工作面供电设计.doc

22101综采工作面设备选型及供电设计供电设计概述一、工作面原始资料及设备选型：1、22101工作面为缓倾斜煤层，煤层平均厚为5.7米，煤质松软，高瓦斯。工作面长度为120米，采区一翼的走向长为270米。2、此工作面为综采工作面，用后退式采煤方法。回采用可调高的MG160/380WD型双滚筒机电牵引采煤机，支架采用低位放顶煤型号为ZGT440017.527过渡架和ZFS31001626中间架，工作循环为两班生产，一班检修。3、工作面采用SGZ630220刮板运输机一部与采煤机配套，一部SGZ630150刮板运输机与放顶煤支架配套。进风顺槽配有SZB764132型转载机、PC110破碎机、SSJ1000125型伸缩带式运输机。一部JH214型回柱车用于拉转载机和伸缩皮带。回风设有液压泵站，配有JD11.4、JD25型调度绞车用于运输设备和材料，一部JH214型回柱车用于回收金属棚腿。二、工作面供电系统简述及供电方式：1、6KV高压系统由高压防爆配电箱、高压双屏蔽软电缆、高压电缆连接器和移动变电站等组成。低压1140V及660V由低压馈电开关（设有漏电、过流、短路、过压、欠压保护装置），经过屏蔽电缆接至真空起动器，通过屏蔽电缆馈电给各用电设备。2、井底中央配电室配出电压6KV至采区液压绞车房配电室，一回路高压供电至移动变电站。（工作面负荷大，为了减少电压损失，由移动变电站供电）。主要用电设备：机组、前工作溜、转载机、破碎机，采用1140V供电电压。后工作溜、乳化泵、皮带机、回柱车、调度绞车，采用660V供电电压。煤电钻和照明、信号采用127V供电。3、移动变电站所带负荷采用干线式和辐射式混合供电。4、采用两台移动变电站，一台为6000V1140V（供采煤机组和前刮板运输机、破碎机、转载机），一台为6000V660V（供其余负荷）。移动变电站在进风口布置，距进风口500米。工作面负荷统计负荷名称电动机额定容量KW工作电动机台数设备总容量KW额定电压V额定功率因数COS需用系数KXMG160/380-WD型采煤机38013801140综采工作面的功率因数为0.7根据KX0.40.6PSPNSGB220型刮板运输机11011101140SGB150型刮板运输机75175660SZB764132型转载C110型破碎机11011101140SSJ1000125皮带机1251125660WRB20031.5乳化泵1251125660JH14回柱车18.5237660JD25调度绞车25250660JD11.4调度绞车11.4557660合计1146.8三、变压器容量选择1、供采煤机、前刮板运输机、破碎机、转载机（电压为6000V1140V）干变的确定：即用公式：SBKXPCOS需用系数按下式确定： KX0.40.6PSPN=0.4+0.6380732=0.71(供工作面电机台数为两台时，也可以电动机额定电流及额定电流和计算，不考虑需用系数)SBKXPCOS=7320.710.7=742KVA2、供其它负荷变压器容量的确定：（6000V/660V）KX0.40.6PSPN=0.4+0.6125414.8=0.58SBK XPCOS=414.80.580.7=344KVA根据变压器的计算容量，按SBSB选择变压器。 电压为6000V1140V的移动变电站，计算容量为742KVA，选择800KVA的干变。 电压为6000V660V的移动变电站，计算容量为344KVA，选择500KVA的干变。四、采区高压电缆的选择1、高压电缆确定遵循的原则：、供移动变电站的高压电缆选用监视型屏蔽橡胶电缆。、电缆的长度按LS=KL计算： L巷道实际长度。 K增长系数。 橡胶K=1.1 铠装K=1.052、高压电缆截面的选择：、供6000V1140V干变高压电缆的选择：、按经济电流密度选择电缆截面：根据公式：S=IJ（两台设备不考虑需用系数）综采工作面取：30025小时=3000小时。J取2.25I= KXP3UCOS=7321031.73260000.7=100AS=IJ=1002.25=452选用502电缆一根。、按持续允许电流校验电缆截面：KIPI KIP =173AI=100A K取1.0、按电压损失校验截面：液压绞车房配电室至移动变电站：根据公式U1=KPL=1.8820.7320.22=0.275电缆长度L=2001.1=220M=0.22KM井底中央配电室至液压绞车房配电室：U2=KLP=0.7970.7321.16=0.677地面配电室至井底中央配电室：U3= KLP=0.5660.7320.6=0.249移动变电站高压回路的电压降为：U=U1+U2+U3=1.2017 合格、供6000V660V干变高压电缆的选择：、按经济电流密度选择电缆截面：根据公式：S=IJ（两台设备不考虑需用系数）J取2.25I= KXP3UCOS=4150.581.73260000.7=33AS=IJ=332.25=152选用352电缆一根。