工作面回采供电设计方案.doc

用心做事，追求卓越糯东煤矿12600工作面供电设计说明书编 制：审 核：机 电 部：机电矿长： 2016年7月一、概况运输顺槽设计走向长396.5m，回风顺槽设计走向长322.5m，切眼长146m，采高2.8m，可采储量14万吨。采区为缓倾斜煤层，回采选用MG200/500-QDW型（500kW）电牵引采煤机，工作面运输机选用SGZ730/400kW型中双链刮板运输机，工作面煤流经运输顺槽SZZ-730/160kW型刮板转载机、顺槽DSJ100/45/2*90kW型带式输送机运至1260轨道下山皮带经主皮带至地面。12600工作面及顺槽动力采用远距离高压供电，10kV高压电源分别引自主平硐配电室内XN1057高爆开关和XN079高爆开关。由XN1057高爆开关引出的10kV高压电源供至12601回风顺槽措施巷的200A/10KV高爆开关，再经高爆开关供至位于12600运输顺槽口的两台移动变压器。其中，1#移动变压器馈出的1140V低压电源通过一台六组合开关分别向12600工作面采煤机、运输机、1#乳化泵供电；2#移动变压器馈出的660V低压电源通过2#六组合开关向转载机、破碎机、2#乳化泵、KTC101通信系统、照明综保供电，通过KJZ-400馈电向12601运输巷皮带、12601回风措施巷皮带、12600运输联巷皮带、12600运输巷皮带及水泵、绞车、钻机等设备供电。二、设备选型及符合统计表12600综采工作面设备选型配备表见表1.1。表1.1 12600综采工作面设备配备表使用地点设备名称规格型号数量单位备注12600综采工作面采煤机MG200/500-QWD1部配备1800mm滚筒液压支架ZY4000/16/3599架刮板输送机SGZ730/20021部12601运输、12601措施巷、12600运输联巷、12600运输顺槽设备转载机SZZ730/1601部破碎机PLM10001部胶带输送机SSJ80/45/2754部水泵11KW1台双速绞车JSDB-131部钻机37KW1台乳化液泵BRW200/31.51套两泵一箱照明综保ZBZ-4.01台六组合开关QJZ-1600/1140-62台一体化控制台KTC1011套馈电开关KJZ-4001台移动变电站KBSGZY-800/10/1.141台KBSGZY-500/10/0.691台12600综采工作面供电负荷统计明细表见表1.2。表1.2 12600综采工作面供电负荷统计明细表所带负荷变压器型号 设备名称数量额定功率（kW）使用功率（kW）额定电流（A）cosKBSGZY-800/10/1.14采煤机1500500282（1140V）0.851#乳化泵112512579（1140V）0.85工作面运输机1高速（2200）低速（2100）高速（2200）低速（2100）高速：2120（1140V）低速：263（1140V）0.85（1140V）负荷小计1025KBSGZY-500/10/0.69转载机1160160173（660V）0.852#乳化泵1125125135（660V）0.85破碎机1110110120（660V）0.85皮带44*754*754*82（660V）0.85张紧绞车444444*5（660V）0.85双速绞车1222224（660V）0.85水泵2211211212（660V）0.85钻机1373741（660V）0.85照明信号综保14kVA4kVA127V0.85（660V）负荷小计796三、供电系统方案（一）负荷分配根据用电负荷电机容量：1、将采煤机、1#乳化泵、工作面运输机共用一台变压器，一台六组合开关1140V供电；2、顺槽转载机、2#乳化泵、破碎机；12601运输巷皮带、12601回风措施巷皮带、12600运输联巷皮带、12600运输顺槽皮带各一部；水泵、绞车、钻机、照明综保共用一台变压器，采用一台六组合开关和一台馈电开关660V供电；3、工作面及顺槽照明、信号等采用127V供电，由照明信号综保控制。（二）供电系统图附图：12600工作面供电系统图。四、变压器容量校验1、1#移动变电站（采煤机、乳化泵、工作面运输机）（1140V）：计算容量： 故选用KBSGZY800kVA/10kV/1.14kV型移动变电站可以满足要求。 2、2#移动变电站（顺槽转载机、2#乳化泵、破碎机、四部皮带、两台水泵、绞车、钻机、照明综保等）（660V）：计算容量： 故选用KBSGZY500kVA/10kV/0.69kV型移动变电站可以满足要求。五、高压电缆选择（一）主平硐XN1057高爆至12601回风措施巷XN079高爆开关电缆选择1、工作面选择MJV223*50-8.7/10kV高压铠装电缆，其技术参数为：主芯线截面积：50mm，长时间允许载流量173A，承载电压等级为10kV。电缆长度确定12601回风措施巷高爆开关高压铠装电缆从主平硐XN1057高爆引出，全长750米。2、按照实际长时间允许负荷电流校验电缆截面 查手册得MJV223*50-8.7/10kV型高压铠装电缆在25C的环境中，长时间允许负荷电流Iy =173A 该电缆长时间工作电流依照下列公式计算： IgKxPe/(Uecospj)式中： Ig 长时间工作电流；Pe 本条电缆所带设备额定功率总和，1821kW；Kx 需用系数；Kx0.4+0.6*420/1821=0.54；Ue 供电系统的额定电压，10kV；cospj 平均加权功率因数，取0.85；计算结果：IgKxPe(Ue cospj)0.54*1821/(1.732*10*0.85)66.8(A)因为该电缆长时间允许载流量Iy173A大于该电缆长时间工作电流Ig66.8A；所以所选择高压电缆满足长时间工作需要。