Ⅱ5215-2综采工作面供电设计说明.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除5215-2综采工作面供电设计第1节 工作面概况与设备选型配置一、 工作面概况：5215-2综采工作面，正机巷长530m，前期切眼103m，后期切眼长130m。工作面支护选用ZZ7600/20/40型综采支架，采煤机选用MG400/920-QWD型，工作面运输机SGZ-800/800型。机巷第一部为DSS-100/63/275皮带机（100m）,二部为DSS-100/63/275(480m)皮带机，转载机使用SZZ-830/200型，破碎机使用PLM-1500型，乳化液泵使用BRW-400/31.5型，通讯控制采用KTC-2型。工作面切眼前期共安设68架液压支架，后期共安设87架液压支架。二、工作面主要设备选型设备名称规格型号单位数量主要技术参数液压支架ZZ7600/20/40架87支撑高度：最低2000mm，最高 4000mm采煤机MG400/920-QWD台1功率2400KW，3.3KV,滚筒直径1.8m，采高1.83.76m工作面运输机SGZ-800/800部1功率2400KW，最大铺设长度200m，输送量1500t/h，电压3.3Kv，链速1.31m/s转载机SZZ-830/200部1功率200KW，电压1.14Kv破碎机PLM-1500部1功率160KW皮带机DSS-100/63/275部3功率75KW2，输送能力630T/h三、 主要电气设备的选型用电设备选 用 开 关型 号额定电压（KV）额定电流（A）备 注采煤机8SKC9215/1800/3.33.31800运输机8SKC9215/1800/3.33.31800乳化液泵8SKC9215/1800/3.33.31800转载、破碎机QJZ-4400/11401.14400第二节 供电系统的选择确定供电现状及说明： 1上部变电所，由水平中央变电所供出的1一、二回路两趟MYJV22-6 350-800m电缆分别供电，针对2采区准备安装5215-2综采工作面情况，经计算1一、二回路两趟电缆，都无能力单独一趟电缆承担整个5215-2综采工作面的供电，只有在现有供电能力的基础上，将1一、二回路原所带的负荷和综采面的负荷重新调配成双回路分担，供电能力才能满足生产要求，重新调整的负荷为：1一回路承担综采机巷转载机、破碎机、皮带机、风巷无极绳的负荷1300Kw；1二回路承担综采工作面煤机、运输机、乳化液泵的负荷共计1570Kw。但其中1一个回路出现故障后，另外一个回路都无法承担整个2采区的供电。（具体供电图附后）以下为5215-2综采供电设计。1、 供电变电所根据该工作面巷道设计和采区变电所的分布情况,选择1上部变电所供电。2、 供电系统构成根据供电设备选型的原则及所选设备的电动机型号规格，初步设计见附图所示的综采工作面供电系统。本工作面三路高压供电，第一路：1#1600KVA/6/3.4移动变电站带工作面的煤机，2#1600KVA/6/3.4移变带乳化液泵站、工作面输送机；第二路：3#800KVA/6/1.14移变带机巷两部皮带、转载破碎机、喷雾泵、等设备。（其中第一路、二路所带配套的开关、电缆系统安装在距切眼100m的机巷内，采用大断面布置法, 随工作面的推进而移动；第三路：4#315KVA/6/0.66干变带1下水泵、风巷无极绳、回柱绞车等设备。机巷高压供电的1#、2#、3#移变放置在1轨道一号眼内，乳化液泵、喷雾泵放置在1轨道下部泵房附近，两路高压供电分别由1上部变电所内的1一、二回路的高压线路分别承担供电；4#干变放置在1下泵房内，由1上部变电所内的1一回路高压承担供电。第三节 负荷统计及移动变电站选择设备名称设备型号设备台数额定功率（KW）额定电压（V）额定电流（A）采煤机MG400/920-QWD12400+250+20KW 3300V211.6运输机SGZ-800/8001200KW2 3300V462转载机SZZ-830/2001200KW 1140V120破碎机PLM-15001160KW1140V95.3皮带机DSS-100/63/275275KW21140V482乳化液泵BRW-400/31.52250KW 3300V57.5合计2230KW1、 统计工作面系统用电负荷：2、 变压器的选择：根据供电系统拟定的原则，采用三台移动变电站向工作面系统供电。1#变压器向采煤机供电，其总的额定功率为920KW。根据公式： S=（KVA），其计算容量为：S1867.4KVA 式中：S工作面的电力负荷视在功率，KVA； 变压器所带的总负荷，KW； COS加权功率因数，查表得COS0.7； Kx需用系数，Kx0.4+0.60.4+0.60.66 PS最大一台电动机功率，KW。