1446高档普采工作面设计机电部分.doc

1446高档普采工作面设计机电部分1.主要地质参数及采煤工艺1446工作面煤层为K4煤层，工作面倾斜长103m，走向长150m，工作面平均倾角为20，煤质硬度为f=22.5,煤层平均厚度0.8m，采煤方法走向长壁后退式。2.设备选用2.1 工作面选用刮板输送机SGZ-630/75型1台双滚筒电牵引采煤机MG100/240-WD型1台2.2 工作面运输巷选用运煤斜巷刮板输送机DTL-800型1台长31m石门皮带输送机DTL-800型1台长213m机巷皮带输送机DTL-800型2台长243m145m机巷转载刮板输送机SGB-630/751台长70m乳化泵WRB200/31.5型两泵一箱喷雾泵XPB250/55型两泵一箱回柱绞车JH-14型机、风巷各一台3. 电压等级工作面的电源电压为6KV，来自+465mN4变电所。根据用电设备的容量与布置，采用660V和1140V两种电压等级供电，照明电压采用127V。4. 工作面移动变电站与配电点位置的确定配电点设在+510 N4石门。工作面设备的供电开关均安装在机巷设备列车上，随工作面的推进，每隔100m，在轨道上移动一次，机巷设备的开关安装在每台设备机头处约10m范围内。5. 负荷统计及移动变电站的确定1446高档普采工作面负荷统计表设备名称设备型号电机台数开关型号额定功率(kW)额定电压(V)额定电流(A)额定功率因数cos整定电流（A）备注采煤机MG100/240-WD3QJZ2-40024011401600.70160工作面刮板SGZ-630/751QJZ-300751140430.8650运煤斜巷刮板SGZ-630/751BQZ-12075660820.8590石门皮带DTL-8001BQZ-12045660500.8550机巷皮带DTL-8002BQZ-12045660500.8550机巷转载刮板SGZ-630/751BQZ-12075660820.8690机巷回柱绞车JH-141BQZ-80N18.5660200.8825风巷回柱绞车JH-141BQZ-80N18.5660200.8225喷雾泵XPB-250/552BQZ-8030660320.8235乳化泵WRB-200/31.52QJZ-20037660410.88455.1 1#移动变电站向采煤机和工作面刮板动输机供电(1140V)，其需用容量计算值为：Sb1=Pe Kx/ cos pj=3150.5905/0.7=265.71kVA 式中 Pe 设备额定功率总和K x 需用系数 Kx=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6100/315=0.5905cospj 加权平均功率因数，取cospj=0.7Pd 其中最大的设备功率使用KBSGZY-1000/6型移动变电站，其额定容量为1000kVASb1=265.71kVA，满足供电要求。5.2 2#移动变电站向石门、机巷、风巷供电(660V)，其需用容量计算值为：Sb2=Pe Kx/ cospj=3520.5278/0.7=265.43kVA 式中K x 需用系数 Kx=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.675/352=0.5278cospj 加权平均功率因数，取cospj=0.7使用KBSGZY-630/6型移动变电站，其额定容量为630kVASb1=265.43kVA，满足供电要求。6. 供电图附图。7. 高压电缆的选择7.1 由于工作面两班生产，最大负荷年利用时间Tmax=30005000h，按经济电流密度选择导线截面，并按规程要求，采用铜芯电缆。电缆截面为： Sj=28.532 式中Ij 经济电流密度，查表得2.25A/2 P 额定总功率 Ue 额定电压按要求初选YJV22-6000-335高压交联电缆。