3、热稳定校验10kV母线上的最大短路容量为100MVA，其最大三相稳态短路电流为：按下式求得到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面，即：式中 短路电流的假想时间，即热等效时间，考虑井下的高压过电流保护为连续动作，取假想时间为0.25s； C电缆的热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。所需最大截面Amin30.9mm250mm2，所以MJV223*50-8.7/10kV电缆能满足综采工作面高压供电热稳定要求。4、按电压损失校验电缆截面主平硐配电室到12601回风措施巷高爆开关电压降按下式进行校验，查表得50mm2铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为1.298%。U1KPLca1 1.298%*1.821*0.751.77%7%，合格（二）12601回风措施巷高爆开关至1#变压器、2#变压器高压电缆型号选择1、工作面选择MYPTJ-8.7/10kV，3*50+3*25/3+3*2.5mm2矿用移动金属屏蔽监视型橡套电缆，其技术参数为：主芯线截面积：50mm，长时间允许载流量173A，承载电压等级为10kV。电缆长度确定工作面移动变压器高压电缆从12601回风措施巷高爆引出，全长210m。工作面2#移动变压器高压电缆从1#变压器电源侧引出，全长10m。（由于1#变压器至2#变压器距离较短不再单独计算）2、按照实际长时间允许负荷电流校验电缆截面 查手册得MYPTJ-8.7/10kV，3*50型电缆在25C的环境中，长时间允许负荷电流Iy =173A 该电缆长时间工作电流依照下列公式计算： IgKxPe/(Uecospj)式中： Ig 长时间工作电流；Pe 本条电缆所带设备额定功率总和，1821kW；Kx 需用系数；Kx0.4+0.6*420/1821=0.54；Ue 供电系统的额定电压，10kV；cospj 平均加权功率因数，取0.85；计算结果：IgKxPe(Ue cospj)0.54*1821/(1.732*10*0.85)66.8(A)因为该电缆长时间允许载流量Iy173A大于该电缆长时间工作电流Ig66.8A；所以所选择高压电缆满足长时间工作需要。3、热稳定校验10kV母线上的最大短路容量为100MVA，其最大三相稳态短路电流为：按下式求得到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面，即：式中 短路电流的假想时间，即热等效时间，考虑井下的高压过电流保护为连续动作，取假想时间为0.25s； C电缆的热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。所需最大截面Amin30.9mm250mm2，所以MYPTJ-8.7/10kV，3*50电缆能满足综采工作面高压供电热稳定要求。4、按电压损失校验电缆截面工作面设备列车移动变压器电压降按下式进行校验，查表得50mm2铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为1.298%。U1KPLca1 1.298%*1.821*0.962.27%7%，合格六、低压电缆选择（一）按长时允许负荷电流校验电缆截面1、1#移动变电站低压侧干线电缆电流计算：（1140V系统）1#移动变电站低压侧电流：单根电缆载流量为215A，故1#移变低压侧至六组合开关电源侧串线必须选用两根电缆并联连接，两根电缆并联的载流量2215A418A满足要求。2#移动变电站低压侧电流：（2#移变下带一台六组合开关、一台KJZ-400馈电）2#六组合开关所带负荷电流计算：单根电缆载流量为215A，根据2#移变低压侧所带总负荷至六组合开关电源侧串线选用两根电缆并联连接，两根电缆并联的载流量满足要求。KJZ-400型馈电所带负荷电流计算：根据设计现场负荷分配情况需要在移变低压侧另加两根电缆串联于KJZ-400型馈电开关，电缆的载流量满足要求。2、采煤机电缆电流计算：（1140V系统）故选用电缆合格 (290A282A)。3、工作面运输机高、低速电缆电流计算：（1140V系统）工作面运输机机头、机尾高速：故选用电缆合格（183A126A）。工作面运输机机头、机尾低速：故选用电缆合格（138A63A）。4、1#乳化泵电缆电流计算：（1140V系统）故选用电缆合格（138A79A）。7、KJZ-400型馈电下所带负荷电缆电流计算：（660V系统）（1）12601运输顺槽、12601回风措施巷、12600运输联巷皮带、水泵动力线电缆：其中Kx=0.67 Pe=75+75+4+4+75+4+11=248kW故选用电缆能够满足要求（215A156A）。（2）12601运输巷皮带、水泵、绞车、钻机等动力干线电缆：其中Kx=0.7 Pe=75+4+11+22+37=149kW故选用电缆合格（173A113A）。（3）各设备（皮带电机、张紧绞车、水泵、绞车、钻机）负荷电缆12601运输顺槽、12601回风顺槽措施巷、12600运输联巷、12600运输巷皮带电机：故负荷线选用电缆合格（113A82A）。