选用一台KBSGZY-1600/6/3.4型移动变电站供电，其Sbe=1600KVAS1=867.4KVA，满足供电要求。 2#变压器向工作面输送机、乳化液泵站供电，其总的额定功率为650KW。 其计算容量为：S2538.5KVA式中： Kx0.4+0.60.4+0.60.58选用一台KBSGZY-1600/6/3.4型移动变电站供电，其额定容量Sbe=1600KVAS2=538.5KVA，满足供电要求。3#变压器向机巷三部皮带机、喷雾泵和转载破碎机等设备供电，其总的额定功率为720KW。 其计算容量为：S3586.3KVA式中： Kx0.4+0.60.4+0.60.57选用一台KBSGZY-800/6/1.14型移动变电站供电，其额定容量Sbe=800KVAS3=586.3KVA，满足供电要求。4#变压器向1下泵房、风巷无极绳和回柱绞车等设备供电，其总的额定功率为183.5KW。 其计算容量为：S4233.3KVA式中： Kx0.4+0.60.4+0.60.89选用一台KBSG-315/6/0.66型变电站供电，其额定容量Sbe=315KVAS4=233.3KVA，满足供电要求。第四节 高压电缆选择与校验一、按设计规定初选电缆规格、型号和长度：1、从中央变电所到1上部变电所的1二回路电缆为MYJV22-6 350-800m，从1上部变电所到1#、2#移动变电站为MYJV22-6 370-300m，该趟回路所带为综采工作面3300V系统，总负荷容量1570KW。（1）按长时允许负荷电流选择校验电缆截面计算高压电缆的长时负荷电流：Ifh=167.9A式中：Kx需用系数，Kx0.4+0.60.4+0.60.7Pe变压器所带的总负荷， Ue额定电压， Ps变压器二次侧最大一台负荷， cos加权平均功率因数，查表得COS0.7 平均效率，查表得=0.9根据计算Iy=173AIfh=167.9，选用MYJV22-6 350型高压电缆满足要求。（2）按电压损失校验高压电缆截面 高压配电线路允许电压损失取5%，则Uy=5%Ue=5%6000=300V式中：L 电缆长度，m; D 电导率，铜取53； S 电缆截面，mm U=83VUy=300V,电压损失符合要求。（3）热稳定校验电缆截面假定井下中央变电所6KV母线上的最大短路容量正好被限制在50MVA其最大三相稳态短路电流为=4811KA电缆最小热稳定截面为Amin=43.1mm2式中: tj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tj=0.7s.C电缆的热稳定系数, 有接头的铜芯电缆C=93.4所需最小截面Amin=43.1mm2Ifh=106.3，选用MYJV22-6/6 350型高压电缆满足要求。(2) 按电压损失校验高压电缆截面 高压配电线路允许电压损失取5%，则Uy=5%Ue=5%6000=300V式中：L 电缆长度，m; D 电导率，铜取53； S 电缆截面，mm U=51.6VUy=300V,电压损失符合要求。（3） 热稳定校验电缆截面假定井下中央变电所6KV母线上的最大短路容量正好被限制在50MVA其最大三相稳态短路电流为=4811KA电缆最小热稳定截面为Amin=43.1mm2 式中: tj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tj=0.7s.C电缆的热稳定系数, 有接头的铜芯电缆C=93.4所需最小截面Amin=43.1mm2189A。2#移动变电站 所带负荷为输送机/乳化液泵站。输送机额定电流 Ig=Ie=P/Ucos=400/(1.7323.30.85)=82.3A，输送机开关干线电缆选用一根MYPT1.9/3.3 370+125800m，其长时允许通过的电流为215A82.3A。输送机的支线额定电流Iz=Ie=P/Ucos=200/(1.7323.30.85)=41.2A。输送机支线电缆选用两根MYP1.9/3.3 335+116+44电缆，一根300M，另一根150M。其长时允许通过的电流为138A41.2A。乳化液泵额定电流 Ig=Ie=P/Ucos=250/(1.7323.30.85)=51.5A，乳化液泵干、支线电缆选用MYPT1.9/3.3 335+116，其长时允许通过的电流为138A51.5A。3#移动变电站 所带负荷为机巷两部皮带机、喷雾泵、转载破碎机。 一、二部皮带干线的额定电流Iz=Ie=P/Ucos=150+150+15/(1.7321.140.85)=187.7A，选用MYP0.66/ 1.14 370+135电缆。