401综采工作面供电设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除401综采工作面供电设计华烨煤业公司目录一、 工作面概述.1二、 主要生产系统.21、 运输系统.22、 通风系统.23、 供水系统.24、 排水系统.25、 材料运输系统.36、 通讯、信号、控制系统.3三、 主要设备选型1、 采煤机.42、 刮板运输机.53、 桥式转载机.54、 破摔机.55、 胶带运输机.56、 乳化液泵站.67、 喷雾泵.68、 液压支架.7四、 设备布置7五、 供电设计1、 供电方案72、 电压等级选择73、 负荷统计8六、 供电计算及电器设备选择（一） 移动变电站选择.9（二） 电缆类型选择.11（三） 电缆截面的选择及校验11（四） 开关选择与保护整定24（五） 短路校验32（六） 抵押漏电保护装置整定37七、 附件1：组合列车平板车及单轨吊.37八、 附件2：供电系统图、设备布置图.37华烨煤业工公司401综采工作面供电设计一、 工作面概述401工作面位于4煤的一采区北部，其北部和东部为矿井边界，西部与集中轨道大巷、集中运输大巷和集中大巷连接；南部为401专用回风顺槽。煤层厚度1.6-2.5m，平均厚度2.05m。采煤方法： 采煤倾向长壁式方法回采，头、尾顺槽延倾向布置，设计长度1750米，工作面延走向布置，长度210米。可采储存约100万吨，可采时间10个月。 采煤工艺 采用综合机械化采煤工艺进行后退式开采。二、 主要生产系统1、 运输系统工作面采煤机落煤工作面刮板运输机运输顺槽桥式刮板转载机（破摔机）运输顺槽胶带运输机集中运输巷胶带运输机井下煤仓-主井强力胶带运输机地面筒仓。2、 通风系统新鲜风流集中轨道巷401运输顺槽工作面 集中运输巷回风顺槽401专用回风顺槽风桥集中回风巷3、 供水系统地面净压水池主井供水管路采区集中运输巷供水管路胶带机头转载点运输巷供水管路（巷道洗尘、消防）喷雾泵水箱经喷雾泵加压转载机头、工作面溜子头、液压支架、采煤机冷却喷雾水。喷雾泵流量315L/min，加上皮带转载点及乳化液箱补水，工作面用水量约400L/min，按经济流速2m/s运输顺槽供水管路（泵站设于运输顺槽）直径D=64mm，即供水管路选用80mm（3寸）水管。 地面净压水池主井供水管路采区集中轨道巷供水管路401回风巷供水管路巷道洗尘消防。4、 排水系统根据工作面涌水及两顺槽积水情况选择水泵运输排水管路采区水仓中央水仓地面污水处理厂。5、 材料运输系统所需材料副井（主井轨道）集中轨道巷运输（回风顺槽）工作面。6、 通讯、信号、控制系统（1）、外部通讯 工作面移动列车控制台、胶带机头各设置1部矿内电话，各部电话机可直接与调度室、值班室及井上、下各部电话进行通话。 （2）、内部通讯、控制 使用天津华宁电子有限公司生产的KTC101通讯、控制系统，进行工作面及胶带运输机全线的通讯和控制。KTC101主控制器设在移动列车的控制室，主机配置2个沿线检查模块CS1、CS2、。Cs1接口至工作面沿线；CS2接口至胶带机沿线。主机的I/O接口控制组合开关各回路的开关各回路的开停，并接收各回路开停状态的反馈信号，以及各种保护器的控制信号，经CPU处理后对相应回路实施控制。工作面沿线使用CS1接口，在转载机头、工作面刮板运输机头分别安设1台KTC101-I-IC带远程启停的多功能扩音电话，可对转载机、刮板运输机进行远程启停操作；工作面每隔15米（10台液压支架）安设一台KTC101-1带闭锁功能的扩音电话，CS1的终端安设在工作面刮板运输机位的KTC101-1带闭锁功能的扩音电话端口。胶带运输机沿线使用CS2接口，又控制室向运输方向，每隔100米安设1台KTC101-1带闭锁功能的扩音电话，隔200米安设1台KHJ15/18-1-H型带拉绳急停闭锁功能的扩音电话；在各部胶带机头，分别安设1台KSJ101-8输入/输出装置，可对胶带机进行集中控制和连锁控制；配置远动开关实现胶带机单独控制，并将胶带机保护传感器接入系统，实现保护停机。通过设定可实现整个系统全线连锁，即当第一台胶带机停机后，后边的各部胶带机及转载机、工作面刮板运输机全部停机，避免前部胶带机停机后，后边运输机停机不及时造成的埋头、压尾事故。