ZF205运输顺槽掘进工作面供电

ZF205运输顺槽掘进工作面供电设计一、总论1、设计依据ZF205运输顺槽掘进工作面供电设计依据为2016版新修订《煤矿安全规程》、《煤矿井下三大保护细则》、《矿井供电》、《煤矿工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规范》和《陕西省彬县煤炭有限责任公司蒋家河煤矿初步设计》修订版说明书、《蒋家河煤矿ZF205工作面开采设计》的要求，设计内容的公式验算来自《煤矿井下供电设计指导丛书》。2、设计指导思想以集团公司、煤业公司下发的关于《蒋家河煤矿各项指标及若干考评意见》为本设计指导思想。坚持以经济效益为中心，本着高起点、新机制、少投资、高效率的原则，采用先进工艺、先进技术，优化供电方案、降低设备损耗、提高供电功率因数，建成高效化矿井。3、设计内容序号设计内容具体参数1移动变电站选型、位置数量、型号、长度等2馈电开关3启动器4高压、低压电缆5开关整定过流、过载、保护4、设计要求4.1、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。要具有供电可靠性、供电安全性、供电质量、供电经济性。4.2、设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。二、ZF205运输顺槽掘进工作面概况1、工作面的位置及四邻情况ZF205工作面位于二采区三条大巷的北侧，南端为二采区三条大巷护巷煤柱，西侧为二采区未采实煤体，东侧为ZF203工作面采空区，北邻矿井边界保护煤柱。该工作面上部对应地表为枣林村、枣林公路。2、工作面的煤层情况及相关参数ZF205工作面布置两条巷道，分别为运输顺槽、回风顺槽；两顺槽方位角均为345°，两条巷道均布置在4＃煤层中。工作面走向长1524m，倾斜长151m，留设大巷保护煤柱100m，可采走向长1420m，回采面积为1420*151=214420m²。根据ZF203两顺槽掘进期间的煤层揭露及钻孔煤层厚度探测，开采区域煤层平均厚度约为6.2m，最大厚度为8.4m，最小厚度为4.0m。工作面地质储量为196.9万吨，可采储量为148.8万吨，回采率85.0％，计划平均月产6.28万吨，平均月推进度73.6m，可采期为20个月。图1-1三、掘进工作面供电对电能的要求1、电压允许偏差《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325—90）规定电力系统在正常运行条件下，电压偏差计算公式如下：电压偏差＝×100%2、三相电压不平衡根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。3、电网频率《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5%HZ—－5%HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。4、波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。四、主要设备选型及负荷统计序号名称型号数量电压等级(V)单机最大功率负荷(KW)1悬臂式综掘机EBZ16016601602612调度绞车JD-1.65660251253调度绞车JD-2.5166040404调度绞车JD-1.0266011.411.45回柱绞车JSDB-13266022446可伸缩皮带机SSJ650/200/2×901660901807皮带机油泵电机YBK2-100L2-42660368潜水水泵BQS100-12-7.5/B26607.5159潜水水泵BQS50-50-18.5/N266018.53710潜水水泵BQS40-210/3-55/N26605511011潜水水泵BQS80-180/3-90/N26609018012探水钻机MYZ-1502660306013除尘风机1660404014局扇2x452660459015信号ZBZ-10.01660101016照明ZBZ-4.016604417检修电源100合计功率1313.4图1-2五、拟定供电系统的原则1、采区高压供电系统的拟定原则1.1、供综采工作面的采区变（配）电所一般由两回路电源线进行供电，除综采外，每个采区应为一回路；1.2、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；1.3、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。2、采区低压供电系统的拟定原则2.1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；2.2、原则上一台启动器只能控制一台设备；2.3、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；2.4、变压器最好不要并联运行；2.5、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；2.6、工作点配电点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线；2.7、供电系统应尽量避免回头供电；2.8、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；2.9、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。六、设备布置方式及供电系统拟定从二采区变电所11号高压开关（PBG-300Y型）引一趟MYPTJ-3×95高压电缆供运输顺槽侧设备电源。在运输顺槽巷口（皮带机驱动机头）向内约20m左右处布置一台移变（移变型号依据后文计算负荷选定），作为输送顺槽的移动变电站。为减少以后生产运输环节及经济合理性，此台移变作为ZF205工作面运输顺槽皮带机供电移变用。供电电缆敷设线路：采区变电所——轨道大巷——205运输顺槽联络巷——205运输顺槽——205运输顺槽移动变电站。七、供电设备选择1、移动变电站选择1.1、变压器选择注意事项变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义。