综采工作面供电系统设计.docx

16中07综采工作面专业规程供电系统编 制 人： 审 核： 单位负责人： 施 工 单位： 机电环保科编 制 时间： 2016年5月 10日 一、供电方案16中07综采工作面供电取至采区变电所10kV高压，工作面电源取自采区变电所DG-810高防开关，经高压电缆260米至1604运顺溜煤眼电站、泵站安装处，再经高压软橡套电缆至电站串车处。经过移动变电站分别向用电设备供电，移动变电站至各用电设备供电距离为1400米，工作面低压分两种电压等级供电，分别为660V和1140V，其中1140V电源由三台变压器供电，其供电设备单独计算。16中07综采工作面负荷分布情况如下：1#变压器（KBZGZY-1000/10/1.14KV）供16中07综采工作面煤机及破碎机总负荷为811kw；2#变压器（KBZGZY-800/10/ 1.14KV）供16中07综采工作面刮板输送机、转载机，总装负荷为600kw；3#变压器 （KBZGZY-800/10/1.14KV）输出1140V电压供16中07综采工作面，两台（1#、2#）乳化泵、两台（1#、2#）清水泵、皮带机、张紧绞车，总装负荷为1027.5kw。16中07综采工作面设备布置、供电系统详见附图（工作面设备布置图和供电系统图）。二、工作面供电设备选型表一： 设备负荷统计表设备名称型 号安装数量电机容量(kW)额定电压(A)总功率（kW）采煤机MG300/700-AWD117001140700刮板运输机SGZ-764/400140011402200转载机SZZ764/20012001140200破碎机PLM10011101140110乳化液泵站BPW315/31.5220011402200喷雾（清水）泵BPW320/16M211011402110运顺皮带机DSJ100/120/2200122001140400张紧绞车JH-817.511407.5合计2441.5（含照明综保）三、变压器选择1、负荷分组根据16中07综采工作面巷道布置，结合矿上现有综采设备的负荷大小及移动变电站的容量以及控制开关的类型（选用三套六组式组合开关），从操作、维护、检修和管理的可操作性出发，综采工作面设备共选择4台移动变电站进行供电，详细分组情况见下表: 表二 ：变压器负荷分组情况表组别供电设备名称数量（台）单机功率（kW）计算总功率（kW）1#破碎机1110814采煤机13002+402+20照明综保1 4kVA2#转载机1200600刮板输送机122003#乳化泵2200910清水泵2110皮带机12200张紧绞车17.52、16中07工作面高防开关选型e=2441.5kW Ue=10000V cos=0.7 容量计算公式：Ie=Kxe/UecosIe=0.542441.5/(1.732100.7) 109A根据我矿现有设备选用BGP.9L-10KV/200A高防开关作馈电开关，容量满足要求。3、各组移动变电站容量选择根据供电系统的拟定原则，拟选择3台移动变电站。由于采煤机（总装功率810kW）、刮板输送机、转载机（600kW）、泵站（628KW)、皮带机（400KW)单机容量较大，再考虑过电流保护装置灵敏系数要求，分别由1台专用移动变电站来供电(1) 1号移动变电站选择1号移动变电站拟向采煤机、破碎机供电，其计算负荷为： 804.4kVA式中需用系数，取 加权平均功率因数，取0.85。选取1台KBSGZY-1000/10，10000V/1140V，额定容量为1000kVA804.4kVA，满足供电的要求。(2) 2号移动变电站的选择2号移动变电站拟向刮板输送机供电、转载机，变压器的容量计算值为： 585.4kVA式中需用系数，取，加权平均功率因数，取0.82选用1台KBSGZY-800/10型移动变电站，10000V/1140V，额定容量800kVA585.4kVA，满足要求。(3) 3号移动变电站的选择3号移动变电站拟向乳化泵、喷雾泵、皮带机等供电，变压器的计算容量为： 698kVA 式中：0.66 =0.86现有KBSGZY-800/10型移动变电站，10000V/1140V，其额定容量800kVA698kVA，满足要求 。表三：各种变压器选型结果表组别供电设备名称台数（台）负荷容量（kW）电 压 (V)变压器的型号1#破碎机11101140KBSGZY-1000/10/1.2kV采煤机13002+402+20照明综保1 4kVA2#转载机头12002+2001140KBSGZY-800/10/1.2kV刮板输送机（机头、机尾）13#乳化泵22001140KBSGZY-800/10/1.2kV清水泵2110皮带机12200张紧绞车17.5四、电缆选择1、10kV高压电缆的选择（1）型号的确定，向移动变电站供电的10kV高压电缆选用MYJV22-10kV电缆。向3台移动变电站供电的总负荷电流：110.2(A)需用系数， ；0.547 加权平均功率因数，取0.7； =10000V额定电压。（2）按经济电流密度初选主截面： 其经济截面为：48.9mm2经济电流密度查表，取=2.25A/mm2。(年最大负荷利用小时Tmax=30005000)最后选高压电缆的长度1180m， 其型号可选现有MYJV22-350 。所用电缆截面偏大，热稳定校验和电压损失校验均能通过时，满足使用要求。（3）按长时最大允许负荷电流校验查表得MYJV22-350型电缆的长时最大允许负荷电流Ip=185A。长时最大负荷电流=110.2A。=110.2A=185A，满足要求。（4）按热稳定条件校验电缆截面19.1mm250mm2，满足热稳定要求。 式中 :4811A 考虑电缆入口处发生短路时，其值最大，也就是最不利的情况。