张紧绞车：水泵：故负荷线选用电缆合格（46A12A5A）。绞车：钻机：故负荷线选用电缆合格（84A40A24A）。2#六组合开关下所带电缆电流计算：（660V系统）（1）运输顺槽转载机电缆电流计算：故选用电缆合格（215A174A）。（2）破碎机电缆电流计算：故选用电缆合格（183A120A）。（3）2#乳化泵电缆电流计算：故选用电缆合格（183A135A）。（二）按允许电压损失校验1140V系统允许电压损失：1、采煤机电缆电压损失（1140V系统）（合格）2、工作面运输机机头高速电缆电压损失（1140V系统）（合格）3、工作面运输机机头低速电缆电压损失（1140V系统）（合格）4、工作面运输机机尾高速电缆电压损失（1140V系统）（合格）5、工作面运输机机尾低速电缆电压损失（1140V系统）（合格）6、校核运输巷动力线路（660V系统）660V系统允许电压损失KJZ-400馈电最远负荷绞车电缆电压损失：（合格）2#六组合下破碎机电缆电压损失：（合格）七、短路电流计算（一）高压短路电流计算短路电流计算时，采用平均电压。表4.7 标准电压等级的平均电压值标准电压/kV0.1270.220.380.661.1403.361035110平均电压/kV0.1330.230.400.691.203.46.310.5371151、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800kVA，系统短路容量按100MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L1=0.96km查表得,Ro=0.428/ km, Xo=0.0625/ km（工作面选择MYPTJ-8.7/10kV，3*50+3*25/3+3*2.5mm2矿用移动金属屏蔽监视型橡套电缆与MJV223*50-8.7/10kV型高压铠装电缆每千米阻抗值同等）高压电缆电阻、电抗：Rg=0.4280.96=0.41088Xg=0.06250.96=0.06（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-800/10型移动变电站的vs=4, PN.T=5100W则变压器的电阻、电抗：3、采煤机电机处短路电流Id2计算MCP395+125型电缆的电阻、电抗：L2=600米。阻抗参数：Ro=0.247/ km, Xo=0.075/ kmRg1=0.2470.6=0.1482Xg1=0.0750.6=0.045R=0.0174+0.1482=0.1656X=0.0873+0.045=0.13234、1#乳化泵电机处短路电流Id3计算MYP 335+116型电缆的电阻、电抗：L3=10米，阻抗参数：Ro=0.616/ km, Xo=0.084/ kmRg1=0.6160.01=0.00616Xg1=0.0840.01=0.00084R=0.0174+0.00616=0.02356X=0.0873+0.00084=0.088145、运输机机头电机处短路电流（高速）电流Id4计算MYP350+125型电缆的电阻、电抗：L4=450米。阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.45=0.2016Xg1=0.0810.45=0.03645R=0.0174+0.2016=0.219X=0.0873+0.03645=0.123756、运输机机头电机处短路电流（低速）电流Id5计算MYP335+116型电缆的电阻、电抗：L5=450米。阻抗参数：Ro=0.616/ km, Xo=0.084/ kmRg1=0.6160.45=0.2772Xg1=0.0840.45=0.0378R=0.0174+0.2772=0.2946X=0.0873+0.0378=0.12517、运输机机尾电机处短路电流（高速）电流Id6计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L6=610米，阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.61=0.27328Xg1=0.0810.61=0.04941R=0.0174+0.27328=0.29068X=0.0873+0.04941=0.136718、运输机机尾电机处短路电流（低速）电流Id7计算MYP 335+116型电缆的电阻、电抗：L7=610米，阻抗参数：Ro=0.616/ km, Xo=0.084/ kmRg1=0.6160.61=0.37576Xg1=0.0840.61=0.05124R=0.0174+0.37576=0.39316X=0.0873+0.05124=0.138549、 2#移变二次出口端的短路电流Id8计算（1）系统阻抗变压器二次电压690V，容量500kVA，系统短路容量按100MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L8=0.97km查表得，Ro=0.428/ km，Xo=0.0625/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.4280.97=0.41516Xg=0.06250.97=0.060625（3）变压器阻抗查表得KBSGZ-T-500/10/0.69型移动变电站的vs=4, PN.T=3800W则变压器的电阻、电抗：10、破碎机电机处短路电流Id9计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L9=420米，阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.42=0.18816Xg1=0.0810.42=0.03402R=0.0092+0.18816=0.19736X=0.0431+0.03402=0.0771211、2#乳化泵电机处短路电流Id10计算MYP350+125型电缆的电阻、电抗：L10=30米，阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.03=0.01344Xg1=0.0810.03=0.00243R=0.0092+0.01344=0.02264X=0.0431+0.00243=0.0455311、转载机电机处短路电流Id11计算MYP350+125型电缆的电阻、电抗：L11=400米.阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.4=0.1792Xg1=0.0810.4=0.0324由于2#移变到六组合开关的电缆很短，故其电阻、电抗值可忽略不计R=0.0092+0.1792=0.1884X=0.0431+0.0324=0.075511、12601运输顺槽皮带机头电机及涨紧电机处短路电流电流Id12计算MY370+125型电缆的电阻、电抗：L12=420米，因电机负荷电缆太短，长度忽略。阻抗参数：Ro=0.315/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3150.42=0.1323Xg1=0.0780.42=0.03276R=0.0092+0.1323=0.1415X=0.0431+0.03276=0.0758612、 12601回风措施巷皮带机头电机及涨紧电机处短路电流电流Id13计算MY370+125型电缆的电阻、电抗：L13=250米，因电机负荷电缆太短，长度忽略。阻抗参数：Ro=0.315/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3150.25=0.07875Xg1=0.0750.25=0.01875R=0.0092+0.07875=0.08795X=0.0431+0.01875=0.0618513、12600运输联巷皮带机头电机及涨紧电机处短路电流电流Id14计算MY370+125型电缆的电阻、电抗：L14=130米，因电机负荷电缆太短，长度忽略。阻抗参数：Ro=0.315/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3150.13=0.04095Xg1=0.0780.13=0.01014R=0.0092+0.04095=0.05015X=0.0431+0.01014=0.0532414、12600运输巷钻机电机处短路电流Id15计算MYP350+125型电缆的电阻、电抗：L15=400米。阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ km Rg1=0.4480.4=0.1792Xg1=0.0810.4=0.0324R=0.0092+0.1792=0.1884X=0.0431+0.0324=0.075515、12600运输皮带机头电机及涨紧电机处短路电流电流Id16计算MY350+125型电缆的电阻、电抗：L16=20米，因电机负荷电缆太短，长度忽略。阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.02=0.00896Xg1=0.0810.02=0.00162R=0.0092+0.00896=0.051816X=0.0431+0.00162=0.0447216、 12601回风措施巷水泵处短路电流Id17计算MYP370+125型电缆的电阻、电抗：L17=140米。阻抗参数：Ro=0.315/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3150.14=0.0441Xg1=0.0780.14=0.01092R=0.0092+0.0441=0.0533X=0.0431+0.01092=0.0540217、 12600运输巷水泵及绞车处短路电流Id18计算MYP350+125型电缆的电阻、电抗：L18=140米。阻抗参数：Ro=0.448/ km, Xo=0.081/ kmRg1=0.4480.14=0.06272Xg1=0.0810.14=0.01134R=0.0092+0.06272=0.07192X=0.0431+0.01134=0.05444八、开关整定1、12601回风措施巷XN079高爆开关整定:12601回风巷措施巷高爆开关额定电流为200A，带一台KBSGZY500移变和一台KBSGZY800移变。12601回风措施巷高爆开关电流整定（1）过载 ,取70A。（2）短路保护整定（3）灵敏度系数校验 （合格）注：取两台移变最小短路电流进行校验。