113-1采面供电设计.doc

贵州省盘南煤炭开发有限责任公司1131-1综采工作面供电设计设计单位：河西采区设计： 技术主管： 机电区长： 区长：机运工区： 机电副总：设计日期： 2011-12-03 存档编号：111203审批意见一、概述1131-1改造综采工作面切眼长160m，1131-1运输巷长470.8m、1131-1回风联络巷196m ，1131回风联络巷65 m，1131回风平巷38 m，1131回风提料上山40 m，轨道平硐及变电所40m。供电以该面回采期间最大负荷时期进行计算。1131-1综采工作面采用MG-300/730-WD型采煤机，ZZ4800型四立柱掩护式液压支架，配备2台GRB315/31.5型乳化泵,2台KPB315/16A型喷雾泵。1131-1综采工作面主要运输设备：工作面采用SGZ-960/750型刮板输送机；1131-1运输巷采用SZB-730/200型转载机；原煤运输线：1131-1运输巷采用SSJ800/55型胶带运输机两台，1131回风斜巷设SSJ800/55型胶带输送机一台，外上山设SSJ800/55型胶带输送机一台，1131改造运输巷SSJ800/55型胶带输送机一台，1131运输联络巷1米电滚筒，1172回风联络巷采用SGB-150/75型刮板输送机一台，1172运输巷采用SSJ800/55型胶带运输机一台。1131-1综采工作面及1131-1回风巷各设JSD-28B绞车1台作为回采期间运料用。1131-1运输巷设1台SDJ-14绞车供设备列车移动使用。1131-1综采工作面具体设备分布详见附后1131-1工作面设备布置图。序号设备名称设备型号电机功率台数电压等级控制开关1采煤机MG-300/730-WD730KW11140V8SKC9215-11402采面溜子SGZ-960/7502375KW11140V8SKC9215-11403乳化泵GRB315/31.5200KW21140V8SKC9215-1140转载机SZB-730/200 2110KW11140VQJZ4315-11404喷雾泵KPB315/16A110KW21140V8SKC9215-11405刮板输送机SGB-150/7575KW1660VQBZ-2007双速绞车JSDB-2837KW4660VQBZ-200N8双速绞车JSDB-1418.5KW3660VQBZ-200N9皮带输送机SSJ800/5555KW7660VQBZ-200二、负荷统计三、供电方案的选择根据1131-1改造综采工作面构成情况和现场实际情况，初步确定用3台移动变压器向采面及设备列车主要设备供电，供电电压等级1140V。运输线皮带和刮板运输机及绞车供电由原来动力电供电，供电电压等级660V。移变设在1131-1运输。具体负荷分配方案：1、A组负荷由11-1#移变供电，供电电压为1140V。11-1#移变负荷为：MG-300/730-WD型采煤机730 KW；SZB-730/200型转载机 (2*110KW),合计总功率(950KW)，供电电压等级为1140V。2、B组负荷由12-2#移变供电，供电电压为1140V。2#移变负荷为：SGZ-960/750型刮板输送机750KW 总功率：750KW。3、C组负荷由5-1#移变供电，供电电压为1140V。4#移变负荷为：两台乳化泵 (2*200KW) 、两台乳化泵 (2*110KW),合计总功率(620KW)。供电电压等级为1140V。注：具体负荷分配详见附后1131-1综采面供电系统示意图四、变压器的容量选择及校验1、11-1#移动变电站SB=KXPe/conpj=0.589950/0.65=860KV.A式中KX需用系数KX=0.4+0.6Pmax/Pe=0.4+0.6300/950=0.589conpj加权平均功率因数 采煤工作面取0.65Pmax该组负荷中最大功率电动机的额定功率由计算可知，选择一台KBSGZY1250/10/1.14移变向A组负荷供电能满足要求。2、11-2#移动变电站SB=KXPe/conpj=0.7750/0.65=807.7KV.A式中KX需用系数KX=0.4+0.6Pmax/Pe=0.4+0.6375/750=0.7conpj加权平均功率因数 采煤工作面取0.65Pmax该组负荷中最大功率电动机的额定功率由计算可知，选择一台KBSGZY1000/10/1.14移变向B组负荷供电能满足要求。3、5-1#移动变电站SB=KXPe/conpj=0.593620/0.65=565.6KV.A式中KX需用系数KX=0.4+0.6Pmax/Pe=0.4+0.6200/620=0.593conpj加权平均功率因数 采煤工作面取0.65Pmax该组负荷中最大功率电动机的额定功率由计算可知，选择一台KBSGZY1000/10/1.14移变向C组负荷供电能满足要求。五、高压电缆的选择及校验1、按短路电流热稳定效验电缆截面满足热稳定条件的最小电缆截面A式中通过电缆的最大短路电流，KA； C电缆芯线的热稳定系数，查表可知，铜芯橡套电缆最高允许温度200时C的值为145； 假象时间，由式=+0.05=0.1+0.1+0.05=0.25s；短路保护动作时间，速短动作时间100ms=0.1s取=0.1s；开关动作时间，真空断路器分闸时间=0.1s;0.05考虑短路电流非周期分量影响增加的时间。已知所选电缆MYPTJ350，主总线截面为502，该截面满足热稳定条件允许通过的最大短路电流Imax s为相应的,满足该截面热稳定要求的最大短路容量为 由前面可知该电缆的控制配电箱的断流容量最大为100MVA,小于MYPTJ350电缆热稳定允许的最大短路容量158.2MVA.