如果变压器容量选择过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数减小；如果变压器容量选择过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命。既不安全又不经济。1.2、台数的确定采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所硐室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一级负荷（如采区内分区水泵等）时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。但是我矿井将工作面主排水系统由中央水泵房完成，水泵房供电由采区变电所提供双回路供电。1.3、工作面负荷的计算及变压器容量验算由于工作面条件的变化，用电设备实际的负荷随时都在变化，又由于生产环节的不同，在一组电气设备中，同时工作的实际台数可能小于其总台数，所以每组用电设备的总的实际负荷总是小于该组总的额定负荷。我们将其实际负荷占额定负荷的比例用需用系数表示，工作面的供电电压为1140V。根据公式：公式一又因为：公式二其中式中：为变压器容量，KVA-为所带负荷中容量最大的一台电动机功率，KW-为所带负荷的额定功率之和，KW-为电动机加权平均功率因数，取0.7-表示需用系数井下负荷名称需用系数平均功率因数备注综采工作面0.4+0.6０．７取计算功率一般机械化工作面０．２８６＋０．７１４０．６～０．７炮采工作面（缓倾斜层）０．４～０．５０．６炮采工作面（及倾斜煤层）０．５～０．６０．７掘进工作面０．３～０．４０．６架线电机车０．４５～０．６５０．９蓄电池电机车０．８０．９输送机０．５０．７井底车场无主排水设备０．６～０．７０．７有主排水设备０．６～０．７０．７需用系数及平均功率因数表1-3根据实际生产需要，运输顺槽总功率=1313.4KW运输顺槽装机单台最大功率=160KW依据公式二：得结果：=0.4+0.6*（160/1313.4)=0.473依据公式一：得结果：=0.473*（1313.4/0.7)=887.65KVA依据结果得出：移变选用KBSGZY-1000/10/1.14KV矿用隔爆型移动变电站。又因为减少以后生产运输环节及经济合理性，此台移变作为ZF205工作面运输顺槽皮带机供电移变用。假定电源负荷侧：皮带机驱动、皮带机二次驱动、信号集中控制综保、照明综保、卷带、张紧、绞车、水泵等；=（1#皮带机驱动+2#皮带机驱动+信号控制闭锁综保+照明综保+卷带装置+张紧装置）=959KW=315KW依据公式二：得结果：=0.4+0.6*（315/959)=0.597依据公式一：得结果：=0.597*（959/0.7)=818KVA依据结果得出：移变选用KBSGZY-1000/10/1.14KV矿用隔爆型移动变电站。经过计算得出结论，运输顺槽掘进工作面选用移变为KBSGZY-1000/10/1.14KV矿用隔爆型移动变电站。2、高压开关柜的选择2.1、高压配电装置选择原则根据环境条件和供电要求，确定其型号和参数是高压配电装置选择的主要内容，高压配电装置的型号应符合《煤矿安全规程》第四百四十四条规定。根据《煤矿安全规程》规定，矿用一般高压配电箱适用于煤（岩）与沼气突出的矿井井底主要变电所及主要进风巷道中，作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。根据《煤矿安全规程》规定，矿用隔爆型高压配电箱适用于煤（岩）与沼气突出的矿井井底主要变电所及所有变电所中，所以配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。选用高压开关时，除考虑使用场合外，其额定电压必须符合井下高压电网的额定电压等级，额定电流应不小于所控制负荷的长期工作电流。高压开关在选择使用时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。2.2、ZF205运输顺槽工作面高压配电装置选择电压等级选用移变共有1台，分别是KBSGZY-1000/10/1.14型移动变电站，高压配电箱选择其额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。依据公式得：又因为此台移变作为ZF205工作面回采时继续使用，所以依据ZF204工作面运输顺槽的供电负荷,选择其额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。依据公式得：综合考虑，得出结果，应选用型隔爆高压真空配电箱，其额定电流为300A，额定电压为10KV。3、矿用低压隔爆开关选择3.1、选择原则矿用一般开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道和通风良好的硐室中。矿用隔爆型开关可使用于沼气突出矿井的任何地点及有沼气和煤尘爆炸危险矿井的采区进风巷、回风巷道以及采掘工作面。矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。在选用矿用低压隔爆型开关时，其额定电压必须小于或等于被控制线路的额定电压，其额定电流要大于或等于被控制线路的负荷长期最大实际工作电流。同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。矿用低压开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用的电缆的条数及内径要求。一个喇叭口只允许接一条电缆。3.2、根据电缆的长时工作电流选择低压开关。序号名称型号数量电压等级(V)负荷(KW)开关选择1悬臂式综掘机EBZ1601660261KBZ-400A2调度绞车JD-1.65660125KBZ-400A3调度绞车JD-2.5166040KBZ-400A4调度绞车JD-1.0266011.4KBZ-400A5回柱绞车JSDB-13266044KBZ-400A6可伸缩皮带机SSJ650/200/2×901660180KBZ-400A7皮带机油泵电机YBK2-100L2-426606KBZ-400A8潜水水泵BQS100-12-7.5/B266015KBZ-400A9潜水水泵BQS50-5