工作面供电系统设计方案及验算

1、华润天能徐州煤电有限公司龙固煤矿 21304工作面 供电系统 设计说明书 机电科技术组 2018-2-9 设计： 审核： 科长： 分管矿长： 总工程师： 21304面供电系统设计及验算 21304面倾斜长度为90M，面长640M,采用长壁后退式采煤法。其工作 面高压供电电源引自-520变电所3#高防开关，低压供电电源引自-520变电 所，变配电设备布置在通风良好、顶板稳定、无淋水、进出线方便、设备便 于运输的辅助巷中。 本设计按煤炭工业设计规范、煤矿井下供电设计技术规定和 煤矿安全规程等要求进行。 1、21304工作面供电设计 1.1设备选用 1.1.1工作面选用 设备名称 规格型号 数量 额

2、定功率 电压 备注 刮板输送机 SGB-40T 1台 55KW 660V 皮带机 SPJ-650 1台 30KW X 2 660V 乳化泵 XRB2B 2台 37KW 660V 调度绞车 JD-11.4 2台 11.4KW 660V 调度绞车 JD-25 1台 25KW 660V 调度绞车 JD-40 2台 40KW 660V 污水泵 BQS-37 2台 37KW 660V 煤电钻综保 BBZ1-2.5 2台 2.5KVA 660V 照明综保 BBZ-4 1台 4KVA 660V 1.1.3工作面设备布置 见附图) 1.2电压等级 工作面移动变电站的电源电压为 6KV，来自东三采区-520变电

3、所。根 据用电设备的容量与布置，工作面低压采用660V和1140V两种电压等级供 电，照明信号电压采用127V。 1.3负荷统计及变压器、移动变电站选择 工作面负荷统计 设备名称 设 备 台 数 设备型号 额定 功率 KW) 额定 电压 V) 额定 电流 A) 额定功 率因数 Cos e 堵转电流/ 额定电流 2 1140V 143 0.88 6.0 小结功率 2 660V 42.55 0.88 6.0 刮板机 1 SGW40T 55KW 660V 63.25 0.8 6.0 小结功率 的高档普采工作面的供电系统。 15高压电缆截面校验 按设计规范向移变供电高压电缆初选 CPQ6000335型

4、的矿用6KV铜芯 屏蔽橡套电缆，其主芯线截面为Ae=35mm2,电缆长度为750m。 1.5.1按持续允许电流校验截面 Ia=上二 | =44.5Aly=135A,故所选高压电缆满足 要求. 1.5.2按经济电流密度校验电缆截面: Aj二=22.25 mm 2 Ae=35 m 2，满足要求。 1.5.3按电缆短路时的热稳定校验电缆截面 按电缆首端 即馈出变电所母线）在系统最大运行方式时发生三相短路, 应满足热稳定要求。 假定井下米变咼防开关电缆首端最大短路容量被限制在50MVA，其最大 三相稳态短路电流为： lk2=63.3 老=126.6A 查表12-2-29,选用50mm21140V的橡套

5、电缆满足要求 163溜子道运输设备干线 =96.67A 其中 艺P=60+55+11.4+2.5=128.9KW 查表12-2-29,选用50mm2的矿用橡套电缆满足供电要求。 1.6.4材料道运输设备干线 12=13= =113.4A 其中 艺P=40+40+25+37+37+2.5=181.5KW 查表12-2-29,选用50mm2的矿用橡套电缆满足供电要求。 其余电缆选型见供电系统图. 1.7按允许电压损失校验低压电缆截面 1.7.1向煤机供电移变低压配电系统 1.7.1.1按正常运行时校验电压损失 17111正常运行时变压器内部电压损失 Ub%二 E vUrCos 拓+UxSin )二

6、 ZJ 0.7+3.95 区71) =2.5% Ub=Ub% 回=2.5 X =30V 17112煤机负荷支线电缆上的允许电压损失： Uyl2= *- Ub = 164-30=134V 17113煤机电缆电压损失 查表10-5-13得Rl1=0.315, Xl1=O.078) 取 Cos =0.85 Um=/ 3lRCos +XSin 3190.7 0172=51.6V 134V 其中 Rl1=0.315 .5=0.158Q XL1=0.078 X.5=0.039Q 故煤机电缆A=70mm2,满足正常运行要求。 17114工作面刮板机干线电缆损失 取 Cos =0.85 Ug =V 3I Xl

7、2=0.081 .43=0.035Q 故刮板机干线电缆A=50mm2,满足要求。 17115工作面刮板机电缆支线电缆损失 取 Cos =0.85 Ug =V 3IVRCOS +XS）越 363.3 区055=5.9V 其中 Rl3=0.616 .1= 0.06Q 查表 10-5-13 XL3=0.084 .1=0.008Q 故刮板机支线电缆A=35mm2,满足要求。 17116工作面刮板机电缆电压损失 Ug= Ub+ Ug + Ug =30+41+5.9=76.9Vv 164V 故所选电缆满足要求。 1712 按采煤机电机的最小起动电压校验电压损失 -满足电动机的最小起动转矩 17121 查M

