面综采供电设计

1、14#层410盘区81011工作面供电设计说明书机电矿长：机电科：电气队：设计： 张建春 2014-10-2581011工作面供电设计一、已知资料： 81011工作面所在盘区为14#层410盘区，附近为81013面（以采空）和81009面（以采空）。81011工作面两顺槽巷长度为：51011巷87米，21011巷820m，工作面倾向长度168m，倾角03°，煤层厚度1.221.75m，平均厚度1.47m，容重1.32*103 kg/ m3，采煤方法为走向长壁后退式一次采全高。1. 设备选用1）工作面设备（1）采煤机，同创生产的MG2*125/560-WD型电牵引采煤机。总装机功率为5

2、60kW，其中4台截割电动机，每台功率125kW，额定电压1140V，额定电流85A；额定功率因数(cos)：0.85，2台交流牵引电动机，每台功率25kW，额定电压直流380V，额定电流50A，额定功率因数(cos)：0.87，两台截割电动机不同时起动。（2）工作面刮板输送机，采用天地奔牛实业集团有限公司制造的 SGZ764/630型输送机，机头及机尾其额定功率为315kw、额定电压(V)：1140伏的双速电动机，其额定电流215A。2）顺槽机电设备（1）破碎机，采用天地奔牛实业集团有限公司生产的PCM132型破碎机，其额定功率为132kW，额定电压1140V，额定电流88A。（2）转载机，

3、采用天地奔牛实业集团有限公司生产的SZB764/132型转载机，其额定功率为132kW，额定电压1140V，额定电流88A。（3）顺槽带式输送机，采用淮南煤机厂的SSJ-1000/200型输送机和SSJ-1000/160型输送机，带式输送机额定功率为200kw和160kw，额定电压1140V和660V，额定电流134A和184A。带速3.15m/s，带宽1m。（4）乳化液泵，BRW300/31.5X4A型2台，额定功率200kW，额定电压1140V，额定电流146A。（5）采煤机、刮板输送机、破碎机、乳化泵控制开关，采用大同百易通公司生产的QJZ1-1200/1140(660)-6组合矿用隔爆

4、兼本质安全型真空组合开关，额定电压1140V。（7）转载机用太原惠特公司生产的QJR-400型软启动器，额定电压1140V。二、综采工作面供电系统负荷计算：1. 电压等级：工作面高压电源取自311变电所，经过780米送来高压6kV，经过移动变电站分别向用电设备供电。（1）1140V电压，采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、泵站。（2）660V电压，顺槽皮带、绞车、水泵等。2. 负荷统计:根据用电设备电压等级、设备的布置位置，拟选用3台移动变电站，按移动变电站分组进行负荷统计。 综采工作面负荷统计1#移动变电站设备名称部位电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosN

5、MG2*125/560-WD型采煤机截割电机 4125×4114083×40.85牵引电机225×238050×20.85调高电机111114070.85小 结功率PN 560kwcos0.852#移动变电站设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosN刮板输送机SGZ764/6302315×21140211×20.82小 结功率PN 630KWcoswm0.853#移动变电站设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosN转载机SZB764/1321132

6、1140880.85破碎机PCM132 11321140880.85乳化泵BRW400/31.5X4A21251140830.85小 结功率PN 389KWcoswm0.854#移动变电站设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosN绞车JD-25 825660280.8皮带机SSJ1000/16011606601840.8回柱绞车JH-14 218.5660210.8小 结功率PN 396kwcoswm0.8三、移动变电站容量选择：根据供电系统的拟定原则，拟选择4台移动变电站。由于采煤机（总装功率560kW）、刮板输送机（700kW）单机容量较大，再考

7、虑过电流保护装置灵敏系数要求，分别由1台移动变电站来供电。1）1号移动变电站选择1号移动变电站拟向采煤机供电，其计算负荷为0.67*560/0.85=444kva式中 需用系数，取0.67 加权平均功率因数，取0.85。选取1台KBSGZY-800/6型移动变电站，6KV/1.14kV，额定容量为800kVA444kva,满足供电的要求。2）2号移动变电站的选择2号移动变电站拟向刮板输送机供电，变压器的容量计算值为0.7*630/0.85=518kva 式中：需用系数，取0.7，=0.85选用1台KBSGZY-800/6型移动变电站，6KV/1.14KV，额定容量800kVA518kVA，满足

