L1815综采工作面供电系统设计

1、(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)L1815综采工作面供电系统设计一、供电概况：L1815综采工作面走向长度 1200m，工作面长度170m；供电方式拟定为：采用移动变电站 供电，其中高压 6KV电源引自+1050井下中央变电所高压开关柜，移动变电站设在运输顺 槽内，随工作面的推进而移动。在胶带运输机侧敷设一条专供变电站移动的轨道，在开采初期将1#、2#、3#移动变电站、乳化液泵站、喷雾泵站等设备停放在距工作面200米处，4#移动变电站停放在+1067M车场。二、供电负荷统计：(L1815综采工作面供电负荷统计 )序 号名称型号功率(KW)台数合计(KW)电压(V)使用地点1电

2、牵引采煤机 MG300/690-W 690 1 920 1140工作 面2刮板输送机 SGZ764/630 2 X 315 1630 1140 工作面 4 转载机 SZZ764/160 160 1 160 1140 机巷 5 破碎 机 PLM1000 110 1 110 1140 机巷 6 带式输送机 SSJ1000/160 160 2 320 1140 机巷 7 孚L化液泵 站 BRW400/31.5 250 2 500 1140 机巷 8 喷雾泵 WPB160/6.3 45 2 90 660 机巷 9 连续牵引 车 SQ-1200/110 110 1 110 660 风巷 10 回柱绞车

3、JH 14 14 1 14 660 机巷 13 潜水 泵 5.5 3 16.5 660风巷16潜水泵 5.5 4 22 660机巷17信号、照明 4 2 8 660机巷18煤电 钻1.2 1 1.2 660机巷合计2901三、移动变电站选型计算1、综采工作面需用系数：Kr = 0.4+0.6 X Pmax/工PN ;Pmax机组最大一台电动机的额定功率；工PN 参加计算的所有电动机的额定功率之和；2、移动变电站负荷计算：S=工PN Kr/COS COS 功率因数，对综采工作面取COS = 0.7 S移动电站视在功率KVA采煤机组：采煤机组移动变电站所带负荷为采煤机左、右截割部电动机300kw

4、, 一)、采煤机行走部电动机 90kw，破碎机电动机160kw。 工PN = 2 X 300 + 90 + 110 + 160 = 960(kw ) ;Kr = 0.4+ 0.6X 300/960 = 0.586 ; S= 960 X 0.586/0.7 = 803.7 ( kvA );采煤机组选用一台 1000kvA移动变电站。二)、刮板机组：刮板机组移动变电站所带负荷为刮板机机头、机尾电动机315kw。工 PN = 2 X 315 = 630 (kw) ;Kr = 0.4 + 0.6 X 315/630 = 0.7 ;S= 630 X 0.7/0.7 = 630(kvA );-刮板机组选用

5、一台 630kvA移动变电站。三)、皮带机组：皮带机组移动变电站所带负荷为11.4w调度绞车2部；37kw水泵1台；皮带160kw电动机2台；喷雾泵电动机 45kw2台；皮带7.5kw张紧绞车2部。工 PN = 11.4 + 37 + 160 X 2 + 45 X 2 + 7.5 = 466 ( kw); Kr = 0.4 + 0.6 X 160/466 =0.61; S = 466 X 0.61/0.7 = 406 ( kvA ) ;皮带机组选用一台 500kvA 移动变电站。四)、乳化泵：乳化泵移动变电站所带负荷为250Kw乳化泵2台。工PN = 250X 2 =500KW Kr = 0.

6、4 + 0.6X 250/500 = 0.7;Sbj= 500X 0.7/0.7= 500 (kvA );根据计算数据和实际情况，乳化泵机组选用一台630kvA移动变电站。二、电气设备电源、负荷电缆选型计算因为电缆线路的电抗值与其电阻相比很小，可忽略不计，以下算均以忽略电缆电抗为准。四、高压电缆选型计算1按经济电流密度选择导线截面Ami n = IN/nJIN 电缆通过的最大持续电流；n低压侧同时运行的电缆根数；J年运行3000 5000小时的电缆电流经济密度取J= 2.25; 2、按持续允许电流校验电缆截面：KIp IN ;K不同环境温度下电缆载流量校正系数；Ip 25C时电缆允许载流量；I