8、G132/320型采煤机配套说明书得：起动转矩与额定转矩之比a =2.5额 定起动电流Ist. =858A;起动功率因数Cos st=0.86 查煤矿供电，由表5-11得K=1.2 采煤机电动机的最小起动电压得： Ust.min二 U -1 a = 140 x 亠 =790V -按满足起动器吸力线圈有足够的吸持续电压效验 采煤机在最小起动电压下的起动电流得： 1st. = 1st上二二 858 X 詁=594.6A 米煤机干路电缆的起动电压损失由式5-24）得： Ubl.st二1st.3 Cos st= X594.6 X 乂丨 X3.86=143V 起动器安装处的电压由式 0.7U =0.7

9、X140=798V 满足起动器吸持电压的要求，所以取采煤机电动机端子的最小起动电压 为 790V 1.7122采煤机起动时电网电压损失的计算 除采煤机外，变压器所带其他用电设备的需用系数Kde=0.75, Cos wm.re=0.7由式5-26)、式 + u %( IstSin st+x tan wm.st 0.71(594.6 0.7+ .II + 5.43(594.6 XJ.71 +丨三1X1.02 381.8+2965.6=11.04 U.st=A Ud .st% 洌旦 /100= X1200=132.5V 查表 13-1-6d得 u%二列 X100二列 X100=0.87 u= |=5

10、.43 -采煤机起动时的总电压损失为： Ust = U $+ Ubl.st=132.5+143=275.5V -采煤机起动时其电动机端电压为： U I - Ust=1200-275.5=924.5V Ust.min=790 V 由以上计算知，满足采煤机起动条件。 18低压电网短路电流计算： 1.8.1采煤机支路 煤机电缆长：L=500m 折算为 L x=55m 查表 13-1-26 I2) d=2550A 1.8.2工作面刮板机 电缆长度：L=530m 折算为 L x=66m 查表 13-1-26 l2) d=1892A 1.8.3溜子道刮板机支路 电缆长度：L=900m 折算为 L x=80

11、m 查表 13-1-26 l2) d=1201A 1.8.4材料道支路 电缆长度 L=1020m 折算为 L=084m查表 13-1-26 I47.5=475A,整定 480A 19115欠压保护 UdeV0.7Ue=0.7 E000=4200V,整定为 4200V，动作时限 2s 1921-520变电所带移变3#高防开关整定 19211 和=|L _J Ica = 口X156.3=15A = 156.3A 刀 Pe=540KW 19222过负荷长延时整定 取 1.31=1.3 怖=19.5A,整定 20A。 19223短路速断保护 12=51=10 20=200A，整定 200A 19224

12、欠压保护 UdeV 0.7Ue=0.7 000=4200V,整定为 4200V，动作时限 3s 19242过负荷长延时整定 取 1.31=1.3 27.6=35.9A，整定 40A。 19243短路速断保护 12=51=10 35.9=359A,整定 400A 19244欠压保护 UdeV 0.7Ue=0.7 000=4200V,整定为 4200V，动作时限 3s 193馈电开关整定 193410-41# KBZ-400II馈电开关整定 匸（4+37+40+37+40+2.51.15=185A 过流整定 200A 速切整定 400A 193420-31# KBZ-400II馈电开关整定 匸（6

13、0+55+2.5 1.15=135.1A 过流整定200A速切整定400A 1.9.3.4.48# QJZ-300/1140低压开关整定 1=320）0.67=214.4A 整定 256A 193456# QJZ-300/1140低压开关整定 1=220）0.67=147.4A 整定 176A 194低压开关灵敏度校验 19410-41# KBZ-400II馈电开关灵敏度校验 K= . . = _| = 5.4 1.5符合要求. 19410-31# KBZ-400II馈电开关灵敏度校验 K= =严| =6 1.5 符合要求. 19448#QJZ-300/1140低压开关整定 K= 卜=101.5符合要求. K= 二 T =10.81.5 19456#QJZ-300/1140低压开关整定 符合要求. 20、漏电保护系统要求 为保证供电安全,21304工作面供电系统设漏电保护系统，移变采用自身低 压开关漏电保护器.同时0-31#KBZ-400ll和0-41#KBZ-400ll馈电开关分别进 行漏电保护检测。对供电系统按时进行检漏实验，确保漏电保护可靠，填写 好记录。 2.1、接地保护系统要求 根据?煤矿安全规程 ?规定：分别在移变泵站处、 21304材料道绞车处、 煤电钻综保和溜子道皮带机头处、煤电钻综保处装设接地装置。 1）、接地极、辅助接地极采用 2根直径25mm长度