8、要求。3）3号移动变电站的选择3号移动变电站拟向乳化泵、破碎机、转载机等供电，变压器的计算容量为0.6*389/0.85=275KVA 式中：0.4+0.6*(132/389)=0.6 =0.85现有KBSGZY-800/6型移动变电站，6KV/1.14KV，其额定容量800kVA275kVA，满足要求 。4）4号移动变电站的选择4号移动变电站拟向调度绞车、回柱绞车、顺槽皮带等供电，变压器的计算容量为0.64*396/0.8=316KVA式中：0.4+0.6*（160/396）=0.64 =0.8现有KBSGZY-500/6型移动变电站，6KV/0.66KV，其额定容量500kVA316kVA

9、，满足要求。四、 供电系统的拟定及高压电缆选择根据综采工作面机电设备的布置情况，各台移动变电站所带的负荷，初步拟定出如附图所示的综采工作面供电系统图。为了节省篇幅，将供电系统的初步计算图与校核计算后的供电系统图绘制在一张图上，即图中的电缆型号、起动器的型等是在校核后选定的，并标注在图上。1. 高压电缆选择（1）型号的确定，向移动变电站供电的6kV高压电缆选用MYJV22-6kV电缆。向4台移动变电站供电的总负荷(1984kw)电流： = 0.5*1984*1000/1.732*6000*0.85 = 112A需用系数， 0.4+0.6*（315/1984）=； 加权平均功率因数，取0.85；

10、=6KV额定电压。（2）按经济电流密度初选主截面： 其经济截面为：112/3=37.3mm2根据最新经济电流密度表查的，取=3A/mm2。最后选高压电缆型号MYJV22-6/3×50 。所用电缆截面偏大，热稳定校验和电压损失校验均能通过时，满足使用要求。（3）按长时最大允许负荷电流校验查表得MYJV22-6/3×50型电缆的长时最大允许负荷电流Ip=165A。长时最大负荷电流=112A。=112A=165A，满足要求。五、 低压电缆截面的选择1低压电缆型号的确定供电系统见图，选择的低压电缆要符合煤矿安全规程的规定。根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。

11、向采煤机供电电缆应选双屏蔽型CP型，向乳化液泵、刮板输送机等供电电缆选MYP型。2. 按长时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表。也可以用下面公式计算：各电缆截面初选结果列在下表中。表：各常用截面的低压动力电缆载流量表低压动力电缆载流量表（1140/660V）电缆截面（mm2）2535507095载流量（A）113138173215265表： 按电动机额定电流与电缆机械强度要求初选低压电缆截面负荷名称机械强度要求最小截面/mm2长时负荷电流/A长时负荷电流要求的最小截面/mm2初选标准截面/mm2长度（）采煤机刮板机头刮板机尾转载机破碎机乳化液

12、泵皮带(660V)调度绞车回柱绞车35503550355035503550163535501635163524521121188888318428229570703535355025259570705050505025253501503201801706050850403. 按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面煤矿井下供电设计技术规定条规定“对距离最远、容量最大的电动机（如采煤机、工作面输送机等），在重载情况下应保证起动，如采掘机械无实际最小起动力矩数据时，可按电动机起动时的端电压不低于额定电压的75%校验。正常运行时电动机的端电压允许偏移额定电压的±5%，个别特别远的电动机允许偏

13、移-8% -10%。 不同电网电压下的正常与最大允许电压损失表额定电压 /V变压器副边额定电压U2N=1.05UN/V正常运行时电动机负偏移-5%UN个别情况下电动机最大负偏移-10%电动机最小端电压Umo=0.95UN/V允许电压损失Up=U2N-Umo/V电动机最小端电压Umo=0.9UN/V允许电压损失Up=U2N-Umo/V12738066011403300133400693120034651213616271083313512396611733011434259410262970195899174495各容量移变的相关主要数据如图1号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失 变压

14、器的电压损失查表得KBSGZY-800/6，6000/1140移动变电站负载损耗PN=4500W，阻抗电压u%=4%，计算移动变电站每相电阻、电抗值。0.009 0.0650.0641号移动变电站其负荷为采煤机，低压侧负荷电流245A根据实际工作情况，估计需用系数为1；加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0.85。 =1.732*245*（0.009*0.85+0.064*0.52）=17.36V变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.85。即， 向采煤机供电电缆的电缆电压损失： =43.7V正常运行时电压损失校验向采煤机供电的总电压损失=43.7+17.36=60.1V117V，满足对采煤机

