928Xg1=0.075×0.24=0.018∑R=0.01824+0.041167+0.05928=0.118687∑X=0.076418+0.0125+0.018=0.1069182