1102工作面供电设计

审批表审批表 矿矿 长长 机机 电电 矿矿 长长 总总 工工 审审 核核 设设 计计 制制 图图 棋盘井煤矿棋盘井煤矿 1102 工作面供电设计工作面供电设计 一 工作面主要原始资料 1 工作面巷道及其设备布置见附图 1 设备布置图 该工作面为缓倾斜煤层 煤层厚度 2 6 3 5 米 平均煤层厚度 3 0 米 采面长度 255 米 平均倾角 1 5 近水平 局部最大 3 中部有凹处 顺槽走向长度 2360 米 仰角 3 4 局部有起伏最大 7 2 本工作面采用一次采全高 长壁回采工艺 工作面设计年产量 215 万吨 3 工作面采用 SGZ900 1050 型可弯曲刮板输送机 MGTY500 1180 3 3D 型双滚筒采煤机 顺槽采用 SZZ900 315 桥式转载机配合 SSJ 1200 2 200 可伸缩皮带机实现工作面连续推进 BRW400 315 4A 乳化液泵 3 台配 1 个泵箱 BPW400 160 喷雾泵 2 台配 1 个泵箱 4 中央变电所配出电压为 10KV 高压深入到工作面附近后 采用移动变电站供电 满足 工作面快速推进和生产机械用电要求 工作面主要用电设备采用 3300V 电压 其余设备采 用 1140V 电压 照明采用 127 V 电压 5 根据工作面情况及其设计生产能力 工作面各用电设备统计见表 1 1102 工作面用电设备技术特征 表 1 设备名称电动机型号额定 功率 额定电 流 额定 电压 转速技术参 数来源 负荷 系数 额定 效率 电动机台数备 注 一 工作面设备 3300V 设备 截割电动机 YBCS 500 G 50010533001485铭牌0 92 台 牵引电动机 YBQYS 75 751433801470铭牌0 92 台 MGTY500 1180 3 3D 采煤机 油泵电动机3093300铭牌1 台 SGZ900 1050 刮板 机 YBSD 525 263 4 8 525 263 114 75 33001485 738 铭牌0 92 台 SZZ900 315 转载 机 YBSD 315 160 4 8 315 160 72 2 52 6 33001485 741 铭牌0 91 台 Pei 小计 1 2545Kx 0 9 COS 0 8 二 工作面设备 1140V 设备 破碎机 电动机YBSS 200200211 5 1 22 5 660 1140 1477铭牌0 91 台 乳化液泵 电动机YBK2 355M2 4 250255 8 1 47 7 660 1140 1490铭牌0 93 台 2 台工作 喷雾泵 电动机YBK2 315M2 4 125130 7 7 5 4 660 1140 1485铭牌0 92 台 1 台工作 设备列车绞车电机YD225S 818 523 56 660 1140 资料2 台 潜水泵7 59 2 5 31 660 1140 资料2 台 照明信号综保装置417 18133 1140 铭牌0 81 台 Pei 小计 2 881Kx 0 9 COS 0 8 三 胶运顺槽 1140V 设备 顺槽皮带主电动机YB2 315L2 4 200201 116 660 1140 1486铭牌0 82 台 卷带电动机YBK 160M2 8 5 57 65 4 42 660 1140 720铭牌1 台 拉紧绞车电动机YBK2 132M2 6 5 57 3 4 2660 1140 910铭牌1 台 张紧液压站电动机YBK2 132S 4 5 5660 1140 铭牌1 台 Pei 小计 3 417Kx 0 9 COS 0 8 二 移动变电站负荷计算及变压器容量选择 根据以上负荷统计数据和分组 按需用系数法 1 4 式 计算各组变电站的容量为 Sbj Pei COS pj Kx 式中 Pei 见上表 COS pj Kx 依据实际情况参照表 1 4 取见上表 1 综采工作面 3300V 设备 变电站计算容量为 Sbj 2545 0 9 0 80 2694KVA 选择 KBSGZY 3150 10 3 45 型移动变电站 2 综采工作面 1140V 设备 变电站计算容量为 Sbj 881 0 9 0 8 991KVA 选择 KBSGZY 1250 10 1 14 型移动变电站 3 综胶运顺槽 1140V 设备 变电站计算容量为 Sbj 417 0 9 0 8 469KVA 选择 KBSGZY 630 10 1 14 型移动变电站 4 根据以上计算留 10 富余系数 