7、N = Kf刀IeKf 负荷系数，取 Kf = 0.853、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：lss= I (3)= 3-1/2Ss/Uav = 3-1/2Uav/RIss, I (3) 三相短路电流稳态值，A ；Ss= 100MVA 6kv电网额定短路容量；Amin = 0.837 IUav 电网平均电压，1140V 1200V , 660V 690V ;电缆最小截面：(3) /CC= 145 ；c导线材料热稳定系数，铜芯橡皮绝缘电缆0.5S) +断路器跳闸时间0.837 = ti1/2短路电流假想作用时间=继电保护动作时间(0.2S )；一) 、移动变电站电源线：初步确定移动变电站电源

8、线采用173A ；1)按经济电流密度选择导线截面：=41.4mm2 v 50mm2IN = Kf 刀 IeAmin = IN/nJ =( 96.5X 2 + 86.6) /(3X 2.25)所选电缆截面合适。2)按持续允许电流选择电缆截面：+ 0.85 X 320/=0.85X( 187.5X 2+ 156.3 X 2+ 56.3 + 68.7+ 100.5) / (6.3/1.2)(6.3/0.69)= 176.2 (A)1.09 X 173 = 188.57 176.2按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：lss= I (3)= 3-1/2Uav/R=6.3/(31/2 X 0.522X

9、1.4)=5.1 (kA )Amin = 0.837 I (3) /C= 0.837X 5100/145= 29.4mm2 v 50mm2/所选电缆截面合适。 五、低压电缆选型计算1、按持续允许电流选择电缆截面：KIp IN ；K不同环境温度下电缆载流量校正系数；Ip 25C时电缆允许载流量；IN = Kf刀Ie通过电缆的最大持续电流；Kf 负荷系数，取 Kf = Kr2、按允许电压损失校验电缆截面：线路电压损失： U = PR/UN = PR0L/UN = 31/2INRCOS ； P电缆输送 的有功 功率，kw ；R0单位长度电缆的电阻，Q /km ；L 电缆长度，km ； UN 电网额定

10、电压，kv ；3、按所需电缆最小截面校验： Amin = Kr 工PN L/( UN U u )u 导线芯线电导率，铜芯线 u = 44.3m/( Q mm2)；4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：lss= I (3)= 3-1/2Ss/Uav = 3-1/2Uav/RIss, I (3) 三相短路电流稳态值，A ； Ss= 100MVA 6kv电网额定短路容量；Uav 电网平均电压，1140V 1200V , 660V 690V ； 电缆最小截面： Amin = 0.837 I (3) /CC 导线材料热稳定系数，铜芯橡皮绝缘电缆C = 145 ；0.837 = ti1/2 短路电流假

11、想作用时间=继电保护动作时间(0.5S)+断路器跳闸时间(0.2S )；一) 、采煤机组电源线：1、按持续允许电流选择电缆截面：25 C时的安全载流量Ip = 273A ;IN =( 187.5 + 56.3+ 69)X 0.586= 183.3A V 273A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P= 2X 300 + 90 + 110=800 ( kw); R0 = 0.195Q /km U = PR0L/UN=800X 0.195X 0.20/1.2=26 (V )v 60V 3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工PN L/( UN U u )=0.625X 80

12、0 X 250/(1.2 X 44.3 X 26)=90.4(mm2) V 95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：I (3)= 3-1/2Uav/R=3-1/2 X 1200/(0.195 X 0.25) = 14.2(kA)Amin = 0.837 I ( 3) /C = 0.837 X14200/145= 82mm2 V 95mm2 所选电缆截面合适。二) 、采煤机负荷线：按右电机负荷选择电缆。1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定采煤机右电机负荷线采用=0.586X 187.5= 109A / 1.09X 215= 234.35A 109A所选电缆截面合适。2、按允许电压

13、损失校验电缆截面：P = 300+ 90= 390 ( kw); R0 = 0.293Q /km U = PR0L/UN=390 X 0.293 X 0.26/1.2=24.8 (V )V 60V3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工PN L/( UN U u )=0.586 X 390 X 260/(1.2 X 44.3 X 24.8)= 45(mm2) V 70mm24、 按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：I (3)= 3-1/2Uav/R=3-1/2 X 1200/(0.293 X 0.26) = 9.097(kA) Amin = 0.837 I (3) /C=0.837

