L1815综采工作面供电系统设计

1、L1815综采工作面供电系统设计作者:日期: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=SPN 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

4、负荷为采煤机左、右截割部电动机300kw , 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= 2X 315= 630(kw) ;Kr = 0。4+ 0.6X 315/630 = 0.7 ; S= 630X 0。7/0。7= 630(kvA

5、 );-刮板机组选用一台 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= 466X 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 =500K

6、W Kr = 0。4+ 0.6X 250/500 = 0.7 ； Sbj= 500 X 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

7、；Ip 25C时电缆允许载流量；IN = 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；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 = ti1/2-一短路电流假想作用时间=继电保护动作时间(0。5S) +断路器跳闸时间(0.2S)；一)、移

8、动变电站电源线： 初步确定移动变电站电源线采用其25 C时的安全载流量Ip =41。4mm2 v 50mm2IN = Kf 刀 IeUGSP-6000 , 3 X 50+1 X 16/3 + JS矿用双屏蔽橡套电缆,173A ；1)按经济电流密度选择导线截面：Amin = IN/nJ = (96。5X 2 + 86。6) / (3 X 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。85X (187.5X 2+ 156。3 X 2+ 56.3 + 68。7 + 100。5) / (6。3/1.2)+ 0.85X 320/(6.3/0.69 )= 176。2 (A)1.09 X

9、 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 )= 31/2Uav/R=6.3/(31/2 X 0。522 X 1.4) =5.1 (kA)Amin = 0.837 I ( 3) /C= 0。837X 5100/145= 29.4mm2 v 50mm2 二 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：

10、 U = PR/UN = PR0L/UN = 31/2INRCOSP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。=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 6

11、90V ；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：根据现有情况初步确定采煤机电源线采用UPQ-1140,3 X 95+1 X 25矿用橡套电缆，其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 +

12、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 800 X 250/(1.2 X 44。3X 26)=90.4 (mm2) V 95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：1(3 )= 3-1/2Uav/R=31/2 X 1200/ (0.195X 0.25) = 14。2 ( kA )Amin = 0。837 I(3)/C= 0。837X 14200/145= 82mm2 V 95mm

13、2 所选电缆截面合适。二卜采煤机负荷线：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UCPQ 1140, 3X 70+1 X 25 + 3 X 6矿用橡套电缆， 其25 C时的安全载流量 Ip = 215A ; IN =0.586 X 187。5 = 109A / 1.09 X 215= 234.35A > 109A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：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

14、所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工PN L/ ( UN U u )=0。586X 390 X 260/(1.2 X 44。3X 24.8)= 45(mm2) V 70mm24、 按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：1(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 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：初步确定刮板机电源线采用UPQ 1140,3X 95+1 X 25矿用橡套电缆，

15、其 25C时的安全载流量 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 )< 60V 3、按所需电缆最小截面校验： Amin = Kr 工 PN L/ ( UN Uu)=0。64X 630 X 250/ (1.2 X 44。3X 32)= 59。3(mm2)< 95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校

16、验电缆截面：I ( 3)= 31/2Uav/R=3-1/2X 1200/(0.195 X 0.25)= 14.2 (kA)Amin = 0.837 I (3) /C=0.837X 14200/145 = 82mm2< 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UPQ-1140,3 X 70+1 X 25矿用橡套电缆， 其25C时的安全载流量Ip = 215A ; IN = 0。64X197=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 (

17、kw );R0 = 0.293 Q /km U = PR0L/UN=315X 0。293X 0。26/1.2=19。95 (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。2X 44。3X 19。95)= 48。3 ( mm2)< 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=31/2 X 1200/(0。293 X 0。26)= 9。09(kA) Amin = 0.837 I (3) /C=0。837X 9090/145= 52.4mm2 &

18、lt; 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截面：初步确定破碎机负荷线采用UPQ-1140,3 X 50+1 X 25矿用橡套电缆，其25C时的安全载流量Ip = 173A ; IN = 0.586X 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。416Q /km U = PR0L/UN=110X 0.416X 0。08/1。2= 3。05 (V) < 60V3、按所需电缆最小截面校验：Amin = Kr 工 PN L/ ( UN

19、U u)=0。625X 110X 80/( 1.2X 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UPQ 1140,3X 50+1 X 25 矿用橡套电缆，其25 C时的安全载流量lp= 173A ;IN = 0.586X 99.7 = 58.6A t 1。09X 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。416Q /km U = PR0L/UN = 160X 0.416X 0.03/1.2

20、= 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：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定皮带机组电源线采用U 1000, 3 X 70+1 X35矿用橡套电缆，其 25C时的安全载流量 Ip= 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

21、 = 227.8A R0 = 0.267 Q /km U = 31/2INRCOS ©= 31/2 X 227.8 X 0。267 X 0.8 X 0。7= 50.4V v 60V 3、按所需电缆 最小截面校验： Amin = Kr 工PN L/ ( UN U u )=0。6X 268 X 800/ (1。2X 44。3X 50。4)= 44。8(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。267 X 0。8)= 3.3(kA ) Amin = 0.837 I (3) /C=0.837X 330

22、0/145 = 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lre± 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开关整定绞车型号JD 11。4 额定电流13。7A 采用熔体保护 据式lre± I

23、qe 25 = 13.7 x 5十2=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 le = 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 315 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 |gz W

24、188.7+56.3=245A,取 lgz=240A6、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。7、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、乳化泵电机功率为整定值为150A;10、喷雾泵电机功率为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，则乳化泵控制开关QJZ 315动作电流45Kw，额定电流52A，则喷雾泵控开关 BQD5 200动作电流为5

25、5A。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。50mm2两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 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。 000.730。 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

26、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。035x 0.73 = 0.056 根据式 Idmin = Ue / (2LhZ)=1140-( 2X 0。056x 0。388)= 27614AKL = Idmin / Idz=27614十1200=23 > 1.5(合格)2、2号馈电开关整定值 2号馈电开关所带负荷如图示Idz = Imqe = 192X6=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

27、最末端为d2点，d2点电缆换算长度为：LH=(O。005 + 0。006+ 0.06 + 0.2) X 0。53+0.25 X 0.73= 0。3km 根据式 Idmin = Ue/( 2LhZ )=1200-( 2 X 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 = 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

28、算长度为LH=(0。2+ 0.008 + 0.01) X 0。53+0。25 X 0.73=0。3km 根据式 Idmin = Ue/( 2LhZ )=1200- (2 X 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。7X 6 = 1132A整定4号KBZ 400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，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U4号馈电开关灵敏度符合要求。5、5号馈电开关整定5号

29、馈电所带负荷如图所示：Idz = Imqe + 刀 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)X 0。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)=690 -( 2 X 0。377 X 0.388)= 2358.6A KL = Idmin / Idz=2358。6/1200=1。97 >

30、; 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 +刀Ie=100。5 X 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)= 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

31、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800 X 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)= 2279.9A KL = Idmin /Id=2279.9 + 1200 = 1。9 > 1.5 (合格)七、移动变电站低压馈

32、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 lmqe+刀Ie=211。5 X 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 1200 X 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 = 426.3

33、A Kgz = Igz/ Ie=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+( 2X 0。19X 0.388) = 4680A kL = Idmin/Idz=4680+( 630 X 3)=2。48 > 1.5 (合格)2、2号电站型号为 KBSGZY-500/6/1。2,所配低压馈电开关型号为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 则:Kdz = Idz/Ie=1033.2 - 630 = 1。64取Kdz = 2 2)过载整定Igz 心刀 le = 147。6+147。6 = 295。2A Kgz = Igz/ le = 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 = U