采煤工面供电设计

综采工作面供电设计计算

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综采工作面供电计算

工作面布置及开采方法：

1.2101综采工作面为缓倾斜煤层，煤质中硬，低瓦斯，每层平均厚度1.5米，一次采全高。

巷道布置：工作面长150m，走向长710m。 采煤方法：采用走向长壁区内后退式。 2.运输系统：

工作面落煤由采煤机，经刮板机、转载机、顺槽皮带、胶带巷皮带、主平硐皮带运至地面。

3.电源及负荷情况作面。

工作面采用1140V低压供电，电源取自临时配电点移变，移变高压取自变电所10KV高压开关。

用电设备负荷情况见下表：

用电设备情况表 表一 设备名称 设备型号 设备台数 额定功率 额定电压 额定电流 采煤机 MG200/460-WD 1 460KW 1140V 312A 面刮板机 SGZ630/2 1 2×132KW 1140V 2×92.5A 转载机 SZZ730/90 1 90KW 1140V 60 A 破碎机 PLM1000 1 110KW 1140V 75 皮带机 DSJ80/40/2×132 1 2×132KW 1140V 2×92.5A 乳化泵 BRW315/31.5 1 200KW 1140V 135A 喷雾泵 BPW400/12.5 1 125KW 1140V 85A 调度绞车 JD-4 2 55KW 1140V 37A 调度绞车 JD-1.6 2 25KW 1140V 16.5 调度绞车 JD-1 4 11.4KW 1140V 7.5A 回柱绞车 JH-20 2 22KW 1140V 15A 回柱绞车 JH-14 2 18.5KW 1140V 12A 水泵 11KW 5 11KW 1140V 7A 二、工作面开关站及移变位置的确定

根据位置的确定原则，工作面开关站设在距工作面切眼30m处，移变设在临时配电点，皮带、溜子、开关站设在各自的机头处，泵站开关设在泵站处。

三、选择工作面移变

考虑两台移变供电，一台供工作面开关站，一台供其余所有设备。

开关站变压器的计算容量为：

S＝KxΕPe/CosФ=0.8×(460+2+90+110)/0.75=987.6KVA Kde取0.8 CosФ取0.75

选择一台KBSGZY-1000/6型矿用隔爆移动变电站供工作面开关站。 顺槽变压器的计算容量为：

S＝KxΕPe/CosФ=0.8×(200+125+2×55+2×25+4×11.5+5×11+2×22+2×18.5)/0.75=662.4KVA

Kde取0.8 CosФ取0.75

选择一台KBSGZY-800/6型矿用隔爆移动变电站供进回风顺槽及泵站设备。 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及实际情况，选择电缆的型号如下：

由变电所至移变的高压电缆，选用MYPTJ 10KV-3×70+3×35/3+3×2.5型高压屏蔽带监视层橡套电缆，采煤机选用MCP采煤机专用电缆，其它用电设备干线及支线电缆均选用MYP型橡胶电缆。

根据电缆长度的确定原则，高压电缆实际距离乘以1.05的系数，低压电缆实际距离乘以1.1的系数，确定长度见供电系统图。

2、主芯线截面的选择

（1）向移变供电的高压电缆截面选择，按长时允许负荷电流选择。根据实际情况，现有MYPTJ 10KV-3×70+3×35/3+3×2.5的电缆，截面70mm²，最大长时工作电流175A，移变的额定电流57+46A<175A，选用高压电缆满足要求。

（2）低压电缆截面的选择

A、选择支线电缆截面。支线电缆的截面按机械强度和长时允许电流选择和校验，以煤机电缆为例：

查表知，选择满足机械强度的最小截面为50 mm²，查表知，其长时允许电流为173A﹤煤机额定电流192A。确定选用70 mm²的电缆，其长时允许电流为215A，大于煤机额定电流，故选择70 mm²的电缆是合适的。