该系统开、停机语音报警，全线广播式喊话，按下任意扩音电话上的闭锁按钮均可将沿线闭锁，并在主机上显示闭锁位置。三、 主要设备选型根据工作面条件和生产能力的要求选型、配套设备。1、 采煤机采煤机选用上海创力公司生产的MG250/600-AWD交流电牵引采煤机。 主要技术特征： 截割功率：2*250KW 牵引功率：2*40KW 调高功率：18.5KW 总装机功率：600KW2、 刮板运输机 刮板运输机选用山西煤矿机械厂生产的SGZ-764/630中双链刮板运输机。其主要技术特征：铺设长度：220米电动机功率：2*315/160kw(头、尾各一台)（双速电机）3、 桥式转载机桥式转载机选用山西煤矿机械厂生产的 SZZ-764/160中双连桥式刮板转载机， 并配套MARDER自移装置于运输顺槽胶带机搭接。其主要技术特征：铺设长度：45米电动机功率： 160kw4、 破碎机 破碎机选用山西煤矿机械厂生产的PCM110轮式破碎机。该破碎机破碎箱两侧，设有调整破碎粒度的辅助顶高油缸，可利用工作面液压源顶高破碎轴和传动装置，并通过在轴承座上、下方增减垫板的方式，调节破碎粒度，每级调整量50mm。主要技术特征： 电机功率：110KW5、 胶带运输机 由于工作面胶带运输机随着工作面推进而在逐步缩减，为便于管理和调节，运输顺槽选用两部S1000/2*75KW胶带运输机，每部胶带机最初铺设长度850m。其技术主要特征： 带宽：1000m 带速：2m/s 电机功率：2*75KW6、 乳化液泵站乳化液泵站选用南京六合煤矿机械有限公司，或无锡煤机厂生产的，BRW315/31.5型卧式五柱塞往复式乳化液泵3台，和由该公司配套的RX2000型乳化液箱1个（三泵一箱配置）。主要技术特征：公称流量：315L/min公称压力：31.5Mpa柱塞数目：5电机功率：200KW7、 喷雾泵喷雾泵选用南京六合煤矿机械有限公司生产的，BPW315/31.5型卧式五柱塞往复式清水泵2台，和由该公司配套的RX1500型水箱1个（两泵一箱）。主要技术特征：公称流量：315L/min公称压力：6.5Mpa柱塞数目：5电机功率：45KW8、 液压支架液压支架选用郑州煤矿机械集团有限公司生产的ZY4000/14/26型两柱掩护式中间支架（137架），和Y4500/14/32型两柱掩护式过渡支架（6架）。主要技术特征：支架形式：2柱掩护式支撑高度：1.42.8米工作阻力：4000KN四、 设置布置1、 工作面：SGZ-764/630刮板运输机1部，长度210米；MG-600采煤机1台；ZY-400两柱液压式支架137架，ZYG-4500掩护式过度支架6架。2、 运输顺槽：S-1000/2*75胶带运输机2部；SZZ-764/160转载机1部；PCM110破碎机1台。3、 主要电器设备（移动组合列车）布置在运输顺槽，即运输顺槽采用“机、轨合一”，回风顺槽仅有调度绞车、水泵等少量设备。组合列车至工作面的电缆、管路用单轨吊吊挂，随采面的推进和组合列车的外移，进行管线的伸缩。附设备布置图五、 供电设计1、 供电方案根据工作面的情况及选用的设备，确定采用近距离供电，工作面设备由移动列车的2台移动变电站供电。工作面设备由2台8组合开关控制，1台采煤机和工作面刮板运输机；另1台控制转载机、破碎机、3台乳化液泵、2台喷雾泵。移动变电站至工作面溜头最远的距离约170-200米左右。 在采区8联巷设一配电点，设一台PBG高压防爆开关，控制工作面10KV电源，便于工作面停送电，同时作为工作面瓦斯-电闭锁开关。设2台移动变电站，一台为两部胶带运输机供电，另一台为辅助设备（水泵、绞车等）提供电源。 2部胶带运输机分别使用2台4组合开关控制。水泵使用QBZ-80(120)真空开关控制；绞车使用QBZ-80N可逆真空开关控制。10KV高压电源取自采区变电站。附供电系统图2、 电压等级选择高压：10KV；电压：主要设备1140V；辅助设备（水泵、绞车）660V；信号、照明127V。操作电压36V。