其长时允许通过的电流为215A187.7A。转载机、破碎机干线额定电流Ig=Ie=P/Ucos=160+200/(1.7321.140.85)=214.5A，机巷转载机、破碎机干线电缆选用一根MYP0.66/1.14 395+135-750m，其长时允许通过的电流为260A214.5A。转载机支线的额定电流Iz=Ie=P/Ucos=200/(1.7321.140.85)=119.2A，选用MYP0.66/1.14 350+116-120m电缆。其长时允许通过的电流为150A119.2A。破碎机支线的额定电流Iz=Ie=P/Ucos=160/(1.7321.140.85)=95.3A，选用MYP1.9/3.3 350+116-140m电缆。其长时允许通过的电流为150A95.3A。4#变电站 所带负荷为风巷无极绳绞车与回柱绞车。1下水泵、风巷无极绳绞车，干线电流Ig=Ie=P/Ucos=183.5/(1.7320.660.85)=188.9A，风巷无极绳干线电缆选用一根MYP0.66/1.14 370+135，其长时允许通过的电流为215A188.9A。二、按允许电压损失校验电缆截面1、允许电压损失根据技术资料规定变压器低压侧到电机端子的电压损失，不能大于其允许值为合格UUy。对于额定电压为3300V供电系统中其允许电压损失为Uy =0.1Ue=0.13300=330V;1140V级的供电系统中，其允许电压损失为Uy =117V，660V级的供电系统中，其允许电压损失为Uy =63V.2、系统电压损失计算采区低压电网的最大电压损失一般由三部分组成，即电源变压器至最远电动机端子之间总的电压损失为：U=Ub+Ug+UzUb变压器内部的电压损失，Ug电缆干线上的电压损失，Uz电缆支线上的电压损失。（1） 变压器内部的电压损失（Ub）1#变压器的电压损失Ub=91.8V式中: Ub(URCOSpj +UXsinpj) =0.54(0.510.7+6.480.714)=2.7=Sb/Sbe=867.4/1600=0.54Sbe-变压器额定容量;Sb -变压器计算负荷,Sb=KVAKx需用系数，Kx0.4+0.60.4+0.60.66COS、sin变压器负荷的功率因数及相应的正弦值UR变压器绕组电阻压降百分数,UR=%=%=0.51%P-变压器短路损耗;Ux-变压器绕组电抗压降百分数,Ux=6.48Uk-变压器阻抗压降百分数,查综采技术手册得Uk=6.52#变压器的电压损失Ub=V=51V式中:Ub(URCOSpj +UXsinpj) =0.34(0.510.7+6.50.714)=1.65=Sb/Sbe=538/1600=0.343#变压器的电压损失Ub=V=41.8V式中:Ub(URCOSpj +UXsinpj) =0.73(0.750.7+5.950.714)=3.48=Sb/Sbe=586/800=0.73其中：查表P=6000 Uk=64#变压器的电压损失Ub=10.1V式中: Ub(URCOSpj +UXsinpj) =0.47(0.70.7+3.90.714)=1.54=Sb/Sbe=233.3/500=0.47Sbe-变压器额定容量;COS、sin变压器负荷的功率因数及相应的正弦值UR变压器绕组电阻压降百分数UR=%=%=0.70%P-变压器短路损耗Ux-变压器绕组电抗压降百分数Ux=3.9Uk-变压器阻抗压降百分数,查综采技术手册得Uk=4 (2)支线、干线电压损失:1-1 采煤机干线电缆MYPT1.9/3.3 395+135800m与支线电缆MCPTJB-1.9/3.3 395+150+46-300m的电压损失:Ug76V式中：Pe-各段负荷功率；Lg-各段支线长度； Sg-干线电缆主芯线截面； D0-导线的导电率；Kx-需用系数，Kx=1；采煤机电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz=91.8+72.5=167.8V330V所选煤机电缆满足供电要求。2-1 输送机干线电缆MYPT1.9/3.3 370+325/3800m的电压损失Ug32.6V2-1-1 输送机机尾电缆MYPT-1.9/3.3 335+116+44300M的电压损失Uz12.2V运输机机尾电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz=51+32.6+12.2=95.8V330V所选运输机电缆满足供电要求。2-2 乳化液泵干、支线电缆MYPT1.9/3.3 335+116300m的电压损失Ug15.2V乳化液泵电机端子的压降为: U=Ub+Ug=51+15.2=66.2V330V所选乳化液泵电缆满足供电要求。