、按持续允许电流校验电缆截面：KIPI KIP =135AI=33A K取1.0、按电压损失校验截面：液压绞车房配电室至移动变电站：根据公式U1=KPL=1.8820.4150.22=0.171电缆长度L=2001.1=220M=0.22KM井底中央配电室至液压绞车房配电室：U2=KLP=0.7970.4151.16=0.383地面配电室至井底中央配电室：U3= KLP=0.5660.4150.6=0.141移动变电站高压回路的电压降为：U=U1+U2+U3=0.6957 合格按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：S ZXI（3）1CI（3）最大三相短路电流。安1短路电流的假想作用时间。秒C热稳定系数。五、采区低压电缆选型1、低压电缆确定遵循的原则：、铠装电缆按所经路径长度1.05计算。、橡套电缆按所经路径长度1.10计算。、半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度一般取510米。、从起动器到电动机的电缆一律采用橡套电缆。1140V设备必须用带有分相屏蔽的橡胶屏蔽电缆。、固定设备一般应用铠装电缆，也可用橡套或铜芯塑料电缆。半固定设备一般应用软电缆。、采区低压电缆严禁采用铝芯电缆。2、低压电缆截面的选择：、机组电缆截面的选择（支线）：I=I=0.67380=255AKIPI机组电缆截面选用：MYP11403952，长期允许载流量为285A。、工作溜电缆截面的选择（支线）：I=I=0.67110=74AKIPI工作溜电缆截面选用：MYP11403252，长期允许载流量为113A。、工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选择（支线）：I=I=1.15125=144AKIPI工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选用：MYP6603502，长期允许载流量为173A。、乳化泵电缆截面选择(支线)：I=I=1.15125=144AKIPI乳化泵电缆截面选用：MYP6603502，长期允许载流量为173A。、转载机电缆截面选择(支线)：I=I=0.67110=74AKIPI转载机电缆截面选用：MYP11403252，长期允许载流量为113A。、破碎机电缆截面选择(支线)：I=I=0.67132=89AKIPI破碎机电缆截面选用：MYP11403252，长期允许载流量为113A。3、低压电缆截面的选择(干线：从6000V1140V干变供进风馈出)、按持续允许电流选择电缆截面;KIPI= II= I=0.71380103311400.7=195A根据计算结果选用：MYP11403952电缆，长期允许载流量为285AKIP=285AI=195A （合格）、按电压损失校验电缆截面：U=UB+U1+U2、变压器的UB电压损失：UB =(UZ)2(U)2U=100PS=1003.6800=0.45UX=(4)2-(0.45)2=4UB=(UCOS+UXS)SS =(0.450.7+40.72)742800=3.095、机组电缆(支线)的电压损失：电缆截面为952，COS=0.85 得：K=0.041(查综采管理手册)。U2=KPL=0.0413800.15=2.34干线电缆的电压损失(6000V1140V干变供机组)：电缆截面为952，COS=0.7 得：K=0.024(查综采管理手册)。U1=KPL=0.0242000.35=1.68U为正常运行时机组电动机允许的电压降，一般为10U1=(10+4.5)3.0952.34=9.065干线损失U1=7.129.065 （合格）、按起动条件校验截面电缆：（简略）4、低压电缆截面的选择(干线：从6000V660V干变馈出供回风电源)、按持续允许电流选择电缆截面;KIPI= II= I=0.5820010336600.7=145A根据计算结果选用：MYP6603702电缆，长期允许载流量为215AKIP=215AI=145A （合格）、按电压损失校验电缆截面：U=UB+U1+U2、变压器UB的电压损失：同前例：UB=2.74、伸缩皮带电缆(支线)的电压损失：电缆截面为502，COS=0.85 得：K=0.041(查综采管理手册)。U2=KPL=0.0411250.04=0.205干线电缆的电压损失：电缆截面为702，COS=0.7 得：K=0.091(查综采管理手册)。