结合现有设备和我矿实际选择变压器型号和变压器位 置确定如下表 2 表 2 安装地点变电站型号容量电压 V 电流 A 阻抗电压所带负荷 台数 胶运顺槽距切眼 150 米处 KBSGZY 315010000 33005 5 采煤机 刮板机 转载机 1 胶运顺槽距切眼 150 米处 KBSGZY 125010000 11404 5 喷雾泵 乳化泵 等 1 顺槽皮带机头硐室KBSGZY 63010000 11404 5 综采顺槽皮带等1 三 配电点位置和供电系统确定 根据设计年产量和工作面情况 月需推进度是 175 米 按每月移动 2 次设备列车 每 次移动 88 米估算 考虑超前支护及其附近的随动设备影响 设备列车机尾位置选择在距切 眼 150 米处 本着系统简单 操作灵活 便于检修 合理分配负荷的原则 确定供电系统 详见附图 2 供电系统图 四 电缆线路的计算 一 确定电缆型号 依据 煤矿安全规程 和自动化控制的要求 确定电缆的型号 1 从启动器到电动机的电缆一律采用屏蔽像套电缆 采煤机电缆选用 MCP1 9 3 3 3 95 1 50 6 4 刮板机 转载机电缆高速选用 MCP1 9 3 3 3 70 1 35 4 4 刮板机 转载机电缆低速选用 MCP1 9 3 3 3 50 1 25 乳化液泵 喷雾泵 破碎机 皮带机电缆选用 MCP1 9 3 3 3 50 1 10 4 4 2 从中央变电所到各移变的电缆一律采用屏蔽塑料铜芯电缆 中央变电所到设备列车移变电缆选用 MYPTJ6 10 3 120 1 70 3 16 3 1 2 5 中央变电所到胶运顺槽移变电缆选用 MYPTJ6 10 3 50 1 25 3 16 3 1 2 5 电缆截面选择见后 二 确定电缆长度 因电缆需要接头 设备列车后的电缆垂度较大 所以电缆实 际长度 Ls K L K 是增长系数 L 是巷道长度 根据巷道长度和 1101 面设备 列车的搬动经验确定设备列车距切眼最大位置 工作面长度具体选择如下 1 采煤机电控箱到组合开关长度 530 米 2 刮板机机尾电动机到组合开关长度 530 米 3 刮板机机头电动机到组合开关长度 275 米 4 转载机电动机到组合开关长度 240 米 5 破碎机电动机到组合开关长度 200 米 6 中央变电所高压开关到 3150KVA 移变长度 2900 米 7 中央变电所高压开关到 630KVA 移变长度 400 米 三 确定电缆截面 因采用了高压深入工作面顺槽的供电方式 供电距离相对较短 长时工作电流 不超过电缆允许温度成为主要矛盾 所以按长时允许电流初选电缆截面 用其他条件 校验 选择结果见表 3 表 3 设备名称电动机功率 KW 电压 V 电动机额定 电流 A 所选电缆面 平方毫米 所选电缆允 许电流 A 备注 采煤机1180 3300 2523 95 1 50 6 4254Kx 0 9 刮板机高速 电动机 525 3300 1153 70 1 35 4 4215 刮板机低速 电动机 263 3300 803 50 1 25173 转载机高速 电动机 315 3300 663 70 1 35 4 4215 转载机低速 电动机 160 3300 473 50 1 25173 破碎机电动 机 200 1140 1263 50 1 10 4 4173 乳化泵电动 机 250 1140 1483 50 1 10 4 4173 喷雾泵电动 机 125 1140 753 50 1 10 4 4173 皮带机电动 机 200 1140 1163 50 1 25173 3150 移变高3426 10KU 2753 120 1 70260Kx 0 9 压进线 COS 0 8 1250 移变高 压进线 881 10KV 713 120 1 70260 630 移变高 压进线 417 10KV 333 50 1 25173 3150 移变到 3300 开连线 881 3300U 8323 95 1 50 6 4254 3三根线 1250 移变到 1140 开连线 3426 1140U 6233 95 1 50 6 4254 3三根线 四 按允许电压损失校验电缆截面 地面变电所变压器出口按E20 10500 考虑 则 入井电缆的 U 10701 65 1670 1000 60 10000 240 0 9 89 V 则中央变电所的母线电压是 10500 89 10411 V 1 允许电压损失 Uyx E20 0 95 Ue 10 Ue E20 