3-1 机巷一、二部皮带干、支线电缆MYP0.66/1.14 370+135（260m+110m）的电压损失Ug34.3V二部皮带电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz=41.8+34.3=76.1V117V所选一、二部皮带干、支线电缆满足供电要求。3-2 机巷转载机、破碎机干线电缆MYP1.9/3.3 395+135800m的电压损失Ug62.6V3-2-1 转载机支线电缆MYP1.9/3.3 350+116120m的电压损失Uz9.9V转载机电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz=41.8+62.6+9.9=114.3V117V所选转载机电缆满足供电要求。3-2-2 破碎机支线电缆MYP0.66/1.14 350+116140m的电压损失Uz9.2V破碎机电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz=41.8+62.6+9.2=113.6V117V所选破碎机电缆满足供电要求。4-1 1下水泵、风巷无极绳、回绞干线电缆MYP0.66/1.14 370+135120m的电压损失Ug11.2V4-1-1 风巷回柱绞车支线电缆MYP0.66/1.14 325+116700m的电压损失Uz18.5V 风巷回柱绞车电机端子的压降为: U=Ub+Ug+Uz =10.1+11.2+18.5=39.8V63V所选风巷回柱绞车支线电缆满足供电要求。3、 按启动条件启动校验所选干线电缆截面： 根据电工学理论，电动机启动时末端电压不小于0.7Ue，则启动允许电压损失值为： Uay=U2e0.7Ue=33000.73300=990 V ；1、煤机启动电压损失校核 煤机在最低电压启动时，其启动电流值为：IQ=IQeUQ/Ue=IQe=0.76184=773A ；a.支线电压损失：启动时功率因数按0.5计算。 V；b.干线电压损失：Vc.变压器电压损失： = =432.7 V；d.起动电压损失：V因为V，故煤机启动电压损失符合要求，电缆选用合格。第六节 移变系统短路电流计算一、短路点的选定一般选定移动变电站高压进线端作为短路点，计算高压短路电流；计算低压短路电流时，短路点一般选在变压器的二次母线上和低压配电线路的首、末端。二、短路回路元件阻抗计算1、电源系统电抗:Xx0.794式中: U2e-移变二次侧额定电压.Sd-采区变电所6KV母线短路容量,MVA折算到3.3KV侧 Xx（3.3/6.3）0.79=0.231折算到1.2KV侧 Xx（1.2/6.3）0.79=0.028折算到0.66KV侧 Xx（0.66/6.3）0.79=0.00852、高压电缆阻抗折算到低压电缆阻抗值:井下中央变电所至1上部变电所1一、二回路的高压电缆都为（MYJV 22-6 350-800M）,从1上部变电所到1轨道二号眼带1#、2#移变和3#移变的高压电缆都为（MYJV22-6 370-400M），1上部变电所到1下泵房4#移变高压电缆为（MYJV22-6 325-500M）。折算到低压电缆的阻抗值为： 1二回路至1#、2#移变的高压的电缆长度均为L1=800m，L2=400m折算到3.3KV侧 R0=+0.1278X0=+0.02式中：R0高压电缆的电阻(/km)X0高压电缆电抗(/km)Kb变压器的变比 1一回路至3#移变的高压的电缆L1=800m，L2=400m折算到1.2KV侧 R0=+0.0169X0=+0.0027 1一回路至1下泵房带4#移变的高压的电缆L1=800m，L2=500m折算到660V侧 R0=+0.0085X0=+0.00093、移动变电站阻抗值：移动变电站（KBSGZY-1600/6/3.3）阻抗值由表中查得， Rb=0.0349; Xb=0.3402移动变电站（KBSGZY-800/6/1.2）阻抗值由表中查得， Rb=0.0135; Xb=0.1072变电站（KBSG-315/6/0.66）阻抗值由表中查得， Rb=0.0106; Xb=0.064、低压电缆阻抗:1-1 采煤机电缆干、支线是MYPT1.9/3.3 395+135-800M MCPTJB-1.9/3.3 395+150+46300m,阻抗值为：R0=0.217/Km X0=0.069/Km R c=R0L=0.2171.1=0.2279 X c=X0L=0.0691.1=0.07252-1 运输机的干线电缆是MYPT1.9/3.3 370+325/3-800M的阻抗值为：R0=0.294/Km