采矿专业 综采供电设计

1、综合机械化采煤工作面供电系统设计设计校验：解炜机电科长：徐意源机电副总：刘强机电矿长：侯国俊目 录一、原始资料11、巷道布置及掘进方法12、运输及通风系统13、电源及负荷1二、工作面配电点与移动式变电站位置的确定2三、供电系统拟定2四、负荷统计与变压器选择41、选择向皮带供电的660V移动式变电站(1#移变)42、选择向掘进机供电的移动式变电站(2#移变)4五、供电电缆的选择41、确定电缆的型号和长度42、电缆主芯线截面的选择5（1）向移动式变电站供电的高压电缆选择5（2）低压电缆截面的选择7六、短路电流的计算111、短路回路阻抗计算12七、保护装置的整定计算151、掘进机配电箱的整定152、

2、移动式变电站低压侧自动空气开关的整定153、高压配电箱的整定16附录1 矿用660/1440V移动屏蔽橡套软电缆结构尺寸及主要技术参数18附录2 煤矿用6/10kV移动金属屏蔽橡套软电缆简介19附录335KV地面变电所8000KVA电力变压器参数21附录4 电缆电阻统计表22参考文献24一、 原始资料1、 巷道布置及掘进方法1001综合机械化采煤工作面全长180m，一次采全高3.27米。综采工作面回采用MCTY-300/700采煤机。采取三班生产，一班检修的工作方式。每日回采进米6米。2、 运输及通风系统运输顺槽回采出煤通过1部SGZ830/500型刮板输送机SZZ830/200转载机SSJ1

3、00/80型可伸缩胶带输送机集中1部皮带主斜井皮带地面架空皮带，最后送入工业场地。工作面所需材料和设备的运输，由无轨胶轮车由辅运大巷辅运顺槽工作面。顺槽通风系统的新鲜风流由主斜井集中运输皮带大巷1001运输顺槽工作面1001回风顺槽1001回顺回风绕道总回风大巷最后通过风机排至地面。3、 电源及负荷井下中央变电所配电电压6KV，中央变电所母线最大短路容量为50MVA。一盘区各用电设备在巷道内的分布见设备布置图，用电设备的台数及技术数据见下表：二、 工作面配电点与移动式变电站位置的确定移动式变电站设在1002运顺与辅运大巷间的联巷内；掘进工作面配电点设在东辅运与辅运大巷间的联巷内，距51003回

4、顺掘进工作面距离为2250m。三、 供电系统拟定初步确定掘进工作面供电系统如下图所示。掘进工作面采用单电源移动式变电站供电，配电点到各用电设备采用副射式供电。四、 负荷统计与变压器选择 1、 选择向皮带供电的660V移动式变电站(1#移变)变电器的计算容量为式中 Kde=0.5；0.3 coswm=0.7 (查煤矿电工手册矿井供电下册P348表10-3-7)选用KBSGZY-T-500/6型矿用隔爆移动式变电站一台，其额定容量SN.T=500KVA；额定电压为6/0.69KV；满足要求。2、 选择向掘进机供电的移动式变电站(2#移变)变电器的计算容量为式中 Kde=0.4coswm=0.6 (

5、查煤矿电工手册矿井供电下册P348表10-3-7)选用KBSGZY-T-500/6型矿用隔爆移动式变电站一台，其额定容量SN.T=500KVA；额定电压为6/1.2KV，满足要求五、 供电电缆的选择1、 确定电缆的型号和长度根据电缆型号的确定原则，选择电缆的型号如下：由中央变电所至移动式变电站的高压电缆，选用MYPTJ型煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆；低压干线电缆及皮带输送机、刮板机、局扇、拉紧绞车支线均采用MYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆，其它设备支线电缆均采用U型矿用移动橡胶软电缆。电缆长度的确定按下式计算：LKinLto式中Kin电缆增长系数，一般橡套电缆取1.1，但我矿

6、电缆钩间距为1.5m，电缆垂弧较小，所以Kin取1.05；Lto电缆敷设路径的长度，m。各电缆具体供电距离以在供电图中标注。2、 电缆主芯线截面的选择（1） 向移动式变电站供电的高压电缆选择1)、 按持续允许负荷电流选择截面选择时要求：式中Ip -空气温度为25时，电缆允许截流量，A；K -环境温度不同时载流量的修正系数；Ia -通过电缆的最大持续工作电流，A；向一盘区供电的高压电缆最大持续工作电流Ia为井筒内温度一般可取25，此时K=1，选用一根MYPTJ3×70型电缆，允许截流量为215A，符合要求。2)、 按短路时热稳定条件校验电缆截面式中Amin -电缆短路时热稳定要求的最小