1 05Ue 是变压器二次额定电压 0 95 Ue 是电动机端子正常工作允许的最低电压 10KV 系统 Uyx 10000 10 1000V 3300V 系统 Uyx 3300 10 330V 1140V 系统 Uyx 1140 10 114V 整个供电系统的电压由三部分组成 即 U Ub Ug Uz Ug Pe Kf Lg 1000 D Ue Sg Ub Pbs Rb Qbs Xb Ue 2 10KV 系统 中央变电所高压开关到 3150KVA 移变电缆 MYPTJ6 10 3 120 1 70 3 16 3 1 2 5 2900 米 Ug 2545 881 0 9 2900 1000 60 10000 120 0 9 138 V 于是 3150KVA 移变的入口电压是 U1 10411 138 10273 V 9500 V 符合该变压器使用条件 该电缆允许电压损失校验合格 中央变电所高压开关到 630KVA 移变电缆 MYPTJ6 10 3 50 1 25 3 16 3 1 2 5 400 米 Ug 417 0 9 400 1000 60 10000 50 0 9 6 V 于是 6300KVA 移变的入口电压是 U1 10411 6 10405 V 9500 V 符合该变压器使用条件 该电缆允许电压损失校验合格 3 3300V 系统 3150KVA 移变 Ub 2545 0 014 1909 0 1895 3 3 120 V 到采煤机电控箱电缆 3 95 1 50 6 4 530 米 Uz 1180 0 9 530 1000 53 3300 95 0 9 37 V 两项损失之和是 120 37 157 V Uyx 330V 满足电动机正常运转要求 到刮板机机尾高速电动机电缆 3 70 1 35 4 4 530 米 Uz 525 0 9 530 1000 53 3300 70 0 9 23 V 两项损失之和是 120 23 143 V Uyx 330V 满足电动机正常运转要求 到刮板机机尾低速电动机电缆 3 50 1 25 530 米 Uz 263 0 9 530 1000 53 3300 50 0 9 16 V 两项损失之和是 120 16 136 V Uyx 330V 满足电动机正常运转要求 到转载机高速电动机电缆 3 70 1 35 4 4 240 米 Uz 315 0 9 240 1000 53 3300 70 0 9 6 V 两项损失之和是 120 6 126 V Uyx 330V 满足电动机正常运转要求 到转载机低速电动机电缆 3 50 1 25 240 米 Uz 160 0 9 240 1000 53 3300 50 0 9 4 V 两项损失之和是 120 4 124 V Uyx 330V 满足电动机正常运转要求 4 两泵 1140V 系统 1250KVA 移变 Ub 881 0 062 661 0 047 1 14 75 V 到破碎机电动机电缆 3 50 1 10 4 4 200 米 Uz 200 0 9 200 1000 53 1140 50 0 9 13 V 两项损失之和是 75 4 79 V Uyx 114V 满足电动机正常运转要求 到乳化液泵 喷雾泵电缆很短 两项电压降落近似于 Ub 75 V Uyx 114V 满足电动机正常运转要求 5 皮带机 1140V 系统 630KVA 移变 Ub 417 0 0134 313 0 0814 1 14 27 V 到皮带机电动机电缆很短 两项电压降落近似于 Ub 27 V Uyx 114V 满足电动机正常运转要求 五 按启动条件校验电缆截面 按最远最大电动机直接启动 同时其余电动机正常运转的情况 进行验算电动机端 电压和磁力启动器的端电压是否满足要求 刮板机机尾电动机负荷最大 距离最远 对其 进行启动校验 其要求的启动电压为 Uq Ue mjq mdqe 1 2 3300 1 5 2 6 1 2 2507 V 刮板机端子的实际启动电压Uqs 计算如下 Uqs E20 P b Pds Pdq Rb Qb Qs Qdq Xb Pdq Rz Ue 式中 Pdq P e Kq COS qe e COS qe 525 5 5 0 6 0 9 0 85 2265 Kw Qdq Pdq tg qe 2265 1 33 3020 Kw P b 315 263 525 1103 Kw Q b 827 千乏 Pds Pe Kf e 525 0 8 0 9 467 Kw Qds Pds