U1=KPL=0.0912000.5=9.1U为正常运行时机组电动机允许的电压降，一般为10U1=(10+4.5)2.742.205=11.56干线损失U1=9.111.56 （合格）5、低压电缆截面的选择(干线：从6000V660V干变馈出供进风电源)、按持续允许电流选择电缆截面;KIPI= II= I=0.5821510336600.7=156A根据计算结果选用：MYP6603702电缆，长期允许载流量为215AKIP=215AI=156A （合格）、按电压损失校验电缆截面：计算同上：干线电压损失U1=10.5811.56 （合格）六、短路电流计算1、供电系统图附后2、二次电压为1140V系统：在考虑系统电抗和高压电缆阻抗的条件下，进行短路电流计算。、计算短路回路中每相的电阻和电抗值：、系统电抗值：XS=U2SK=1.142200=0.007欧、高压电缆的阻抗值:R=R0LK2=0.6120.221.18(6.31.14)2=0.005欧(换算至65)X=X0LK2=0.080.22(6.31.14)2=0.0006欧、变压器的电阻和电抗值：RTr=PUN2SN2=36001.1428002=0.015欧XTr=10UXUN2SNTr=103.91.142800=0.0007欧、低压电缆每相的电阻和电抗值：干线电缆：R1=0.1910.351.18=0.079欧X1=0.06020.35=0.02欧支线电缆R2=0.380.151.18=0.067欧X2=0.0810.15=0.012欧对于K1点：R=R+ RTr=0.015+0.005=0.02欧X=X+ XS+ XTr=0.0006+0.007+0.0007=0.008欧对于K2点：R=R+ RTr+R1+R2=0.005+0.015+0.079+0.067=0.17欧X=X+ XS+ XTr+X1+X2=0.0006+0.007+0.0007+0.02+0.008=0.018欧、计算短路电流：K1点：、两相短路电流值：IK(2)=U2(R)2+(X)2=114020.022+0.0082=25909A、三相短路电流值：IK(3)=1.15IK(2)=29795AK2点：、两相短路电流值：IK(2)=U2(R)2+(X)2=114020.172+0.0182=11400A、三相短路电流值：IK(3)=1.15IK(2)=13110A二次电压为660V系统：同1140V系统：计算短路电流：K1点：、两相短路电流值：IK(2)=U2(R)2+(X)2=66020.022+0.0082=15000A、三相短路电流值：IK(3)=1.15IK(2)=17250AK2点：、两相短路电流值：IK(2)=U2(R)2+(X)2=66020.172+0.0182=6600A、三相短路电流值：IK(3)=1.15IK(2)=7590A七、电气设备选择1、高压配电装置电气参数选择：、按工作电压选择：UZgUX、按工作电流选择：II、按短路条件校验：SS或II、按动稳定校验：Igfich 或 IgfIch根据以上参数，故选择型号为BGP6Z300A的高爆开关一台，控制6000V1140V干变。另选取型号为BGP6Z200A的高爆开关一台，控制6000V660V干变。2、变压器的选择：由于工作面设备功率大，再考虑到电缆的允许载流量，电源线路的电压降。一路电源不能承载全部负荷，故选择三路电源，两台变压器。一台输出1140V电源，供机组、工作溜、破碎机、转载机。一台输出660V电源分两路，一路供进风，一路供回风。变压器容量、型号选择：KSGBY8006和KSGBY5006各一台。3、低压电气设备选择：低压电气设备选择，同高压配电装置相同。低压开关按极限分断电流选择合格后，一般不在校验动、热稳定。总开关选用：KBZ4001140 KBZ400660真空起动器选用：QBZ型、QJZ型，根据电压等级和负荷的最大负荷电流，分别选取开关容量。要求所有开关都具备：过载、短路、漏电、过压、失压保护功能。八、采区保护装置的整定计算1、高压配电装置的整定计算:(保护6000V1140V干变)、过流整定：IQ1.21.4(INSt+I)KTrKi =1.3(1520+110+132+110)(5.33005)=5.9A6000V1140V休时，KTr=5.3灵敏度校验：KS= IK(2)KTrKiIQ1.5 =259091876=131.5 合格2、低压馈电开关的整定计算：(保护机组、工作溜)、过流整定：Iq=IQ+IQ=1520+(132+132+110+110)=1872A、灵敏度校验：KS=259091872=13.91.5 合格3、真空起动器的整定计算：、机组过流整定值：IqINSt =3800.676=1527A灵敏度校验：KS