煤矿11405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 织金县贵平煤矿11405综采工作面供电设计编制人：尹承举 编制单位：机运工区 编制日期：2014-8-1011405综采工作面供电设计（一）综采工作面主要条件该工作面属于14#煤层一采区，平均煤层厚度3m，工作面长度115m,走向长度为235m，平均倾角7-8度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度3m。矿井井下高压采用10KV供电，由采区变电所负责向该综采工作面配电点供电。配电点采用KBSGZY-1000及KBSGZY-1000移动变压器想该综采工作面供电，该配电点距综采工作面切眼400m。（2） 设备选用1、 工作面设备采煤机选用上海天地科技股份有限公司生产的MG300/720-AWD3型采煤机，其额定功率725KW，其中两台截割主电动机功率为300KW,额定电压为1140V；两台牵引电机功率为55KW,额定电压为380V;调高泵电机电压1140V，功率7.5KW。工作面刮板输送机山东矿机集团股份有限公司制造的SGZ730/400型输送机，机头及机尾都采用额定功率为2200KW的双速电机，额定电压为1140V。2、顺槽设备1）1部吊挂带式输送机：采用许昌研发工矿设备制造有限责任公司制造的DTS80/15/37S型转载机。其额定功率37KW,额定电压660V。2）2部吊挂带式输送机：采用河南华豫煤矿机械有限责任公司制造的DTS80/35/2/2*55型转载机。其额定功率2*55KW,额定电压660V。3)刮板输送机:采用山东能源机械集团有限公司制造的SGB630/55T型刮板输送机，其额定功率55KW,额定电压660V。4）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用山东新煤机械装备股份有限公司生产的BRW315/31.5型液泵，其额定功率200KW,额定电压1140V。 5）喷雾泵：采用山东新煤机械装备股份有限公司生产的BPW250/10型（2台），其额定功率55KW,额定电压1140V。3、其它设备 （三）工作面移动变电站及配电点位置的确定工作面电源电压为10kV,来自井下中央变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V电压等级供电，照明及保护控制电压采用127V。在临时变电所处设置移动变电站，为顺槽皮带机供电；在顺槽皮带巷300米设置配电点，用以对工作面设备进行供电。（四）负荷统计及移动变电站选择1、1#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1000/10采煤机MG300/720-AWD2*300+2*55+7.51140 380合计725计算电力负荷总视在功率 S=PN KVA 式中 S所计算的电力负荷总的视在功率 ，KVA ； PN参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW； Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数； Kr-需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6 式中 PS最大电机的功率数 ，KW ；PN其他参加计算的用电设备额定功率之和， KW；则 Kr =0.4+0.6 =1 Cos取0.8 Kr取1电力负荷总视在功率为 S=725=906.25KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1000/10矿用隔爆型移动变电站一台。2、2#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1000/10刮板输送机SGZ730/6302*2001140乳化泵BRW315/31.52001140喷雾泵 BPW250/10551140照明综合装置ZBZ-4.04.01140/127合计655计算电力负荷总视在功率 Kr =0.4+0.6 =0.61 Cos取0.7 Kr取1电力负荷总视在功率为 S=655=570KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1000/10矿用隔爆型移动变电站一台。3、3#移动变电站的选取3#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-500/10顺槽皮带机DTS80/15/37DTS80/35/2/2*55DTS80/35/2/2*5537+110+110660SGB620/55T型刮板输送机55660合计312计算电力负荷总视在功率 Kr =0.4+0.6 =0.61 Cos取0.7 Kr取0.61电力负荷总视在功率为 S=312=271.8KVA3#移动变电站主供顺槽皮带机，由负荷统计可知，选择KBSGZY-500/10型移动变电站一台可以满足供电需求。（五）、移动变电站高压开关的选择（1）、配电装置额定电压：选定为10KV。（2）、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流Ie为Ie=式中 Se变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。1.1# 2#移变高压开关的选择高压侧额定电流为Ie=根据计算选择KJG-100/10Y 100/5型高压真空配电装置。