tg qs 467 0 8 373 Kw Rz 0 346 0 53 0 1834 Uqs 3300 1103 467 2265 0 014 827 373 3020 0 1895 2265 0 1834 3 3 2963 V 2507 V 满足电动机启动要求 磁力启动器的最高释放电压为 60 最低吸合电压为 75 最远 最大电动机启动 时启动器处端电压不应小于 75 Ue 2963 3300 88 满足磁力启动器吸合要求 五 控制开关选择 本着安全可靠 使用方便 技术先进 符合 煤矿安全规程 规 定 满足生产机械的使用和保护要求 进行选择控制开关 选择结果见表 4 控制开关选择结果表 表 4 名称型号规格电压 V 电流 A 控制设 备 出线喇 叭个数 具备的保护方式其他要求 矿用防 爆组合 开关 1 台 KJZ 1500 33003300V 1500A 刮板机 采煤机 转载机 9 回路过载 短路 漏 电 绝缘监视 故障诊断等功能 与采面中央控制系统 实现通讯 矿用防 爆组合 开关 1 台 KJZ 1500 11401140 1500A 破碎机 乳化泵 喷雾泵 9 回路过载 短路 漏 电 绝缘监视 故障诊断等功能 与采面中央控制系统 实现通讯 矿用防 爆开关 5 台 QBZ 80 11401140 80A 回柱绞 车 潜 水泵 4 大 2 小 过载 短路 漏 电 断相等功能 照明信 号综保 2 台 ZBZ 4 0 11401140V 20A 照明 信号电 源 4 大 2 小 过载 短路 漏 电 断相等功能 矿用防 爆组合 开关 1 KJZ 1500 11401140 1500A 皮带机9 回路过载 短路 漏 电 绝缘监视 故障诊断等功能 与皮带集中控制系统 实现通讯 台 矿用防 爆软启 动 2 台 QBZ 400R1140 1500A 皮带机4 大 2 小 过载 短路 漏 电 断相等功能 与皮带集中控制系统 实现通讯 六 高压配电装置选择 1 工作面设备容量为 3426KW 经计算工作电流为 178A 顺槽 皮带容量为 417KW 经计算工作电流为 19A 现中央变电所 11 高压 开关 BGP 400 10Y 华荣 19 高压开关 BGP9L 10 100Y 备用 能够满足设备列车和顺槽皮带的用电要求 现确定从该两配电装置 取得电源 保护功能满足供电要求 七 保护装置的整定 一 11 高压开关 BGP 400 10Y 华荣 两台变压器分别是 KBSGZY 3150 10 3 3 Ud 5 5 P 12800W 朗威达开关 KBSGZY 1250 10 1 14 Ud 4 5 P 7400W 八达开关 1 负荷统计表 表 5 设备名称台 数 设备装 机容量 合计容量 kW 额定电 流 A 组合开关过载保 护整定电流 A 组合开关短路保 护整定电流 采煤机截割电机 25001000105105735 采煤机牵引电机 2751101616112 采煤机油泵电机 130307750 刮板机电机 25251050115115800 转载机 13153156666460 乳化液泵 3250750148148888 喷雾泵 21252507575525 破碎机 1200200126126880 回柱绞车 218 5372225175 潜水泵 27 5155530 照明变压器 110108 51060 2 组合开关的保护整定及校验 根据电动机的工作电流整定过载保护 具体数据见表 5 根据电动机的启动电流整定短路保护 具体数据见表 5 短路保护灵敏性校验 短路保护最远点是 d24点 电缆有 MYP3 50 1 25 L 500 米 MYPTJ3 120 1 70 2900 米 变压器阻抗 Zb Ud Ue2 Se 5 5 3300 3300 3150 1000 0 19 R b P Ue2 Se2 12800 3 3 3 3 3150 3150 0 014 X b Zb 2 R b2 0 19 0 19 0 014 0 014 0 1895 电弧电阻按 Rh 0 01 计算 电缆 MYP3 50 1 25 L 500 米 R 0 0 491 km X 0 0 081 km Rl 0 25 Xl 0 04 电缆 MYPTJ3 120 1 70 2900 米 R 0 0 23 km X 0 0 075 km Rl 0 667 Xl 0 2175 X Xx X b Xl 1 3 3 10 2 0 1895 0 081 0 075 0 4544 R R