X0=0.072/Km R yg=R0L=0.2940.8=0.2205 X yg=X0L=0.0720.8=0.0542-1-1运输机机尾支线电缆MCP1.9/3.3 335+116+44-300m的阻抗值为：R0=0.588/Km X0=0.078/KmRwz= R0L=0.5880.3=0.1764Xwz= X0L=0.0780.3=0.02342-2机巷乳化液泵干、支线电缆MYPT1.9/3.3 335+116+44的阻抗值为：L=0.3KmRB= R0L=0.5880.3=0.1764XB= X0L=0.0780.3=0.02343-1 机巷一、二部皮带干、支线电缆MYP0.66/1.14 370+135的阻抗值为：R0=0.315/Km X0=0.078/Km L=270m+110m=0.38Km R1=R0L=0.3150.38=0.1197 X1=X0L=0.0780.38=0.02963-2 转载机、破碎机干线电缆MYP0.66/1.14 395+135-800m的阻抗值为：R0=0.230/Km X0=0.075/Km R zpg=R0L=0.230.75=0.1725 X zpg=X0L=0.0750.75=0.05633-2-1 破碎机支线电缆MYP0.66/1.14 350+116140m的阻抗值为：R0=0. 0.448/Km X0=0.081/Km Rpz=R0L=0.4480.14=0.0627 X pz=X0L= 0.0810.14=0.01134-1风巷回柱绞车干、支线电缆MYP0.38/0.66 370+135140m、MYP0.66/1.14 325+116-700m的阻抗值为： R fh=R0L=0.3150.14+0.8560.7=0.6433 X fh=X0L=0.0780.14+0.06620.7=0.05735、计算短路回路总阻抗1#移变 d1点:R1R0+R+Rb0.1278+0.03490.1627X1Xx+X0+X+Xb0.231+0.02+0.34020.5912煤机d1-1点:R1-1R1+Rcg+Rcz0.1627+0.22790.3906X1-1X1+Xcg+Xcz0.5912+0.07250.66372#移变 d2点:R1R0+R+Rb0.1278+0.03490.1627X1Xx+X0+X+Xb0.231+0.02+0.34020.5912运输机机尾d2-1点:R2-1R2+Ryg+Rwz0.1627+0.2205+0.17640.5596X2-1X2+Xyg+Xwz0.5912+0.054+0.02340.6686乳化液泵d2-2点:R2-2R2+Rr0.1627+0.17640.3391X2-2X2+Xr0.5912+0.01170.61463#移变d3点:R3R0+R+Rb0.0169+0.01350.0304X3Xx+X0+X+Xb0.028+0.0027+0.10720.1379二部皮带机d3-1点:R3-1R3+R310.0304+0.11970.15X3-1X3+X310.1379+0.02960.1675破碎机d3-2点:R3-2R3+Rzpg+Rpz0.0304+0.1725+0.06270.2656X3-2X3+Xzpg+Xpz0.1379+0.0563+0.01130.20554#移变d4点:R4R0+R+Rb0.0085+0.01060.0191X4Xx+X0+X+Xb0.0085+0.0009+0.060.0694风巷回柱绞车d4-1点:R4-1R4+Rfh0.0191+0.64330.6624X4-1X4+Xfh0.0694+0.05730.12676、计算两相短路电流2690.9A2142.9A2690.9A1892.2A2350.84249.3A2690.6A1786.8A4584A489.3A7、低压电缆热稳定校验1#移动变电站配出电缆热稳定需要的最小截面为:Amin= 25.8mm2Ae2#移动变电站配出电缆热稳定需要的最小截面与1#移变近似相等。3#移动变电站配出电缆热稳定需要的最小截面为:Amin=43.9mm2Ae4#移动变电站配出电缆热稳定需要的最小截面为:Amin=47.8mm2Ibe=293A4#高压配电装置所带高压最大负荷电流为：Ibe=73A所选矿用高压隔爆配电装置BGP30-6(100/5), 其额定电流为：Ie=100AIbe=73A6#高压配电装置所带高压最大负荷电流为：Ibe=74.7A所选矿用高压隔爆配电装置BGP30-6(200/5), 其额定电流为：Ie=200AIbe=74.7A2、过载保护的整定动作电流为2#高爆开关：Ibe=293AnzdIe=