2.3#移变高压开关的选择高压侧额定电流为Ie=根据计算选择KJG-100/10Y 型高压真空配电装置。 （六）高压电缆截面选择校验按设计规定及矿用高压电缆选型，初选MYJV22-10kV型矿用10KV铜芯、橡套、双屏蔽电缆.620米。1、供1# 2#移变高压电缆截面选择（L1）1）按长时允许电流选电缆截面需用系数， ；式中 加权平均功率因数，取0.7； =10000V额定电压。 PN参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW；Kr-需用系数。Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得35mm2 电缆为138A 59.3A 满足要求。2）按经济电流密度校验电缆截面。A-电缆主芯截面j-经济电流密度 A/mm2 查表得2.25根据高压电缆经济电流密度校验35 mm2电缆能够满足要求。3）按允许电压损失校验U%=PLK = 1.3950.620.63= 0.54%高压电缆线路中的电压损失百分数。 K 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数； 10KV时，K=1(R0+X0tan)=1(0.588+0.0780.577)=0.63。 电缆输送的有功功率，兆瓦。L 电缆长度，km。 允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。4） 热稳定校验电缆截面设井下采区变电所10kV 母线最大短路容量限制50MVA，最大三相稳态短路电流Amin=35mm2短路电流的假象时间，即热等效时间，取0.25S;C电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。热稳定校验电缆截面满足要求。综上可知1#、2#高压电缆选择35mm2，可以满足供电要求。2、 根据负荷统计表，3#高压电缆也选择35mm2，可以满足供电要求。 最后选高压电缆的长度620m， 其型号可选现有MYJV22-6/10-335 。所用电缆热稳定校验和电压损失校验均能通过，满足使用要求。(七)按长时负荷电流选择低压电缆截面长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。1、采煤机电缆（L1）选择：式中 PN参加计算的所有用电设备额定功率之和， kW；Kr-需用系数。Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用MCP橡套电缆长时允许载流量查表得95mm2 电缆为260A 70mm2 电缆为210A 。 260+210=470458.9A 满足要求。2、面刮板输送机电缆（L2）选择：根据矿用MYP橡套电缆长时允许载流量查表95mm2 电缆为260A ,260A 253.2A 满足要求。3、乳化液泵、喷雾泵电缆（L3）选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm2 电缆为173A 160A 满足要求。4、机巷皮带机、溜子电缆（L4）选择：根据矿用MY橡套电缆长时允许载流量查表得70mm2 电缆为215A 199A 满足要求。根据计算，初选电缆见下表：电缆编号负荷名称长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（查表mm2）初选截面(mm2)备注L1采煤机458.995、7095520mL2面刮板输送机253.295702*400+2*120mL3乳化液泵、喷雾泵1745050800mL4机巷皮带、溜子1997070130m 采煤机选用MCP-1140-3*95+1*70型电缆，面刮板输送机及乳化液泵、喷雾泵选用MYP-1140-3*95、MYP-1140-1*70型电缆，其余电缆均选用660V MY型矿用橡套屏蔽电缆。（八）按机械强度要求校验电缆截面机械强度要求采煤机电缆允许最小截面70-95 mm2，机巷皮带、刮板输送机为16-70 mm2，均满足要求。（九）短路电流计算1.1#移变二次出口端的短路电流Id1计算（1）系统阻抗变压器二次电压1200V，容量1000kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L1=0.02km查表得,Ro=0.588/ km, Xo=0.078/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.5880.02=0.36456Xg=0.0780.02=0.04836（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-1000/10型移动变电站的vs=4.5, PN.T=6100W则变压器的电阻、电抗： Rb1=PNT/3INT2=PNTUTN2/ST2Xb1=10uS%UTN2/ ST=10(U K 2-UR2)1/2UTN2/ ST式中：Rb1、 Xb1 分别为变压器每相电阻和电抗值，欧； us 变压器绕组电抗压降百分值，%；us =(U K 2-UR2)1/2 U K 变压器绕组阻抗压降百分值，%； UR 变压器绕组电阻压降百分值，%；UR=P/(10SN)%PNT 变压器短路损耗，瓦；UTN、INT 变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A);ST 变压器额定容量，KVA。