15、供电的要求。2号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失 变压器的电压损失查表得KBSGZY-800/6移动变电站负载损耗PN=4500W，阻抗电压u%=4%，计算移动变电站每相电阻、电抗值。0.009 0.0650.0642号移动变电站其负荷为刮板机，低压侧负荷电流420A根据实际工作情况，估计需用系数为1；加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0.85。 =1.732*420*（0.009*0.85+0.064*0.52）=29.76V变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.85。即， 向刮板机供电电缆的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的刮板输送机机头电动机进行电压损失校验。

16、 =72V正常运行时电压损失校验向采煤机供电的总电压损失=29.76+72=101V117V，满足对采煤机供电的要求。3号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失 变压器的电压损失查表得KBSGZY-800/6， 6000/1140V移动变电站负载损耗PN=4500W，阻抗电压u%=4%，计算移动变电站每相电阻、电抗值。0.009 0.0650.0643号移动变电站其负荷为转载机、破碎机、乳化泵，低压侧负荷电流260A加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0.85。 =1.732*260*（0.009*0.85+0.064*0.52）=18.42V变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.85

17、。即， 向转载机、破碎机、乳化泵供电的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的转载机电动机进行电压损失校验。 =4.66V 正常运行时电压损失校验向转载机、破碎机、泵站供电的总电压损失=18.42+4.66=23.08V117V，满足对采煤机供电的要求。号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失 变压器的电压损失查表得KBSGZY-500/6， 6000/660V移动变电站负载损耗PN=3100W，阻抗电压u%=3.3%，计算移动变电站每相电阻、电抗值。0.0007 0.00290.0028号移动变电站其负荷为顺槽皮带、潜水泵、回柱绞车，低压侧负荷电流241A加权平均功率因数取负荷统

18、计时的值，为0.8。 =1.732*241*（0.007*0.84+0.0029*0.5426）=0.9V变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.8。即， 向潜水泵、回柱绞车供电电缆的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的回柱绞车电动机进行电压损失校验。=9.45V正常运行时电压损失校验向供电的回柱绞车电压损失=0.9+9.45=10.35V63V，满足对采煤机供电的要求。六、 供电系统短路电流计算1）综采工作面移动变电站到采煤机电机处电缆短路电流计算（1）短路电流计算时，其电压取平均电压，各电压等级的平均电压见下表表4-15 标准电压等级的平均电压值标准电压/kV0.1270.220

19、.380.661.1403.361035平均电压/kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537（2）短路点的选定。综采工作面供电计算，选移动变电站高压电缆进线端作为短路点，计算三相短路电流，校验移动变电站的高压开关的断流能力；计算两相短路电流，整定前级6kV隔爆开关中的继电保护装置。（3）元件电抗的计算。6kV高压供电系统，在计算短路电流时，忽略短路回路中各元件的电阻。查表得母线系统容量为30kva（1）系统折算电抗1.22 /30=0.048其中，6kV系统的平均电压6.3kV。（2）高压电缆折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高压电缆r0=R65=

20、0.435/km, =0.09/km。0.09*0.8*（1.2/6.3）2 =0.00260.435*0.8*（1.2/6.3）2=0.0126（3）移动变电站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移动变电站，阻抗电压= 4%，负载损耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移动变电站二次出线端最小两相短路电流； =0.0126+0.01=0.0226x=X1+Xt+Xsy=0.0026+0.071+0.048=0.1276 0.131.2/2*0.13=4.615kA（5）采煤机电缆阻抗查表，得电缆

21、CPQ3×95-350米， 每相单位阻抗值0= 0.246/km，R0= 0.075/km.X2=X0L2=0.23*0.8=0.184 R2=R0L2=350/42.5*95=0.026（6）短路回路的总阻抗 =0.0126+0.01+0.026=0.0486 =0.0026+0.071+0.184=0.2576=0.26（7）采煤机电机处两相短路电流 1.2/2*0.26=2.307kA2、综采工作面移动变电站到刮板机机头电机处电缆短路电流计算（1）系统折算电抗1.22 /30=0.048其中，6kV系统的平均电压6.3kV。（2）高压电缆折算阻抗查表，得MYJV22-6/3&#