3、 负荷统计序号设 备名 称电机数量电机功率电压电流功率因数装机容量备注1采煤机22501140600截割电机240380行走电机118.51140油泵电机2刮板运输机2315/1601140630双速电机3转载机116011401604破碎机113211401305乳化液泵320011406006喷雾泵2451140907胶带机47511403008瓦斯泵21002001用1备合计2712六、 供电计算及电器设备选择 （一）、移动变电站选择 1、移动变电站 按照规程要求，采煤机必须能够停止工作面官办运输机，为了控制方便，采煤机与工作面刮板运输机由一台移动变电站供电，并由同一台组合开关控制，其总负荷 =600+630=1230KW 变压器容量计算 =式中：-又变压器供电的用电设备的需用系数； 正常生产时采煤机与刮板运输机同时运行，故同时系数为1，负荷率去0.8； =10.8=0.8 CosW*M-由变压器供电的用电设备的加权平均功率因数，取0.75。依据以上计算，选用一台KBSGZY-1500/10/1.2KV的移动变电站，变压器容量满足要求。2、移动变电站移动变电站供转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾泵其总负荷=160+132+=982KW变压器容量的计算：KVA式中：-变压器供电的用电设备的需用系数； 正常生产时转载机、破碎机同时运行，乳化液泵、喷雾泵各运行1台，符合率取0.8。 CosW*M-由变压器供电的用电设备的加权平均功率因数，取0.75。 依据以上计算，选用一台KBSGZY-800/10/1.2KV的移动变电站，变压器容量满足要求。 3、移动变电站 移动变压站供2部胶带运输机并预留瓦斯抽放泵容量200KW KW变压器容量计算： KVA式中：-变压器供电的用电设备的需用系数； 正常生产时2部胶带机与瓦斯泵同时运行，负荷率去0.8； CosW*M-由变压器供电的用电设备的加权平均功率因数，取0.7。 依据以上计算，选用一台KBSGZY-500/10/1.2KV的移动变电站，变压器容量满足要求。 （二）、电缆选择 电缆型号、芯线数目1、 电缆型号的选择（1） 变电站至移动变电站至7联巷配电点10KV电缆，选用MYJV22型聚氯乙烯绝缘铠装电缆，配电点至工作面移动变电站10KV电缆，选用MYPTJ-8.7/10型矿用监视型屏蔽橡套电缆（2） 低压1140V设备，采煤机、刮板运输机、转载机选用MPTJ-0.66/1.2分相屏蔽，带操作线的7芯阻燃橡套电缆；破碎机、乳化液泵、喷雾泵选用MPTJ-0.66/1.2分相屏蔽的4芯阻燃橡套电缆.（3） 绞车、水泵等低压电缆选用MPTJ-0.66/1.2的4芯橡套电缆。（4） 通讯、控制电缆采用矿用7芯屏蔽塑料电缆（与通讯控制系统配套的带插头电缆）。（5） 瓦斯检查电缆采用矿用屏蔽塑料电缆。 （三）、电缆截面的选择及校验 （1）10KV高压电缆 根据负荷统计，401工作面总装机功率2712KW: 10KV回路总电流 式中：-需用系数，同时系数=0.78,运行设备负荷率取0.85，-加权平均功率因数，取0.7按经济电流密度选择截面： 选择铜芯电缆，允许长时通过电流205A. 其中采区变电所至401配电点选用MYJV22-8.7/10-370交联聚氯乙烯铠装电缆，长度约1500m。401配电点至移动列车选用MYPTJ-+10KV橡套电缆，长度2100m。 按允许电压损失校验 井下双回路供电，中央变电所分段运行，其中一回路主要供综采工作面，从地面35KV变电所至工作面移动变电站10KV电缆总长度L=1000+500+1500+2100=5100米=5.1Km截面积70电缆总电阻R=电缆电抗X=平均功率因数取0.7；电缆末端电压损失+（+）=292V电压损失率符合要求（2）、低压1140各回路电缆 1）采煤机电缆 采煤机功率600KW,正常工作电流按经济电流密度选择截面按允许长时工作电流选择：选1条电缆，允许长期通过电流270A选用+分相屏蔽的7芯阻燃橡套电缆长度约400米；按电压损失校验：A、 变压器电压损失KBSGZY-150KVA移动变电站技术参数：相对阻抗压降：二次功率损耗：a、 变压器二次电阻 电阻压降百分数变压器电抗压降百分数=7.13b、 变压器电抗 变压器电压损失按采煤机与工作面刮板运输机正常运行时的电流计算采煤机工作面电流;刮板运输机工作电流总电流266+319=585A 计算(+)=（+）=58VB、 电缆总电阻电缆电抗平均功率因数取0.8；=0.6电缆电压损失+=(+)=35V总电压损失率 按启动电压校验 采煤机最小启动电压采煤机启动时，左截割电机与油泵电机先启动，右截割电机后启动，同时为行走变压器供电，以右截割电机校验。