故MYPTJ350型电缆满足短路热稳定要求.2、按允许电压损失效验(1)允许电压损失,从地面变电所10KV母线到采区移动变电站高压端子的允许电压损失不允许超过7%.(2)电缆电压损失计算A、井下电缆的电压损失V1% 假定在故障情况下本条井下电缆负荷功率,下井电缆长650m,截面为1202(铜芯).由表查得,; 取井下负荷的功率因数cos，tg得： = B、采区变电所至移动变电站的电压损失V2%由采面供电系统图可知，这段电缆为MYPTJ型，截面为502(铜芯)、长420m。所带负荷为1750KW，功率因数取0.65，tg；由表查得，；得：=C、总电压损失V%=V1%+V2%=1.517+0.856=2.3737%符合要求。所以，选MYPTJ350电缆作为向移动变电站供电电缆。六、低压电缆的选择及校验1、根据煤矿安全规程，向采煤机、采面刮板输送机等主要设备供电的电缆选用MYP型，其余设备选择MY型橡套电缆。向采煤机供电的负荷线电缆(MYP-395+125+44) 2向采面溜子机头供电的负荷线电缆(MYP-370+116)2向采面溜子机尾供电的负荷线电缆(MYP-370+116)2由KBSGZY1000/10/1.14向采面供电的干线采用截面为395+1252屏蔽电缆。2、按长时间允许工作电流校验电缆截面：（1）向采煤机供电的干线电缆进行验算 =0.6467301000/312000.850.65 =410A550A式中：In电缆中通过的实际工作电流，A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和，730KW。Ue额定电压。（1200V）pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数。cospj=0.65 KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6300/730=0.646In=410A550A，故可知选用2棵952截面的电缆做采煤机的供电干线满足要求。（2）向采煤机供电的支线电缆进行验算 =0.64657301000/312000.850.65 =410A550A式中：In电缆中通过的实际工作电流A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和KW。Pe=730KWUe额定电压。pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数 采煤电机为0.65。KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6300/730=0.6465In=410A550A，故可知选用2棵952截面的电缆采煤机供电满足要求。（3）向采面溜子供电的干线电缆进行验算 =0.77501000/312000.650.85=457.19A550A式中：In电缆中通过的实际工作电流，A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和750KW。Ue额定电压。（1200V）pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数。cospj=0.65KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6375/750=0.7In=457.19A550A，故可知选用2棵952截面的电缆给采面溜子供电满足要求。（4）向采面溜子机头、机尾供电的电缆 =13751000/312000.850.65=228.59A275A式中：In电缆中通过的实际工作电流，A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和，400KW。Ue额定电压。（1200V）pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数。cospj=0.65KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6375/375=1In=228.59A275A，故可知选用2棵952截面的屏蔽电缆分别给采面溜子机头、机尾供电满足要求。（5）向转载机供电的干线电缆进行验算 =0.72201000/312000.850.65 =134.1A215A式中：In电缆中通过的实际工作电流A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和KW。Pe=220KWUe额定电压。pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数 转载机电机为0.65。KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6250/500=0.7In=134.1A275A，故可知选用1棵952截面的电缆采煤机供电满足要求。（6）向转载机供电的支线电缆进行验算 =12201000/（312000.850.65） =217A275A式中：In电缆中通过的实际工作电流A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和KW。Pe=250KWUe额定电压。pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数 采煤电机为0.65。KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6220/220=1In=217A275A，故可知选用1棵952截面的电缆采煤机供电满足要求。（7）向乳化泵供电的干线电缆进行验算 =0.5936201000/312000.850.65 =320.4A430A式中：In电缆中通过的实际工作电流A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和KW。Pe=620KWUe额定电压。pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数 采煤电机为0.65。KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6200/620=0.593In=320.4A430A，故可知选用2棵702截面的电缆采煤机供电满足要求。（8）向乳化泵供电的支线电缆进行验算 =12001000/312000.850.65 =174.1A215A式中：In电缆中通过的实际工作电流A。Pe电缆所带负荷的额定功率之和KW。Pe=200KWUe额定电压。pj电动机加权平均效率 pj =0.85cospj加权平均功率因数 采煤电机为0.65。KX=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6200/200=1In=174.1A215A，故可知选用单棵702截面的电缆采煤机供电满足要求。3、按起动条件校验各电缆截面、11-1#移变低压供电系统，由于采煤机容量最大，起动时电压损失量最为严重，故以采煤机能可靠起动进行效验（1）采煤机最小允许起动电压UQmin=UeKQ/Q=12001.1/2.5=796V式中KQ最大起动转矩与额定转矩的比值KQ=1.1Q额定电压下的起动转矩与额定转矩的比值Q=2.5（2）机组起动时的电压损失A、采煤机供电的干线电缆上的电压损失UzQ=3IQLcosq/A=37164500.5/42.595=104V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=952L干线电缆的实际长度 L=450mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=1080796/1200=716AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=30060.6=1080AB、采煤机供电的支线的电压损失：UzQ=3IQLcosq/A=37162000.5/42.595=49.14V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=952L线路电缆的实际长度 L=200mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=1080796/1200=716AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=30060.6=1080A(3)起动时变压器的电压损失：UBQ=IBQ/IBe(Ur cosBQ+UxsinBQ) =945.7/481.1(0.70.63+6.460.77) =0.36UBQ=UBQ.UBe/100=0.361200/100=4.32VUr 、Ux分别为变压器内部电阻、电抗电压百分数cosBQ变压器功率因数 cosBQ=0.63IBQ、IBe分别为起动时变压器的负荷电流和变压器的额定电流IBQ=（IQ cosB+Zg cospj）2+（IQ sinB+Zg sinpj）2=(7160.52580.85) 2+（7160.86+2580.52）2=945.7A式中：cosB采煤机起动时的功率因数 cosB=0.5 cospj其它正常运转的电机功率因数 cospj=0.85 Zg其它电动机正常工作电流之和（4300.6=258A）IBe=SBe/3.UBe=1000103/31200=481.1A(4)采煤机起动时总的电压损失： U=UZQ+UBQ=104+49.14+4.32=157.5V1140-157.5=982.5V796V故采煤机能正常起动。、12-2#移变低压供电系统，由于溜子电机起动时电压损失量最为严重，故以溜子电机能否可靠起动进行校验。（1）溜子最小允许起动电压UQmin=UeKQ/Q=12001.1/2.5=796V式中KQ最大起动转矩与额定转矩的比值KQ=1.1Q额定电压下的起动转矩与额定转矩的比值Q=2.5（2）溜子起动时的电压损失A、溜子供电的干线电缆上的电压损失UzQ=3IQLcosq/A=3955.24500.5/42.595=139.3V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=952L干线电缆的实际长度 L=450mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=1440796/1200=955.2AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=40060.6=1440AB、向溜子供电的支线的电压损失：UzQ=3IQLcosq/A=3955.22000.5/42.595=65.5V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=952L线路电缆的实际长度 