7、截面，mm2;IK(3)-三相最大稳态短路电流，A；Tf -短路电流作用的假想时间，s;C -热稳定系数，见下表；电缆的热稳定系数供电系统运行在最大运行方式，井下中央变电所馈出电缆的短路电流为采用铜芯电缆且中间有接头，查上表得C=93.4；Tf值为0.25s(井下开关一般整定时间为瞬时)。校验电缆截面得电缆最小截面应不小于35mm2，现按负荷所选电缆截面为铜芯75 mm235 mm2，短路热稳定校验合格。3)、 按允许电压损失校验电缆截面i)、 地面变压器的电压损失地面SFL7-8000/35型35KV变压器，技术参数详见附录3。变压器的负荷容量变压器的电阻压降百分数变压器的电抗压降百分数变压

8、器的电压损失（电压偏移）ii)、 架空线线路的电压损失式中LJ150铝绞线r0=0.1943,x0=0.319由相关技术书查询。iii)、 中央变电所至移变电缆线路的电压损失式中MYPTJ矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆r0/km(查煤矿电工手册矿井供电下册P587表12-1-70)高压电网的总电压损失为6KV电网允许电压损失为600V，所以电缆截面基本满足电压损失的要求。（2） 低压电缆截面的选择1)、 选择向掘进机供电的电缆截面选择注：向掘进机供电线路电压等级为1140V。i)、 按机械强度、持续允许电流选择电缆截面橡套电缆满足机械强度的最小截面如下:掘进机组：3550mm2选择时要求：式

9、中Ip -空气温度为25时，电缆允许截流量，A；K -环境温度不同时载流量的修正系数；Ia -通过电缆的最大持续工作电流，A；向一盘区单台掘进机供电电缆最大持续工作电流Ia为井筒内温度一般可取25，K=1；选用一根MYP3×50+1×16型电缆，允许截流量为173A，符合要求。ii)、 按正常工作时允许的电压损失校验电缆截面KBSGZY-500/6移动变电站变压器技术参数见矿用隔煤型移动式变压器使用说明书。变压器的负荷容量变压器的电阻压降百分数变压器的电抗压降百分数变压器的电压损失（电压偏移）电缆线路的电压损失式中MYP3×50+1×16型电缆ro，xo

10、值由附录1查得,乘0.7考虑到电机不满负荷运行。低压电网的总电压损失为1140电网允许电压损失为117116V，所以电缆截面满足电压损失的要求。iii)、 按起动时的允许电压损失校验电缆截面掘进机电动机的最小起动电压A、按满足电动机的最小起动转矩确定为：式中K-生产机械所需最小起动转矩倍数，（掘进机一般取1.1）。a-电动机额定电压时的起动转矩Mst与电动机额定转矩MN之比（a值可查电动机的技术数据）B、按满足起动器吸力线圈有足够的吸持电压校验掘进机在最小起动电压下的起动电流为（掘进机截割电机132KW、1140V）起动时掘进机支线的电压损失为式中-导线材料的电导率，m/(.mm2),橡套电缆

11、芯线在20时的电导率为53 m/(.mm2)；A-导线的截面积，mm2；起动器安装处的电压为因为，不满足起动器吸持电压的要求。所以最后确定掘进机端子的最小起动电压起动时电网各部分电压损失的计算A、起动时干线电缆的电压损失起动时干线电缆中的电流和功率因数式中(取Ked=0.38 , cosum.re=0.71)为除起动电动机外其余用电设备额定功率之和，KW；起动时干线电缆的电压损失B、起动时变压器的电压损失起动时变压器的负荷电流和功率因数式中(取Kde=0.443 , coswm.re=0.7)起动时变压器的电压损失C、起动时的总电压损失此时掘进机电动机的端电压为U2N.T-Ust=1200-2

12、16.555 = 983.445VUst.min=797V，所选电缆面满足起动条件的要求。六、 短路电流的计算短路电流计算图1、 短路回路阻抗计算中央变电所母线以前电源系统的电抗中央变电所至移动变电站高压电缆的阻抗310KV电缆线路电抗(查煤矿电工手册矿井供电下册P862表13-1-7)（电缆电阻统计见下表附录5）高压系统的总阻抗折算到移动变电站二次侧后的阻抗移动变电站变压器的阻抗掘进机干线电缆组抗掘进机支线电缆的阻抗掘进机短路回路的总阻抗S45点的最小两相短路电流为其它短路点的计算结果见下表： 七、 保护装置的整定计算1、 掘进机配电箱的整定过负荷保护的整定电流为 Iop.o=IN=140