7.2 按长时允许负荷电流校验YJV22-6000-335高压交联电缆的长时允许负荷电流Iy=118A最大工作电流计算值为： Ig=P103/Ue =667103（6000）=64.18A式中P 本综采工作面各用电设备额定功率的总和P =667kW; Ue 额定电压, Ue=6000V因Ig=64.18AIy=118A,所以所选高压电缆满足长时工作发热要求.7.3 按允许电压损失效验导体截面 U=16.04（V） 占额定电压百分数： U%=0.27%，满足要求 式中P有功功率为S*cos=667*0.7=467（kW） D导电率，铜芯软电缆取42.5m/2,铜芯铠装电缆取48.5 m/27.4 按三项短路电流验算所选截面热稳定性三相短路电流稳态值： I(3)=9.16（kA） 式中Sd母线短路容量，为100MVA Up允许最高电压，取+5% 由于煤矿供电一般为无限大系统，短路电流不衰减，假想时间与断路器的动作时间相同，故计算出电缆最小稳定截面为: Smin= I(3)*=32.52 式中C热稳定常数，查出该电缆短路最高允许温度为230，再查出C=141 tj断路器动作时间，取0.25s 因此，选用YJV22-6000-335高压交联电缆满足热稳定性要求。8. 低压电缆的选择 8.1 按长时负荷电流与机械强度要求初选低压电缆截面负荷名称机械强度要求最小截面（mm2）长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（mm2）初选标准截面（mm2）备注工作面刮板机1635433550电牵引采煤机35501605095机巷转载机1625832525皮带运输机451625乳化泵411625喷雾泵321625回柱绞车1625201616 8.2 采煤机电缆截面的选择 8.2.1 采煤机支线截面选择及电压损失 采煤机工作电流为： IZ=192.94（A） 式中cose ，e电动机的额定功率因数和效率 支线电压损失： Uz=13.69（V）采煤机电缆的最小截面为： Ag= =76.00mm2使用MCP-1140-3*95+1*25+4*6电缆，其长期允许负荷电流为295A，按发热条件满足机组需要。8.2.2 移动变电站的电压损失变压器有功功率Pb=KxPe=0.7*(240+75)=220.5kW 无功功率Qb=Pbtgpj=220.5*1.169=257.76变压器电压损失Ub=17.62（V） 式中Rb 、XbKBSGZY-1000/6型移动变电站绕组电阻和电抗8.2.3 采煤机干线电缆选择 干线允许电压损失：Uyc=Uy（Ub+Uz）=114（17.62+13.69）=82.69（V） 干线电缆最小截面积为： Sc=41.28（2） 选用一趟UPQ-1140-395+125可满足要求；8.3 工作面刮板运输机的电缆截面的选择及校验因本刮板输送机为双速双机头结构，应取电流较大的高速来计算。根据单台电动机的额定电流为101A，刮板运输机的支线电缆选取UPQ-1140-3*25+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆,按发热条件满足要求。但按电压损失不能满足要求.所以支线选择UPQ-1140-3*35+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆.1#刮板运输机支线的电压损失为：Uz=4.65V1#刮板运输机干线的电压损失为：Uyc=Ur(Ub Uz)=114(17.62+4.65) =91.73V1#刮板运输机干线的电缆截面为：Sc=8.86mm2根据刮板输机的允许工作电流和机械强度要求，刮板运输机的干线电缆可选取截面为352电缆，使用UPQ-1140-3*35+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆可满足要求；刮板运输机支线电缆可选取252电缆，使用UPQ-1140-3*25+1*10千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆可满足要求9.3 按最远最大电动机起动条件校验起动电压1#移动变电站距离最远最大的电动机为采煤机，电机动起动时所需最低端电压为：Uq= Ue= 1140=789.8V 式中Mqe=2.5 Mq=1.01.2采煤机起动时的实际电压：Uqs=-1=-1=1023.95V式中 Udqe=150.06V Pdqe=Kqcosqe=60.45=348.84kW(在额定电压下起动电动机时的起动功率) Pe=100KW为采煤机的切割电动机 Qdqe= Pdqe tgqe=348.841.98=690.69Kvar(在额定电压下起动电动机时的起动无功功率) R=Rbg= RbRg=0.0115+1.180.1950.6=0.149 (移动变电站和干线的电阻之和) X=Xbg= XbXg=0.096+0.0760.6=0.142 (移动变电站和干线的电抗之和)Ug=14.34VUg 