左截割电机与油泵电机总功率：270KW，右电机启动以前为空载运转，需要系数0.5，工作电流 右截割机在额定电压下的启动电流 行走变压器额定电流送电瞬时的励磁涌流右截割电机启动是电流+184=892A采煤机启动前刮板运输机工作电流运行设备总电流319+85=404A变压器电压损失（因电机启动时的功率因数较低，各电机电流在变压器上的电压损失用矢量计算）运行设备在变压器上产生的电压损失（+）=404（0.016480.8+0.0740.6）=40V左截割电机启动电流在变压器上产生的电压损失+=(+)=92V+92=204V总电压损失启动时最低电压1140-200=940V850V 可保证电机正常启动2）工作面刮板运输机电缆 刮板运输机单电机功率315/200KW(高速/低速)，额定电流 按经济电流密度选择截面：按允许长时通过电流选择选择电缆，允许长时工作电流215A选用+分相屏蔽的7芯阻燃橡套电缆。机尾电机电缆长度约米；机头电机电缆长度米。按电压损失校验（以机尾电机高速电缆校验）电缆总电阻电缆电抗平均功率因数取0.8；=0.6正常运行时电缆电压损失+=（+）=9V变压器电压损失62V电缆末端总电压损失 =62+9=71V电压损失率符合要求按启动电流校验刮板运输机为双速电机，头电机先启动尾电机启动时在刮板链驱动下已达到或接近额定转速，故只要头电机能够正常启动，尾电机就能正常启动。以头电机校验电机高速启动电流采煤机工作电流304A采煤机工作电流304A,变压器二次侧总电流+304=1099A变压器上的电压损失（+X）=（+）=109V电缆电阻电缆电抗电机启动最低电压最低电压下的启动电流（+X）=（+）=124V总电压损失124+109=232V实际启动最小电压1140-232=908V可正常启动3）转载机电缆转载机电机功率160KW,额定电流按经济电流密度选择截面选用+分相屏蔽阻燃橡套电缆。允许长期通过电流170A，电缆长度约170米；4）乳化液泵、喷雾泵电缆乳化液泵电机功率250KW，额定电流按经济电流密度选择截面选用+分相屏蔽阻燃橡套电缆。允许长期通过电流170A，电缆长度约米。转载机及乳化液泵电缆较短，电压损失较小故校验略5）胶带运输机电缆2胶带运输机总功率300KW移动变电站至胶带机总电流胶带机工作电流按经济电流密度计算移动变电站至胶带机电缆选择+矿用橡套电缆，长度280米胶带机至胶带机电缆选择+矿用橡套电缆1000米按最远端电压损失校验变压器电压损失KBSGZY630KVA移动变电站技术参数：相对阻抗压降：4.0二次功率损耗4.0KWa、 变压器二次电阻额定电流电阻压降百分数变压器电抗压降百分数b、 变压器电抗（+X）=(+)=18V胶带机电缆电阻胶带机电缆感抗胶带机在电缆上的电压损失（+X）=（+）=54V胶带机电缆电阻胶带机电缆感抗胶带机电流在电缆上的电压损失（+X）=（+）=1V电缆总电压损失=11+54+18=83V总电压损失率按启动电压校验（按2台75KW电机同时启动）启动电流电机启动最低电压胶带机启动电流与胶带机运行总电流76+569=654A在变压器上的电压损失（+X）=（+）=76V胶带机在电缆上的电压损失（+X）=（+）=392V总电压损失392+76+11=479V1140-479=661V850V启动困难如胶带机前后电机延时启动单电机启动电流胶带机运行电流与胶带机启动电流284+76=360A在变压器上的电压损失（+X）=（+）=42V胶带机启动时在电缆上的电压损失（+X）=（+）=123V总电压损失123+42+11=76V1140-176=964V850大于最低启动电压电缆表序号型号长度用途备注1-8.7/10-1500m采区高压交联铠装（已铺设）2+1800m工作面移变10KV橡套（已铺设）3-0.66/1.2-+400m采煤机选954-0.66/1.2-+=800m刮板机尾电机（高、低速）5-0.66/1.2-+=400m刮板机头电机（高、低速）6-0.66/1.2-+170+200=370m转载机、破碎机7-0.66/1.2-+200m乳化泵、喷雾泵8-0.66/1.2-+1200m胶带机9-0.66/1.2-+100m移变至组合开关10-0.66/1.2-+辅助电源绞车水泵（四）、开关选择与保护整定计算 