13、A起动器的过负荷装置的实际整定值为140A短路保护的整定电流为所以其短路保护的实际值为500A校验灵敏度满足要求2、 移动式变电站低压侧自动空气开关的整定2移动式变电站为例：过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其整定电流为过负荷整定的实际值为Iop.o=240 A短路保护的整定值为此时短路保护的整定实际值为Iop.s=570 A用后备保护区（下一级线路）内最小两相短路电流校验灵敏度（S17点最小两相电流）满足要求在主保护区内（本级线路）的最小灵敏度为满足要求由上面灵敏度系数可以看出，此段线路发生最小两相短路时，其它地点整定方法同上。3、 高压配电箱的整定由于移动变电站高压侧只装有负荷开关，

14、因此移动式变电站及高压侧线路均由中央变电所中的BGP9L-6G高压配电箱来保护。长延时过载保护装置（过负荷保护）的整定值配电箱额定电流整定为200A；BGP9L-6G高压配电箱过载保护的整定范围为0.21.4倍的配电箱额定电流，共8个档位，故设过载保护为0.6倍。此时实际整定电流Iop.o=400×0.6120A。短路保护的整定值为式中Ica.m -线路所带负荷中容量最大的电动机的最大长时工作电流。132掘进机容量最大的截割电机长时工作电流为85A；I-线路所带负荷中容量最大的电动机的额定起动电流。132掘进机容量最大的截割电机起动电流为427A；配电箱短路保护的整定范围为1.6-1

15、0.0倍的配电箱额定电流，共8个档位，故设为1.6倍。此时实际整定电流为Iop.s=200×1.6=320A。校验灵敏度满足要求由于高压配电箱所带负荷为2台移式变电站，所以保护装置对2台移动式变电站的低压侧短路故障都应有足够的灵敏度，校验时应按灵敏度最小的移动变电站低压侧两相短路电流来校验。向掘进机供电的移动变电站低压侧两相短路时的灵敏度（变压器为Y，y（Y/Y）接线）：满足要求附录1 矿用660/1440V移动屏蔽橡套软电缆结构尺寸及主要技术参数型号:MYP 额定电压:660/1440V芯数截面mm2导体结构NO./mm绝缘厚度mm护套厚度mm电缆外径参考重量kg/km导体（铜）最

16、大直流电阻(20 ) /km20 载流量A标称mm最大mm3 × 10+1 × 1084/0.401.84.531.734.916401.9106484/0.401.9103 × 16+1 × 10126/0.401.84.534.237.618991.2108584/0.401.9103 × 25+1 × 16196/0.402.05.040.344.326480.780113126/0.401.2103 × 35+1 × 16276/0.402.05.044.448.832010.554138126/0.401

17、.2103 × 50+1 × 16396/0.402.25.551.554.640130.386173126/0.401.2103 × 70+1 × 25360/0.502.25.553.959.350790.272215196/0.400.7803 × 95+1 × 25475/0.502.46.062.168.162800.206260196/0.400.780备注：1、电缆绝缘主线芯之间及主线芯与地线之间的绝缘电阻,换算到+20时不低于100M·km。2、主线芯屏蔽层的过渡电阻换算到20时不高于3k。3、产品标准：MT

18、818.5-1999.4、MYP型电缆有3个带绝缘屏蔽的主线芯和一个包覆半导电橡皮层的地线组成，围绕半导电橡皮层垫芯绞合成缆。外面挤包黄色氯化聚乙烯橡皮护套或黄色氯丁橡皮护套。5、导电线芯：采用软铜线，其性能符合 GB/T3956-1997。6、绝缘：采用GB7594.2-1987中XJ-00A型橡皮。7、线芯识别：采用绝缘分色识别，主线芯红、绿、白。地线芯黑色。8、地线：采用半导电橡皮包覆。9、绝缘屏蔽：在绝缘表面包半导电带。10、成缆：3个主线芯和一个地线围绕半导电橡皮垫芯按右向绞合成缆。11、护套：采用GB7594.7-1987中XH-03A型橡皮。护套橡皮的氧指数40。12、成品电缆的