2、1#移动变压器高压侧额定电流整定 （1）过载 （2）短路保护整定 （3）灵敏度系数校验 （合格）3、1#移变低压整定（1）过载 （2）短路 Iz=IQ+KxIe=4201.128+0.656051.12=4204A（3）灵敏度系数校验 （合格）4、 2#移动变压器高压侧额定电流整定 （1）过载 （2）短路保护整定 （3）灵敏度系数校验 （合格）5、2#移变低压整定（1）过载 （2）短路 Iz=IQ+KxIe=1601.128+0.526361.12=1804A（3）灵敏度系数校验 （合格）6、1#移变下六组合开关带采煤机整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 IZ=7Ie=7282=1974A （3）灵敏度系数校验 （合格）8、 1#移变下六组合开关带乳化泵整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=779=553A（3）灵敏度系数校验 （合格）9、 1#移变下六组合开关带运输机机头高速整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=7126=882 A（3）灵敏度系数校验 （合格）10、1#移变下六组合开关带运输机机头低速整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=763=441A（3）灵敏度系数校验 （合格）11、1#移变下六组合开关带运输机机尾高速整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=7126=882 A（3）灵敏度系数校验 （合格）12、1#移变下六组合开关带运输机机尾低速整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=763=441A（3）灵敏度系数校验 （合格）6、2#移变下六组合开关带转载机整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 IZ=7Ie=7173=1211A （3）灵敏度系数校验 （合格）13、2#移变下六组合开关带破碎机整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=7120=840 A（3）灵敏度系数校验 （合格）14、2#移变下六组合开关带乳化泵整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=7Ie=7135=945 A（3）灵敏度系数校验 （合格）15、660V低压KJZ-400馈电开关整定（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=751.128+0.513221.12=856A（3）灵敏度系数校验 （合格）16、12600运输顺槽皮带机真空电磁启动器开关整定皮带机电机用QBZ-120真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=782=574A（3） 灵敏度系数校验 （合格）17、12601运输巷皮带机电机用QBZ-120真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=782=574A（3）灵敏度系数校验 （合格）18、12601回风措施巷皮带机电机用QBZ-120真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=782=574A（3）灵敏度系数校验 （合格）19、12600运输联巷皮带机电机用QBZ-120真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=782=574A（3）灵敏度系数校验 （合格）20、12600运输皮带机电机用QBZ-120真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=782=574A（3）灵敏度系数校验 （合格）21、12600运输顺槽皮带机中段水泵用QBZ-80真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=712=84A（3）灵敏度系数校验 （合格）22、12600回风措施巷皮带机水泵用QBZ-80真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=712=84A（3）灵敏度系数校验 （合格）23、钻机用QBZ-80真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=741=287A（3）灵敏度系数校验 （合格）24、绞车用QBZ-80N真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=724=168A（3）灵敏度系数校验 （合格）25、12601运输顺槽皮带张紧用QBZ-80真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=75=35A（3）灵敏度系数校验 （合格）26、12601回风措施巷皮带张紧用QBZ-80真空电磁启动器整定计算（1）过流保护整定 （2）短路保护整定 Iz=75=35A（3）灵敏度系数校验