b Rl Rh 0 014 0 25 0 667 0 01 0 941 Z X X R R 0 4544 0 4544 0 941 0 941 1 092 d21点的短路电流I d21 U 2 Z 3300 2 1 092 1511 A 灵敏系数 Kl I d24 Id 1511 800 1 89 合格 3 KBSGZY 3150 10 3 3 移变低压侧朗威达 XBD1 630 3 3Y 开关的保 护整定及校验 过载保护 Izj 1 1 Kx Ie 1 1 0 85 2 105 2 16 7 2 115 66 510 A Izj Ie 510 630 0 81 倍 过载保护倍数确定为 0 8 倍 过载保护电流是Iz 0 8 630 504 A 短路保护 Idj Iq 115 7 0 85 115 105 2 2 16 7 66 1170 A Idj Ie 1170 630 1 86 倍 短路保护倍数确定为 2 倍 短路保护电流是Id 2 630 1260 A 短路保护最远点是 d25点 电缆有 MYPTJ3 120 1 70 2900 米 变压器阻抗 Zb Ud Ue2 Se 5 5 3300 3300 3150 1000 0 19 R b P Ue2 Se2 12800 3 3 3 3 3150 3150 0 014 X b Zb 2 R b2 0 19 0 19 0 014 0 014 0 1895 电弧电阻按 Rh 0 01 计算 电缆 MYPTJ3 120 1 70 2900 米 R 0 0 23 km X 0 0 075 km Rl 0 667 Xl 0 2175 X Xx X b Xl 1 3 3 10 2 0 1895 0 075 0 3734 R R b Rl Rh 0 014 0 667 0 01 0 691 Z X X R R 0 3734 0 3734 0 691 0 691 0 7854 d25点的短路电流I d25 U 2 Z 3300 2 0 7854 2100 A 灵敏系数 Kl I d22 Id 2100 1260 1 67 合格 4 KBSGZY 3150 10 3 3 移变高压侧朗威达 PBG1 10 200 开关的保护 整定及校验 过载保护 Izj 1 1 Izs 1 1 504 3 03 183 A Izj Ie 183 200 0 91 倍 过载保护倍数确定为 0 9 倍 过载保护电流是Iz 0 9 200 180 A 短路保护 Idj 1 1 Ids 3 03 1260 3 03 456 A 短路保护倍数确定 Idj Ie 456 200 2 08 倍 选择为 2 倍 短路保护电流是Iz 2 200 400 A 短路保护灵敏性校验 短路保护最远点是 d25点 灵敏系数 Kl I d25 Id 2100 3 03 400 1 73 合格 5 KBSGZY 1250 10 1 2 移变低压侧八达 BXB3 800 1140 开关的保护 整定及校验 过载保护 第一支路 三台乳化液泵 Iz 1 1 150 170 A 第二支路 二台喷雾液泵 一台破碎机 Iz 75 126 1 1 220 A 短路保护 Idj Iq Kx Ie 150 7 75 126 1250 A Idj Iz 1000 220 4 5 倍 短路保护倍数确定为 5 倍 短路保护电流是Id 5 220 1100 A 短路保护最远点是 d27点 电缆有 MYP3 50 1 25 200 米 Id23 4054 A 短路保护灵敏性校验 Kl Id27 Iz 4054 1100 3 8 合格 6 KBSGZY 1250 10 1 2 移变高压侧八达 BGP46 10 200 开关的保护 整定及校验 过载保护 Izj 1 1 IZS 1 1 170 220 8 8 49 A Iz 50 A 短路保护 Idj 1 1 IZS 1 1 1100 8 8 137 A Idj Iz 137 50 2 75 倍 按 3 倍选择 Id 3 50 150 A 短路保护灵敏性校验 保护最远点是 d27点 短路电流I d27 4050 A 灵敏系数 Kl I d27 Id 4050 8 8 150 3 0 合格 6 11 高压开关 BGP 400 10 华荣 过载保护 Izj 1 1 IZS 1 1 0 85 50 180 195 A 195 400 0 49 倍 按 0 5 倍选择 Iz 0 5 400 200 A 短路保护 Idj 1 1 IZS