19、阻燃性能满足MT386-1995的要求。13、电缆标志：电缆表面印有型号、电压、规格及制造厂名称。附录2 煤矿用6/10kV移动金属屏蔽橡套软电缆简介1、产品标准企业标准：Q/ZL 1932004<6/10kV煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆>型  号名       称用        途MYPTJ-6/10煤矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆额定电压6/10kV井下移动设备的电源连接2、电缆型号及用途型号芯数×导体标称截面  m

20、m²动力线芯地线芯监视线芯MYPTJ6/103×253×353×503×703×953×16/33×16/33×25/33×35/33×50/33×2.53、电缆规格4、电缆特点：（1）结构特点1) 导电线芯采用镀锡铜导体多根单线绞合，柔软便于接线并适应井下恶劣环境。2) 接地保护导线环绕每项动力线芯的同轴屏蔽：既可监测设备的绝缘电阻，又消除接地保护导线上的电流感应。3）MYPTJ型适用于对缆芯和内护层都具有监视要求的场合。（2）性能特点1）电缆的绝缘层采用以乙丙橡胶为主体的

21、橡胶复合材料，绝缘电阻高，抗热性强，耐弯曲。2）电缆的护套采用氯丁合成橡胶复合材料制成，抗撕裂能力强，耐磨性好，耐油脂和抗化学品腐蚀能力强。3）电缆使用寿命达到国外同类电缆水平。4）电缆阻燃性能符合煤炭行业标准MT3861995煤矿用阻燃电缆阻燃性的试验方法和判定规则。5、使用特性1）产品具有优良的电气性能和机械物理性能，阻燃性能符合MT386-1995的规定，具有很高的安全特性。2）电缆导体长期允许工作温度为+90。3）电缆最小弯曲半径为电缆直径的6倍。附录335KV地面变电所8000KVA电力变压器参数设备名称：电力变压器产品型号：SFL78000/35高压电压电流N1N2N3367501

22、25.7A2-A3B2-B3C2-C335870128.8A3-A4B3-B4C3-C435000132A4-A5B4-B5C4-C534130135.3A5-A6B5-B6C5-C633250138.9A6-A7B6-B7C6-C7低压6300733.1空载电流：0.53%空载损耗：10 KW短路损耗：45.694KW阻抗电压：7.28%额定容量：8000KVA额定电压：35000±×.5%/6300V频率：50HZ使用条件：户外使用接线方式：Y/联接组标号：YNd 11产品代号：1TB7101/034序号：89-512器身重量：9350kg油重：3580 kg上节油箱重

23、：1040 kg运截重量：13665 kg总重：15985 kg生产厂家：中华人民共和国泰安变压器厂制造出厂日期：1989年12月附录4 电缆电阻统计表编号阻抗值 电缆型号电缆长度m电缆千米阻抗/kmXsy0.7940 R10.1496 MYPTJ3×70+1×255500.272X10.0429 0.078R20.4188 MYP3×50+1×1610850.386X20.0879 0.081R30.0946 MYP3×50+1×162450.386X30.0198 0.081R40.0039 MYP3×50+1×

24、;16100.386X40.0008 0.081R50.0143 MYP3×50+1×16370.386X50.0030 0.081R60.1544 MYP3×50+1×164000.386X60.0324 0.081R70.0182 MYP3×16+1×10151.21X70.0014 0.09R80.2200 MYP3×50+1×165700.386X80.0462 0.081R90.0182 MYP3×16+1×10151.21X90.0014 0.09R100.0008 MYP3

25、5;50+1×1620.386X100.0002 0.081R110.0011 MYP3×35+1×1620.554X110.0002 0.084R120.0024 MYP3×16+1×1021.21X120.0002 0.09R130.0305 MYP3×35+1×16550.554X130.0046 0.084R140.0044 MYP3×35+1×1680.554X140.0007 0.084R150.3465 U3×4+1×4704.95X150.0071 0.101R160.

26、3465 U3×4+1×4704.95X160.0071 0.101R170.0121 MYP3×16+1×10101.21X170.0009 0.09R180.1650 U3×6+1×6503.3X180.0048 0.095R190.0044 MYP3×35+1×1680.554X190.0007 0.084R200.3465 U3×4+1×4704.95X200.0071 0.101R210.3465 U3×4+1×4704.95X210.0071 0.101R220.0121 MYP3×16+1×10101.21X220.0009 0.09R230.1650 U3×6+1×6503.3X230.0048 0.095R240.0772 MYP3×50+1×162000.386X240.0162 0.081R250.2730 MYP3×25+1×163500.78X2