22、215;50高压电缆r0=R65=0.435/km, =0.09/km。0.09*0.8*（1.2/6.3）2 =0.00260.435*0.8*（1.2/6.3）2=0.0126（3）移动变电站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移动变电站，阻抗电压= 4%，负载损耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移动变电站二次出线端最小两相短路电流； =0.0126+0.01=0.0226x=X1+Xt+Xsy=0.0026+0.071+0.048=0.1276 0.131.2/2*0.13=4.615k

23、A（5）刮板机电缆阻抗查表，得MYP-70×3（320米）电缆r0=R65=0.314/km, =0.078/km。X2=X0L2=0.078*0.32=0.01496 R2=R0L2=0.314*0.32=0.1005（6）短路回路的总阻抗 =0.0126+0.01+0.1005=0.1231 =0.0026+0.071+0.01496=0.0885=0.1516（7）刮扳机电机处两相短路电流 1.2/2*0.1516=3.958kA3、综采工作面移动变电KBSGZY-800/6/1.14kV到转载机机机头电机处电缆短路电流计算（1）系统折算电抗1.22 /30=0.048其中，6

24、kV系统的平均电压6.3kV。（2）高压电缆折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高压电缆r0=R65=0.435/km, =0.09/km。0.09*0.8*（1.2/6.3）2 =0.00260.435*0.8*（1.2/6.3）2=0.0126（3）移动变电站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移动变电站，阻抗电压= 4%，负载损耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移动变电站二次出线端最小两相短路电流； =0.0126+0.01=0.0226x=X1+Xt+Xsy=0.002

25、6+0.071+0.048=0.1276 0.131.2/2*0.13=4.615kA（5）转载机电缆阻抗查表，得MYP-50×3（180米）电缆r0=R65=0.448/km, =0.081/km。X2=X0L2=0.081*0.18=0.01458 R2=R0L2=0.448*0.18=0.0806（6）短路回路的总阻抗 =0.0126+0.01+0.0806=0.1032 =0.0026+0.071+0.01458=0.0882=0.1358（7）转载机电机处两相短路电流 1.2/2*0.1358=4.418kA4、皮带头移变KBSGZY-500/6/0.69kV到回柱绞车电机

26、处电缆短路电流计算（1）系统折算电抗0.692/30=0.0159（2）高压电缆折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高压电缆r0=R65=0.435/km, =0.09/km。0.09*0.8*（0.69/6.3）2 =0.00790.435*0.8*（0.69/6.3）2=0.0382（3）移动变电站阻抗查表，得，KSGZY-500/6/0.69kV移动变电站，阻抗电压= 3%，负载损耗=3100W。 3100*0.692 /5002 =0.0059 0.03*0.692 /0.5=0.0286 0.029（4）移动变电站二次出线端最小两相短路电流； =0.0382+0.00

27、59=0.0441 =0.0159+0.0079+0.0029 =0.0267=0.05160.69/2*0.0516=6.686kA（5）回柱绞车电缆阻抗查表，得MYP-16×3（850米）电缆r0=R65=1.37/km, =0.09/km。X2=X0L2=0.09*0.85=0.0765 R2=R0L2=1.37*0.85=1.1645（6）短路回路的总阻抗 =0.0382+0.0059+1.1645=1.2086 =0.0079+0.029+0.0765=0.1134=1.2139（7）回柱绞车处两相短路电流 0.69/2*1.2139=0.284kA各变压器短路电流表编号

28、变压器容量负荷二次电压V变压器二次侧最小两相短路电流最远点的短路电流电流A短路地点1#800kVA采煤机114046152307电机处2#800kVA刮板机114046153958刮板机头3#800kVA转载机破碎机乳化泵114046155454转载机电机处4#500kVA皮带绞车6906686284回柱绞车七、 过流保护装置的整定头刮板运输机组开关整定及校验a、整定值Iz= =215A 短路电流I（2）d=3958Ab、校验灵敏度：I(2)d 3958 = =2.3>1.2 合格8×IZ 8×215尾刮板运输机开关整定及校验a、整定值Iz= =215A 查表得短路电流I（2）d=3570Ab、校验灵敏度：I(2)d 3570 = =2.07>1.2 合格8×IZ 8×215转载机开关整定及校验a、整定值Iz= =90A 短路电流I（2）d=5454Ab、校验灵敏度：I(2)d 5454 = =7.6>1.2 合格8×IZ 8×90破碎机开关整定及校验a、整定值Iz= =90A 短路电流I（2）d=3697Ab、校验灵敏度：I(2)d 3697 = =5.1>1.2 合格8×Iz 8×90采煤机截