按照同样方法，其它支线电缆截面的选择结果见供电系统图。

B、选择干线电缆的截面,以上面开关站为例，按允许负荷电流初选其截面。 Ica＝Kx∑Pe/3Ue COSФ＝0.68×879/（3×1.14×0.75）

＝404A

考虑到面溜尾短路系数达到1.5倍的灵敏度系数，故选择双回路95mm2

电缆，其允许负荷电流：520＞404A电缆截面符合要求。

（3）根据电压损失校验电缆的截面 A.干线电缆的电压损失△Ug：

移变距开关站的距离960M，按电压损失校验所选电缆截面：

P△U＝

g

3KL10xgeDUeSg＝

8790.689601000＝62.3V

42.51140190式中：D—导电系数，铜芯橡胶D＝42.5，m/(Ω〃mm2)； ΣPe－电动机额定功率，KW； Sg—干线电缆截面，mm2；

Ue—额定电压。

Kx—相应于∑Pe的需用系数；取0.68 Lg—干线电缆长度，m。

B.支线电缆的电压损失△Uz：以采煤机支线电缆为例 Uz＝

PeKfLz103DUeSze＝

3000.72001000＝15.5V

42.51140700.8式中：D—导电系数，铜芯橡胶D＝42.5，m/(Ω〃mm2)； Pe－电动机额定功率，KW；435KW。 Kf—负荷系数；0.7。

Lz—支线电缆长度，m；320 m。 Sz—支线电缆截面，mm2；70 mm2。

ηe—电动机效率；0.8。 Ue—额定电压。1140V。 C.变压器的电压损失△Ub：

P225500620.6824.1(%) 100VR=10S8000.68(%) VX=VSVRN.TNca8790.6变压器的负荷率Klo＝S S8000.750.879N△Ub=Kl0vRCOSTVXSINTV2N1000.8790.680.7384.10.674114032.7V

100式中：ΔPNTXb—变压器短路损耗（铜损） w

Vs—短路电压（阻抗压降百分数） U2N—变压器二次额定电压，KV。1.14KV D.电压损失合计:

△U＝△Ub+△U2+△Ug＝62.3+15.5+32.7＝110.5V

允许的电压损失：△Ug＝Ube-Udy＝1200-0.95×1140＝117 V

故选电缆截面满足要求.

按上述方法电缆截面的选择结果见供电系统图。 (4)根据起动电压损失校验电缆的截面: 以采煤机起动为例 △Uq＝△Uzq+△Ugq+△Ubq

＝Izq×Lz/D×Sz+ Igq× Lgq/D×Sg+3（IbqRbcosΦb+ IbqXbsinΦb） ＝

7982001020960++3×(1020×0.0135×0.738+1020

42.57042.5190×0.1072×0.675)＝272V 式中：Igq－起动时干线上电流；

Igq＝(160.6＋100＋50＋60)×0.60+190×6×0.7＝1020A

Izq－起动时支线上电流；Izq＝190×6×0.7＝798A 允许起动电压损失：△Uqy＝1200-0.75×1140＝345 V 起动电压近损失满足要求. 六、短路电流的计算

根据图表法，查得各点的两相短路电流见供电系统图 七、电气设备的选择

七采配电所供移变的高防开关选用BGP23—6/100型矿用高压真空配电箱。该配电箱具有短路、过载、失压、漏电和监视保护，其额定电流为100A，移

变的额定电流为81A，高防开关满足要求。

面溜子额定电流160.6A，选用QJZ—300/1140型磁力开关，其额定电流300A，满足要求。

300煤机额定电流190A，选用QJZ—300/1140型磁力开关，其额定电流300A，满足要求。

工作面总负荷6KW，额定电流410.6A，故选用KBZ—400/1140型馈电开关2台，额定电流800A，满足要求。

根据低压电气设备的选择原则，其它馈电开关、磁力开关的型号选择见供电系统图。

八、保护装置的整定计算 1.工作面开关站总开关整定

1#总开关负荷额定电流Ie＝190A 单台最大电机启动电流Iqe＝1140A 整定 过载 Iz≤Ie＝190A 取 Iz＝200A 过流 Iz≥Iqe+ KxΣIe＝190×6＝1140A 取Iz＝1100A

灵敏度校验 I²d1＝1732A

I²d/Iz＝1732/1100＝1.57＞1.5 满足要求

2#总开关负荷额定电流Ie＝220.6A 单台最大电机启动电流Iqe＝963A 整定 过载 Iz≤Ie＝220.6A 取 Iz＝250A 过流 Iz≥Iqe+ KxΣIe＝963+0.7×60＝1005A 取Iz＝1000A

灵敏度校验 I²d1＝1622A

I²d/Iz＝1622/1000＝1.62＞1.5 满足要求 2.工作面移变整定

总负荷实际工作电流Ig=404A 单台最大负荷额定启动电流Iqe=1140A

整定 过载 Iz≤Ig=404A 取 Iz=600A

过流 Iz≥Iqe+Kx∑Ie=1140+370.6×0.6=1362A 取Iz=1400A 灵敏度校验 I²d3=00A

I²d/Iz=00/1400=3.85＞1.5 满足要求 3．七采配电所高防开关整定

BGP23—6/100 Ige=100A

移变容量 800KVA 额定电流 I1e=81A 过载 Iz≤1e=600/5/20=6A 取 Iz=7.5A

过流 Iz≥（Iqe+Kx∑Ie）/Kb=（1140+222.3）/5/20=13.6A

整定取Iz=17A

灵敏度校验 按移变二次侧最小短路电流校验800KVA移变低压侧I²d=00A

I²d/KbIz=00/5/20/17=3.17＞1.5 满足要求.