1、高压防爆开关选择PBG200Y(1) 过载保护整定 过载保护整定倍数：倍取0.8倍（2）、速度保护 最大设备（右截割电机）启动电流1134A感应到10KV回路电流右截割电机在10KV回路正常工作电流最大瞬时电流最大一台移动变电站（150KVA）送电时，瞬时励磁电流涌流其他设备运行电流总电流38+346=384A即速断保护整定倍数倍整定倍数取22、移动变电站高压开关整定移动变电站高压开关PGB100A（1） 过载保护 二次侧工作电流623A,感应到一次侧电流过载保护整定倍数：倍取0.8倍（2）、速断保护整定变压器二次侧，刮板运输机及采煤机左截割电机正常运行总电流404A，右截割电机启动电流1134A(含行走变压器励磁涌流)，最大瞬时电流1538A感应到一次侧电流故以励磁涌流346A倍整定整定倍数：倍取4倍3、移动变电站低压保护器整定 （1）、过载保护变压器二次侧额定电流低压保护装置配置800A 低压侧正常工作总电流623A整定倍数倍取0.8倍（2） 速断保护瞬时最大电流1538A整定倍数倍取2倍4、移动变电站高压开关整定 额定工作电流送电瞬间励磁涌流移动变电站高压开关PGB-100A(1)、过载保护正常电流整定倍数取0.4倍（2）、速断保护瞬时最大电流184A整定倍数倍取2倍 5、移动变电站低压保护器整定（1）、过载保护 变压器二次侧额定电流低压保护装置配置500A低压侧正常工作总电流整定倍数倍取0.6倍（2）、速断保护瞬时最大电流+=+=1054A整定倍数倍取2倍6、移动变电站高压开关整定额定工作电流送电瞬间励磁涌流移动变电站高压开关PGB-100A（1） 过载保护正常工作电流整定倍数取0.3倍（2） 速断保护整定瞬时最大电流144A取1.6倍7、移动变电站低压保护器整定 （1）、过载保护 变压器二次侧额定电流低压保护装置配置500A低压侧正常工作总电流整定倍数取0.5倍(2)、速断保护瞬时最大电流+=+=857A整定倍数倍取2倍6、8组合开关整定 （1）、采煤机回路 采煤机正常工作电流304A,最大瞬时电流1219A 过载保护整定304A 速断保护倍数倍（2）、工作面刮板机低速回路 电机低速功率200KW，额定电流过载保护整定127A(3)、工作面刮板机高速回路 电机低速功率315A，额定电流过载保护整定199A速断保护倍数5倍7、10组合开关 （1）、转载机回路额定电流 过载保护整定101A 速断保护倍数8倍 （2）、破碎机回路 额定电流 过载保护整定84A 速断保护倍数8倍 （3）、乳化液泵回路 额定电流 过载保护整定158A 速断保护倍数6倍 （4）、喷雾泵回路 额定电流 过载保护整定28A 速断保护倍数6倍8、 胶带运输机开关额定电流过载保护整定95A速断保护倍数6倍序号开关（回路）过负荷整定速断保护备注1高压防爆开关155A（0.8倍）384A（2倍）额定电流200A2移变高压开关71A（0.8倍）346A（4倍）额定电流100A3移变低压保护623A（0.8倍）1538A（2倍）额定电流800A4移变高压开关32A（0.4倍）184A（2倍）额定电流100A5移变低压保护265A（0.6倍）1054A（2倍）额定电流500A6移变高压开关27A（0.3倍）144A（0.6倍）额定电流500A7移变低压保护226A（0.5倍）857A（2倍）6采煤机304A1219A（4倍）前、后电机7刮板机低速127A8倍前、后电机8刮板机高速199A5倍9转载机101A8倍10破碎机84A6倍11乳化液泵158A6倍12喷雾泵28A6倍11胶带机95A6倍双电机同时启动（五）、短路校验 1、基本参数计算 相对基准容量按=100兆瓦计算 （1）、35KV线路 导线截面积： 线路长度：7230m 相对电阻：L-导线长度，单位米-电导率（铜：42.5；铝28.8）单位米/欧毫米S-导线截面积，相对基准电抗X-每公里电抗，架空线取0.4欧/公里 （2）、主变压器 矿用主变压器容量兆瓦阻抗压降：变压器损耗：42000W相对基准阻抗：相对基准电阻：=0.1058相对基准电抗： （3）、入井I回路 电缆型号： 截面积：电缆长度：1000米线路电阻：=相对基准电阻：相对基准电抗：X310KV电缆每公里电抗0.070.08欧/公里（4）、综采移变10KV电缆电缆型号： 截