14、X 9097/145= 52.5mm2V 70mm2所选电缆截面合适。三) 、刮板机组电源线：1、按持续允许电流选择电缆截面：量 Ip = 273A ;IN = 0.64X 197 X 2= 252A 1.13 X 273= 308.5A 252A2、 按允许电压损失校验电缆截面：P= 2 X 315= 630 (kw);R0 = 0.195 Q /km U = PR0L/UN=630 X 0.195 X 0.25/1.2= 25.6 ( V ) V 60V 3、按所需电缆最小截面校验： Amin = Kr 工 PN L/( UN U u )=0.64 X 630 X 250/ (1.2X 4

15、4.3X 32)= 59.3(mm2)V 95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：I ( 3)= 3-1/2Uav/R=3-1/2X 1200/ (0.195X 0.25)= 14.2(kA)Amin = 0.837 I (3) /C=0.837X 14200/145 = 82mm2 v 95mm2 所选电缆截面合适。四)、刮板机负荷线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定刮板机负荷线采用197=126A/ 1.09 X 215= 234.4A 126A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P= 315 (kw );R0 = 0.293 Q /km U = PR0L

16、/UN=315X 0.293X 0.26/1.2=19.95 (V )v 60V 3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工PN L/( UN U u )=0.64 X 315 X 260/(1.2 X 44.3 X 19.95)= 48.3(mm2) v 70mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：I ( 3)= 3-1/2Uav/R=3-1/2 X 1200/(0.293 X 0.26) = 9.09(kA)Amin = 0.837 I (3) /C=0.837X 9090/145= 52.4mm2 v 70mm所选电缆截面合适。五)、破碎机负荷线1、按持续允许电流选择电缆

17、截面：初步确定破碎机负荷线采用X 69= 40.3A/ 1.09 X 173= 188.6A 40.3A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P = 110 (kw);R0 = 0.416 Q /km U = PR0L/UN=110X 0.416X 0.08/1.2= 3.05 ( V)v 60V3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工 PN L/( UN U u )=0.625 X 110 X 80/(1.2 X 44.3 X 3.05)= 34.7(mm2) v 50mm2 所选电缆截面合适。六)、转载机负荷线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定转载机负荷线采用

18、其25C时的安全载流量Ip= 173A ;IN = 0.586X 99.7 = 58.6A / 1.09 X 173 = 188.6A 58.6A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P = 160 ( kw);R0 = 0.416 Q /km U = PROL/UN = 160X 0.416X 0.03/1.2 = 1.67 (V)v 60V3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工 PN L/( UN U u )=0.64 X 160 X 30/(1.2 X 44.3 X 1.67)= 34.6(mm2) v 50mm2 所选电缆截面合适。七)、皮带机组电源线：矿用橡套

19、电缆，其 25C时的安全载流量 lp= 215A ;工 IN = 0.6X 184 = 110.4A/ 1.09 X 215= 234.4A 110.4A所选电缆截面合适。2.按允许电压损失校验电缆截面：工 IN = 227.8A R0 = 0.267 Q /km U = 31/2INRCOS = 31/2X 227.8X 0.267X 0.8X 0.7= 50.4V v60V 3、按所需电缆最小 截面校验： Amin = Kr 工 PN L/( UN U u )=0.6 X 268 X 800/(1.2 X 44.3 X 50.4)= 44.8(mm2)v 70mm24、按电缆短路时的热稳定

20、条件校验电缆截面I (3)= 3-1/2Uav/R=3-1/2 X 1200/(0.267 X 0.8) = 3.3(kA)Amin = 0.837 I (3) /C=0.837X 3300/145 = 19mm2 v 70mm2 所选电缆截面合适。六、开关整定值计算一）、开关整定计算1、机巷25kw绞车QC83 - 80N开关整定绞车型号JD 25额定电流27.9A 采用熔体保护根据式Ire仝Iqe /2.5 = 27.9 X 5-2.5=55A,取Ire= 60A机巷JD 25绞车短路保护选用 60A保险丝Ire 熔体的额定电流Iqe电机启动电流（一般取额定电流的4 7倍）1.82.5电机