(ISS=电缆的最大稳态短路电流，A） Sd.min=电缆的最小热稳定截面，mm2 C=；热稳定常数；（交联聚乙烯电缆计算得126）（5）按允许电压损失校验电缆截面供电系统见图，MYJV22-350mm2型电缆查表得，时，50mm2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.491%。MYJV22-370mm2型电缆查表得，时，70mm2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.502%。按公式：U1=KPL试中 每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，查电缆安装、运行、维护、管理工作细则表得电缆输送的有功功率，MWL电缆线路长度，U1=KPL0.491%2.4930.23=0.2815%U2=KPL0.502%2.0380.95=0.9719%地面35KV变电所入井电缆为MYJV22-395mm2型；查表得，时，95mm2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.292%。用同样的方法可求出地面变电所到井下采区变电所的总压降：U3=KPL0.292%9.81.550=4.435%则总压降：U=0.2815%+0.9719%+4.435%=5.688%V，特殊情况满足对水泵供电的要求。五、各负荷开关的选择负荷开关的电气参数选择原则为其额定工作电流大于或等于实际工作中的持续工作电流，各设备的实际工作的持续电流已在表四中列出。针对我矿设备的实际情况，选用BGP.9L-10kV/200A高防开关作为10kV电压等级电源开关，同时1140V电压等级选用三台六组式组合开关作为负荷开关，组合开关主要参数为：装机最大电流：1400A；真空接触器额定电流：400A。六、综采面设备过流保护整定供电系统短路电流计算1.标准电压等级的平均电压值短路电流计算时，其电压取平均电压，各电压等级的平均电压见下表标准电压kV0.1270.220.380.661.1403.361035平均电压kV0.1330.230.400.691.203.46.310.5372.短路点的选定综采工作面供电计算，1、选高防开关电源侧进线端作为一处短路点，2、选3#移动变电站高压电缆进线端作为一处短路点，计算三相短路电流，校验移动变电站的高压开关的断流能力；计算两相短路电流，整定前级10kV隔爆开关中的继电保护装置。3.综采工作面高压电缆短路电流计算元件电抗的计算。10kV高压供电系统中，在计算短路电流时，忽略短路回路中各元件的电阻。3.1系统折算电抗 其中：10kV系统平均电压Uar2=10.5kV。3.2高压电缆折算阻抗3.2.1采区变电所高压电缆折算阻抗：查表得MYJV22-10/395-1550米高压电缆R0=R65=0.225/km, X0=0.0602/km。 3.2.2 1607工作面高压电缆折算阻抗：查表得MYJV22-10/350-260米高压电缆R0=R65=0.428/km, X0=0.0625/km。 K1点：最小短路电流计算: kA3.3 1607工作面移动电站高压侧高压电缆折算阻抗:查表得MYPTJ-10/370m2 50米高压电缆R0=R65=0.346/km, X0=0.078/km。 K2点：最小短路电流计算：kA4. 1607综采工作面设备短路计算4.1 系统折算电抗： 其中，10kV系统的平均电压Uar1=10.5kV；1140V系统平均电压Uar2=1.2kV。4.2 高压电缆折算阻抗： 4.3综采工作面1#移动变电站设备短路计算4.3.1综采工作面1#移动变电站阻抗：查表得KSGZY-1000/10/1.14kV移动变电站，阻抗电压U%= 6.5%，负载损耗PN=7100W。 4.3.2 移动变电站二次出线端最小两相短路电流； K3点：最小短路电流：kA4.3.3 煤机DZK-001开关电缆阻抗：使用两回70m2电缆，查表得电缆CPT 370+135+36- 1500米， 每相单位阻抗值X0= 0.078/km。 K4点：最小短路电流：kA4.3.4 采煤机电机短路电流计算采煤机电缆阻抗：查表得电缆CP350+125-200米， 每相单位阻抗值X0= 0.081/km。每相单位电阻值R0= 0.491/km K5点：最小短路电流： kA4.4 综采工作面2#移动变电短路计算4.4.1综采工作面2#移动变电站阻抗：查表得KSGZY-800/10/1.14kV移动变电站，阻抗电压U%= 6%，负载损耗PN=6000W。 4.4.2 移动变电站二次出线端最小两相短路电流； K6点：最小短路电流：kA4.4.3运输机、刮板输送机组合开关DZK-002电缆阻抗：查表得MYP-2703+316- 两回1500米电缆 X0=0.078/km。 K7点：最小短路电流： 4.4.4 后部运输机电机处两相短路电流：查表得MYP-370+135-长度：220米电缆 X0=0.078/km, R0= 0.346/km. K8点：两相短路电流 kA4.5 综采工作面3#移动变电KSGZY-800/10/1.2kV到皮带机电机处电缆短路电流计算4.5.1系统折算电抗4.5.2移动变电站阻抗：查表得，KSGZY-800/10/1.2kV移动变电站，阻抗电压U%= 6%，负载损耗PN=6000W。 4.5.3移动变电站二次出线端最小两相短路电流； K9点：短路电流：kA4.5.4 乳化泵、喷雾泵、皮带机DZK-003开关电缆阻抗：查表得MYP-703+325-长度40米电缆R0=0.315/km, X0=0.078/km。 K10点：短路电流4.5.5皮带机电机处两相短路电流：查表得MYP-703+316-40电缆 R0= 0.315/km， X0=0.078/km。 