电动机正常工作时采机电缆的电压损失Ubgs=20.82VUbgs 起动电动机正常工作时在移动变电站和电缆的电压损失 Pds= =88.89KW(电动机的实际功率) Qds= Pdstg=88.890.6=53.33KvarUq=789.8VUqs=1023.95V所以满足要求.9.4 其余干线电缆选择9.4.1 按长时允许电流初选电缆 电缆参数干线电缆电缆长度（m）负荷功率(kW）长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（mm2）选用截面（mm2）备注1#移变至采煤机75031520350952#移变后馈电开关至泵站1018720650502#移变后馈电开关至机巷1#皮带3001651825050泵站至石门皮带501201323535机巷2#皮带至机巷刮板机180758325259.4.2 因干线电缆需按质量标准化吊挂，机械强度不列入选用要求9.4.3 按电压损失效验电缆截面 Uz%=KfPeLzK%式中 Kf负荷系数 K%千瓦公里负荷电压百分数 电缆参数干线电缆电缆长度（m）电压（V）功率因数（cos）千瓦公里电压损失（%）电压损失（%）允许电压损失（V）是否合格1#移变至采煤机75011400.70.0122.15%117是2#移变后馈电开关至泵站106600.860.1070.14%63是2#移变后馈电开关至机巷1#皮带3006600.820.1512.97%63是泵站至石门皮带506600.820.1070.89%63是机巷2#皮带至机巷刮板机1806600.800.1511.92%63是 9.4.4 按启动条件效验电缆截面假设机巷皮带、刮板机、乳化泵、喷雾泵达到最大启动状态，既机巷最后一台刮板机启动，其余皮带、刮板机已经运行，乳化泵、喷雾泵各运行一台时：电机最小允许启动电压Uq= Ue=660*=552.2（V）式中 Ue电动机额定电压，V Kq电动机最小允许启动转矩与额定转矩之比值 q电动机在额定电压下启动转矩与额定转矩之比值启动电压U= Ue-U=660-660*1.92%=660-12.67=647.33（V） 552.2（V）=Uq 因此满足启动条件10. 整定值计算：10.1 1#移动变电站额定电流I1=160+43=203（A）其中额定电流Ia=两相短路电流Id(2)=供电最远点，工作面溜子上电机两相短路电流Id1(2)= =1370（A）三相短路电流Id(3)= Id(2)=2*1370/=1576（A）灵敏效验为Id1(2)/ Ia=1370500=2.741.5因此1#移动变电站整定电流为210A，整定短路电流为4倍10.2 2#移动变电站额定电流I2=41+32+50+83+50+50+83=389（A）两相短路电流Id(2)=供电最远点，工作面溜子上电机两相短路电流Id1(2)= =686（A）三相短路电流Id(3)= Id(2)=2*686/=789（A）灵敏效验为Id1(2)/ Ia=686410=1.671.5因此2#移动变电站整定电流为390A，整定短路电流为4倍10.3 +465mN4边界送变电点高压防爆开关额定电流IA=K1I1+K2I2=0.19203+0.11389=81.36（A）其中1#移动变电站变比K1=11406000=0.19 2#移动变电站变比K2=6606000=0.11灵敏效验为Id1(2)/ Ia=68682=8.371.5 因此高压防爆开关整定电流为85A，整定过流值为0.8倍，整定短路电流为4倍10.4 喷雾泵、乳化泵、石门皮带、运煤斜巷刮板机电源馈电开关额定电流(各有一台备用)Ia=41+32+50+83=206（A） 因此此开关整定电流为210A10.5 机巷皮带、机巷刮板运输机电源馈电开关 Ia=50+50+83=183（A） 因此此开关整定电流为190A10.6 各设备控制开关整定值设备名称设备型号开关型号额定功率(KW)额定电压(V)额定电流(A)整定电流(A)采煤机MG100/240-WDQJZ2-4002401140160160工作面刮板机SGZ-630/75QBZ-1207511404350运煤斜巷刮板机SGZ-630/75QBZ-1207511408285机巷、石门皮带DTL-800QBZ-120456605050机巷转载刮板机SGZ-630/75QBZ-1207511408285机巷回柱绞车JH-14QBZ-80N18.56602025回风巷回柱绞车JH-14QBZ-80N18.566