21、启动时保证熔体不熔断的系数2、机巷11.4kw绞车QC83 80N开关整疋绞车型号 JD 11.4 额定电流13.7A 采用熔体保护 据式Ire仝Iqe /2.5 = 13.7X 5-2 = 27.4A,取Ire= 30A机巷JD 11.4绞车短路保护选用 30A保险丝3、胶带输送机 QJZ 300 开关保护整定胶带输送机电机型号 YSB 160，额定电流174.1A因QJZ 300开关保护采用电子插件, 所以整定值应为Idz W Ie= 174.1 取Igz = 170A所以该开关整定值为170A同上所述4、采煤机左电机功率为 300KW，额定电流188.7A，则采煤机控制开关 QJZ 31

22、5 动 作电流整定值为Igz = 190A.5、 采煤机右电机开关所带负荷为截割电机300kw,油泵电机为90Kw,所以右电机开关整 定值 Igz W 188.7+56.3=245A,取 Igz=240A7、转载机电机功率为 流整定值为90A.&破碎机电机功率为 定值为70A ;9、乳化泵电机功率为6、刮板机电机功率 315KW，额定电流192A ,则刮板机控制开关 QJZ 300动作电流整定 值为 Idz = 190A.160KW，额定电流为97.5A，则转载机控制开关 QJZ 315动作电110KW，额定电流69A，则破碎机控制开关 QJZ 300动作电流整250KW，额定电流147.6A

23、，则乳化泵控制开关 QJZ 315动作电流整定值为150A;10、喷雾泵电机功率为 45Kw，额定电流52A，则喷雾泵控开关 BQD5 200动作电流为 55A。二)、馈电开关整定值馈电开关的整定按照所带负荷的最大起动电流计算，以馈电最远端两相最小短路电流校验，最远端最小两相短路电流必须大于馈电整定值的1.5倍，以保证保护装置可靠动作。两相短路电流采用图表法计算，将实际使用电缆的截面长度换算为标准电缆截面为50mm2的电缆长度，低压不同截面的电缆换算系数如下：电缆截面/mm2 4610 16 25 35 50 70 95 换算系数11.97 8.114.753.011.911.371.000.

24、730.531、1号馈电开关整定值1号馈电开关所带负荷如图示Idz = Imqe + E Ie=147.6 X 6+ 147.6 = 1033.2A整定1号KBZ 400馈电开关动作电流为 1200A灵敏度校验由图看出，1号开关保护最末端为 d1, d1点电缆换算长度为 LH=(0.004 + 0.004 + 0.05) X0.53+0.035 X 0.73 = 0.056 根据式 Idmin = Ue/( 2LhZ )=1140-( 2X 0.056X 0.388)= 27614AKL = Idmin / Idz=27614- 1200=23 1.5 (合格)2、2号馈电开关整定值 2号馈电

25、开关所带负荷如图示Idz = Imqe =192X 6 = 1152A整定2号KBZ 400馈电开关动作电流为 1200A灵敏度校验由图看出，2号开关保护最末端为 d2点，d2点电缆换算长度为：LH=(0.005 + 0.006+ 0.06+ 0.2) X 0.53+0.25 X 0.73= 0.3km 根据式 Idmin = Ue/( 2LhZ )=1200-( 2X 0.3X 0.388)= 5154AKL = Idmin / Idz=5154 - 1200=4.3 1.5 (合格)3、3号馈电开关整定 该开关所带负荷如图示Idz = Imqe +E Ie = 188.7 X 6 + 69

26、= 1201.1A 整定 3 号 KBZ 400 馈电开关动作电流为 1200A灵敏度校验由图看出，3号开关保护最末端为d3, d3点电缆换算长度为 LH= (0.2+ 0.008+ 0.01 )X0.53+0.25 X 0.73=0.3km 根据式 Idmin = Ue/( 2LhZ )=1200-( 2X 0.3 X 0.388)= 5154.6AKL = Idmin / Idz=5154.6 - 1200=4.3 1.5 (合格)4、4号馈电开关整定 该开关所带负荷如图示Idz = Imqe = 188.7 x 6 = 1132A整定4号KBZ 400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校