短路回路的总阻抗 K11点：短路电流1607工作面短路电流统计编号容量负荷名称一次侧最小两相短路电流二次侧最小两相短路电流最远点短路电流电流短路点DG-815#3001607工作面电源168116811607工作面高防开1020#关高压侧200工作面总控167816783#变压器高压侧1#1000变压器38611#组合开关2#800变压器35362#组合开关3#800变压器40683#组合开关DZK-001800组合开关1496采煤机电机DZK-002800组合开关1467运输机电机DZK-003800组合开关3375皮带机煤机电机1207运输机电机1247皮带电机3000四、过流保护装置的整定2.五中车场1020#开关整定2.1过载保护整定：高防开关过载保护装置的动作电流，按所带4台移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取220。2.2短路保护的整定：按躲开最大电动机起动，即采煤机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数，取=3倍。开关短路（速断）保护是按开关容量200A的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。2.3整定值的效验：按3#移动电站高压侧进线端K2点最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 1.5，满足要求3.1#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定 3.1过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取60。3.2短路保护的整定：按躲开最大电动机起动，即采煤机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数，取=4倍。开关短路保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于4的过电流，由过载保护装置动作。3.3整定值的效验：按移动变电站二次出线端K3点最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 4. 1#移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定4.1过载保护整定：其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值过载保护的整定值取Isb.o=540A4.2短路保护的整定 动作电流倍数，取=4倍。4.3整定值的效验：按1#变压器低压侧K3点的短路电流校验 5. 2#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定5.1过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取60。5.2短路保护的整定：按躲开最大电动机起动，即刮板机起动，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数，取=3倍。开关短路保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。5.3整定值的效验：按2#移动变电站二次出线端K6点最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 6. 2#移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定6.1过载保护整定：其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值过载保护的整定值取Isb.o=410A6.2短路保护的整定动作电流倍数，取=4倍。6.3整定值的效验：7.3#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定7.1过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值48。7.2短路保护的整定：按躲开最大电动机起动，即转载机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数2.95，取=3倍。开关短路保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。7.3整定值的效验：按3#移动变电站二次出线端K9点最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为：8.3#移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定8.1过载保护整定：其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值过载保护的整定值取Isb.o=390A8.2短路保护的整定： 动作电流倍数3.45，取=4倍。8.3整定值的效验：9.控制开关保护整定：9.1 DZK-001组合开关保护整定：9.1.1 01组、02组开关采煤机过流保护装置的动作电流： 取240A。9.1.2 01组、02组开关短路保护装置的动作电流： 动作电流倍数，取=6倍。9.1.3 01组、02组开关定值效验按采煤机电机处k5最小两相短路电流校验灵敏系数，满足要求9.1.4 03组开关破碎机控制开关过流保护装置的动作电流：70A66.8A（要求接近额定电流）9.1.5 03组开关破碎机控制开关短路保护装置的动作电流：8A。9.2 DZK-002组合开关保护整定：9.2.1