0.00870.05672.2#移变二次出口端的短路电流Id1计算（1）系统阻抗变压器二次电压1200V，容量1000kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L1=0.12km查表得,Ro=0.588/ km, Xo=0.078/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.5880.12=0.0705Xg=0.0780.12=0.00936（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-1000/10型移动变电站的vs=4.5, PN.T=6100W则变压器的电阻、电抗： Rb1=PNT/3INT2=PNTUTN2/ST2Xb1=10uS%UTN2/ ST=10(U K 2-UR2)1/2UTN2/ ST式中：Rb1、 Xb1 分别为变压器每相电阻和电抗值，欧； us 变压器绕组电抗压降百分值，%；us =(U K 2-UR2)1/2 U K 变压器绕组阻抗压降百分值，%； UR 变压器绕组电阻压降百分值，%；UR=P/(10SN)%PNT 变压器短路损耗，瓦；UTN、INT 变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A);ST 变压器额定容量，KVA。0.00870.05672.采煤机电机处短路电流Id3计算MCP 395+135 、370+135型电缆的电阻、电抗：L2=490米，阻抗参数：95mm2 ：Ro=0.247/ km, Xo=0.075/ km 70mm2 ：Ro=0.345/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.2470.49=0.121 Rg1=0.3450.49=0.169Xg1=0.0750.49=0.036 Xg1=0.0780.49=0.038R=0.121+0.169=0.29X=0.036+0.038=0.074 =1.15*=2307.5A 3.3#移变二次出口端的短路电流Id5计算（1）系统阻抗变压器二次电压690V，容量500kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗10kV电缆L1=0.62km查表得,Ro=0.588/ km, Xo=0.078/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.5880.62=0.36456Xg=0.0780.62=0.04836（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-500/10型移动变电站的vs=4, PN.T=3100W则变压器的电阻、电抗：0.00590.0384.面刮板输送机前电机处短路电流Id13计算MYP 395+135 、370+135型电缆的电阻、电抗：L2=400米，阻抗参数：95mm2 ：Ro=0.247/ km, Xo=0.075/ km 70mm2 ：Ro=0.345/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.2470.4=0.098 Rg1=0.3450.4=0.138Xg1=0.0750.4=0.03 Xg1=0.0780.4=0.031R=0.098+0.138=0.236X=0.03+0.031=0.061 =1.15*=2875A 6、主喷雾泵电机处短路电流Id16计算MYP 350+125 型电缆的电阻、电抗：L15=48米，MYP 325+116型电缆的电阻、电抗：L15=105米，阻抗参数： 50mm2 ：Ro=0.49/ km, Xo=0.081/ km 25mm2 ：Ro=0.936/ km, Xo=0.088/ kmRg1=0.490.048=0.023 Rg1=0.9360.105=0.098 Xg1=0.0810.048=0.0038 Xg1=0.0880.105=0.0092R=0.023+0.098=0.12X=0.0038+0.0062=0.01 =1.15*=5750A 7、11.4kw绞车电机处短路电流Id7计算MY 325型电缆的电阻、电抗：L8=133米， MY 370型电缆的电阻、电抗：L8=30米，阻抗参数：70mm2 ：Ro=0.345/ km, Xo=0.078/ km 25mm2 ：Ro=0.936/ km, Xo=0.088/ kmRg2=0.3450.03=0.01 Rg2=0.9360.113=0.105Xg2=0.0780.03=0.0023 Xg2=0.0880.113=0.009R=0.01+0.105=0.115X=0.0023+0.009=0.0113 =1.15*=3464.95A 8.45kw慢速绞车开关入口处短路电流Id9计算MY 325型电缆的电阻、电抗：L8=90米， MY 350型电缆的电阻、电抗：L8=50米，MY 370型电缆的电阻、电抗：L8=30米，阻抗参数：70mm2 ：Ro=0.345/ km, Xo=0.078/ km 50mm2 ：Ro=0.49/ km, Xo=0.081/ km 25mm2 ：Ro=0.936/ km, Xo=0.088/ kmRg3=0.3450.03=0.01 Rg3=0.490.05=0.0245Xg3=0.0780.03=0.0023 Xg3=0.0810.05=0.04Rg3=0.9360.09=0.084 Xg3=0.0880.09=0.007R=0.01+0.0245+0.084=0.118X=0.0023+0.04+0.007=0.049 =1.15*=3967.5A 9.55kw刮板输送机电机处短路电流Id10计算MY 325型电缆的电阻、电抗：L8=220米， 阻抗参数：25mm2 ：Ro=0.936/ km, Xo=0.088/ kmRg1=0.9360.22=0.205Xg1=0.0880.22=0.019 =1.15*=1983.75A （10） 高压开关的整定。