27、验由图看出，4号馈电开关保护最末端为 d4, d4点短路电流与d3点基本相同，贝U 4号馈 电开关灵敏度符合要求。5、5号馈电开关整定5号馈电所带负荷如图所示：Idz = Imqe + E Ie= 1044.6 + 9.1 + 4.6= 1058.3 整定 5 号 KBZ 400 馈电开关动作电流为 1200A灵敏度校验由图看出，5号开关保护最末端为 d5, D5点电缆换算长度为：LH= (0.06+0.2+0.003 )x0.73+ ( 0.003+0.06 )x 3.01+0.004 x 11.7 =0.2+0.09 + 0.047=0.377 根据式Idmin = Ue/( 2LhZ)=

28、690 -( 2 x 0.377 x 0.388)= 2358.6A KL = Idmin / Idz=2358.6/1200=1.97 1.5 (合格)6、7号馈电开关整定7号馈电所带负荷如图所示：Idz = Imqe + E Ie=100.5X 6+ 13.7 = 616.7A整定7号KBZ 400馈电开关动作电流为800A校验：6号馈电保护末端为d7点，该点电缆换算长度为 LH = (0.004 + 0.16) X 0.73 +(0.004 + 0.18) X 3.01 = 0.67Km最小两相短路电流为Idmin = Ue/( 2LhZ )=690-( 2X 0.67X 0.388)=

29、 1327A KL = Idmin /Id=1327 - 800 = 1.6 1.5 (合格)7、 6号馈电开关整定6号馈电所带负荷如图所示：6号馈电相对于7号馈电负荷增加不大，但 6号馈电做为7号馈电的后备保护，其整定值 必须大于5号馈电整定值的1.2倍，则整定值为800X 1.2= 960A，则6号馈电整定值为1200A。校验：6号馈电保护末端为 d6点，该点电缆换算长度为LH = (0.1 + 0.095+ 0.135+ 0.1+ 0.1 + 0.003) X 0.73 = 0.39Km最小两相短路电流为Idmin = Ue/( 2LhZ )=690-( 2X 0.39X 0.388)=

30、 2279.9A KL = Idmin /Id=2279.9 - 1200 = 1.9 1.5 (合格)七、移动变电站低压馈电开关整定1、1 #电站型号为 KBSGZY 500/6/0.69,所配低压馈电开关型号为BKD 630,额定电流630A1 #电站所带负荷如图所示。1)短路整定Idz疋Imqe+刀Ie=211.5X 6+27.9+174.1+6.4 X 2 = 1484A1号电站馈电开关做为6号馈电的后备保护，其整定值必须大于1号馈电整定值的1.2倍,则整定值电流为 1200X 1.2 = 1440A Kdz = 1484- 630= 2.36该电站采用电子脱扣器，整定系数K与额定电流

31、成倍数关系，取Kdz = 3。 2)过载整定Igz刀Ie=211.5+27.9+174.1+6.4 X 2 = 426.3A Kgz = Igz/ le=426.3 - 630= 0.68取Kgz = 0.7 3)灵敏度校验该馈电作为6号馈电的后备保护，其保护最末端为d8点电缆换算长度为：Lh = 0.26 X 0.73 = 0.19Km Idmin = Ue/( 2LhZ)=690- (2 X 0.19 X 0.388) = 4680A kL = Idmin/Idz=4680 - (630 X 3)=2.481.5 (合格)2、 2号电站型号为 KBSGZY 500/6/1.2,所配低压馈电

32、开关型号为BKD 630,额定电流630A , 2号电站所带负荷如图所示。1)短路整定Idz Imqe+刀Ie=147.6 X 6+147.6 = 1033.2A 贝U: Kdz = Idz/Ie=1033.2 - 630 = 1.64取Kdz = 2 2 )过载整定Igz 刀 Ie= 147.6+147.6 = 295.2A Kgz = Igz/ Ie = 295.2 - 630 = 0.46 取 Kgz = 0.5 3)灵敏度 校验该馈电作为1号馈电的后备保护，其保护最末端为d9点电缆换算长度为：Lh = 0.05 X 0.53 = 0.0265Km Idmin = Ue /( 2LhZ)=1140- (2 X 0.0265 X 0.388)= 55436A kL = I