L=200mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=1440796/1200=955.2AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=40060.6=1440A(3)起动时变压器的电压损失：UBQ=IBQ/IBe(Ur cosBQ+UxsinBQ) =1164.8/481.1(0.70.63+6.460.77) =0.47UBQ=UBQ.UBe/100=0.471200/100=5.64VUr 、Ux分别为变压器内部电阻、电抗电压百分数cosBQ变压器功率因数 cosBQ=0.63IBQ、IBe分别为起动时变压器的负荷电流和变压器的额定电流IBQ=IKq=（IQ cosB+Zg cospj）2+（IQ sinB+Zg sinpj）2=(955.20.52400.85) 2+（955.20.86+2400.52）2=1164.8A式中：cosB溜子起动时的功率因数 cosB=0.5 cospj其它正常运转的电机功率因数 cospj=0.85 Zg其它电动机正常工作电流之和（4000.6=240A）IBe=SBe/3.UBe=1000103/31200=481.1A(4)溜子起动时总的电压损失： U=UZQ+UBQ=139.3+65.5+5.64=210.4V1140-210.4=929.6V796V故溜子能正常起动。、5-1#移变低压供电系统，由于乳化泵电机起动时电压损失量最为严重，故以乳化泵电机能否可靠起动进行校验。（1）乳化泵最小允许起动电压UQmin=UeKQ/Q=12001.1/2.5=796V式中KQ最大起动转矩与额定转矩的比值KQ=1.1Q额定电压下的起动转矩与额定转矩的比值Q=2.5（2）乳化泵起动时的电压损失A、乳化泵供电的干线电缆上的电压损失UzQ=3IQLcosq/A=347750.5/42.570=0.7V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=702L干线电缆的实际长度 L=5mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=720796/1200=477AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=20060.6=720AB、乳化泵供电的支线的电压损失：UzQ=3IQLcosq/A=3477200.5/42.570=2.77V式中：电缆芯线的导电率 =42.5m/.2A线路电缆的截面 A=702L线路电缆的实际长度 L=20mcosq电动机启动时的功率因数 cosq=0.5IQ电动机的实际起动电流，根据起动电流与端电压成正比的关系：IQ=IQeUQ/Ue=720796/1200=477AIQe电动机在额定电压下的起动电流IQe=20060.6=720A (3)起动时变压器的电压损失：UBQ=IBQ/IBe(Ur cosBQ+UxsinBQ) =705.6/481.1(0.70.63+6.460.77) =0.34UBQ=UBQ.UBe/100=0.341200/100=4.1VUr 、Ux分别为变压器内部电阻、电抗电压百分数cosBQ变压器功率因数 cosBQ=0.63IBQ、IBe分别为起动时变压器的负荷电流和变压器的额定电流IBQ=IKq=（IQ cosB+Zg cospj）2+（IQ sinB+Zg sinpj）2=(4770.52520.85) 2+（4770.86+2520.52）2=705.6A 式中：cosB乳化泵起动时的功率因数 cosB=0.5 cospj其它正常运转的电机功率因数 cospj=0.85 Zg其它电动机正常工作电流之和（4200.6=252A）IBe=SBe/3.UBe=1000103/31200=481.1A故乳化泵能正常起动。七、低压控制开关的选择及效验根据开关所控制的电机容量、电压等级及使用要求选择相应的开关，开关的具体型号见供电系统示意图。1、移动变电站的整定11-1#移变馈电:根据实测电流过载整定值取:600A11-2#移变馈电:根据实测电流过载整定值取:480A5-1#移变馈电:根据实测电流过载整定值取:300A2、组合开关的整定及用最远点两相短路电流校验其灵敏度1#组合开关： IZ=PIg=7300.6=438A式中：Ig=P/3UgCOS=1000/312000.8=0.6根据实际整定档位过载整定值取为450ALH=2000.53=106米 取LH=120米过流保护定值I=4300.630070.6=1518查表得Id2=5246A开关的额定电流为450A短路整定IZ=4504=1800A则灵敏度Km=5246/1800=2.9141.2 满足要求。2#组合开关： IZ=PIg=7500.6=450A根据实际整定档位过载整定值取为450ALH=2000.53=106米 取LH=120米过流保护定值I=3750.637570.6=1800查表得Id2=5246A开关的额定电流为450A短路整定IZ=4505=2250A则灵敏度Km=5246/2250=2.321.2 满足要求。3#组合开关： IZ=PIg=2200.6=132A根据实际整定档位过载整定值取为150ALH=1000.53=53米 取LH=60米过流保护定值I=1100.611070.6=528查表得Id2=6146A短路整定IZ=1506=900A 则灵敏度Km= 6146/