1、1#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定 过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取42。短路保护的整定，按躲开最大电动机起动，即采煤机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数4.3，取=5倍。开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 1.5，满足要求。、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值 过载保护的整定值取Isb.o=504A短路保护的整定整定值取1810。动作电流倍数3.5，取=4倍。1.5，满足要求2、2#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定 过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取40。短路保护的整定，按躲开最大电动机起动，即面溜子及油泵起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数4.2，取=5倍。开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 1.5，满足要求。、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值 过载保护的整定值取Isb.o=504A短路保护的整定整定值取1810。动作电流倍数5，取=5倍。1.5，满足要求3、3#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定 过载保护整定：隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即 整定值取25。短路保护的整定，按躲开最大电动机起动，即设备起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：动作电流倍数6.8，取=7倍。开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护，小于3的过电流，由过载保护装置动作。按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为： 1.5，满足要求。、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值 过载保护的整定值取Isb.o=504A短路保护的整定整定值取1810。动作电流倍数5.4，取=6倍。1.5，满足要求1、短路保护整定KJG-100/10Y型真空配电装置是电子式高压综合保护器，其整定值按下式进行选择：n式中 n互感器二次侧额定电流（5A）的倍数； Ige高压配电装置额定电流，A。按上式计算出的整定值还应按下式进行校验：1.5 1.5式中 Id（2）变压器低压侧两相短路电流值，A；IZ高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A；Kb变压器的变比；Y/接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；1.5保证过电流保护装置可靠动作的系数。（十一）低压开关的整定及校验1. 1#开关QJZ-630的保护整定：Pe=725kW Ue=1140V过流保护装置的动作电流： A 额定电流见初选电缆截面表，取431A。 短路保护装置的动作电流：取3A。 按采煤机电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，灵敏系数1.5，满足要求2. 2#开关QJZ-2*200的保护整定：Pe=400kW Ue=1140V过流保护装置的动作电流： A 额定电流见初选电缆截面表，取254A。 短路保护装置的动作电流：取3A。 按面溜子电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，灵敏系数1.5，满足要求3. 3#开关QBZ-120的保护整定：Pe=55kW Ue=1140V过流保护装置的动作电流： A 额定电流见初选电缆截面表，取35A。 短路保护装置的动作电流：取3A。 按喷雾泵电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，灵敏系数1.5，满足要求 4. 4#开关QBZ-80N的保护整定：Pe=11.4kW Ue=660V过流保护装置的动作电流： A 额定电流见初选电缆截面表，取12A。 短路保护装置的动作电流：取3A。 按11.4kw绞车电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，灵敏系数1.5，满足要求5. 5#开关QBZ-120的保护整定：Pe=45kW Ue=660V过流保护装置的动作电流： A 额定电流见初选电缆截面表，取50A。 短路保护装置的动作电