面綜采供電設(shè)計

1、14#層410盤區(qū)81011工作面供電設(shè)計說明書機(jī)電礦長：機(jī)電科：電氣隊：設(shè)計： 張建春 2014-10-2581011工作面供電設(shè)計一、已知資料： 81011工作面所在盤區(qū)為14#層410盤區(qū)，附近為81013面（以采空）和81009面（以采空）。81011工作面兩順槽巷長度為：51011巷87米，21011巷820m，工作面傾向長度168m，傾角03°，煤層厚度1.221.75m，平均厚度1.47m，容重1.32*103 kg/ m3，采煤方法為走向長壁后退式一次采全高。1. 設(shè)備選用1）工作面設(shè)備（1）采煤機(jī)，同創(chuàng)生產(chǎn)的MG2*125/560-WD型電牽引采煤機(jī)?？傃b機(jī)功率為5

2、60kW，其中4臺截割電動機(jī)，每臺功率125kW，額定電壓1140V，額定電流85A；額定功率因數(shù)(cos)：0.85，2臺交流牽引電動機(jī)，每臺功率25kW，額定電壓直流380V，額定電流50A，額定功率因數(shù)(cos)：0.87，兩臺截割電動機(jī)不同時起動。（2）工作面刮板輸送機(jī)，采用天地奔牛實業(yè)集團(tuán)有限公司制造的 SGZ764/630型輸送機(jī)，機(jī)頭及機(jī)尾其額定功率為315kw、額定電壓(V)：1140伏的雙速電動機(jī)，其額定電流215A。2）順槽機(jī)電設(shè)備（1）破碎機(jī)，采用天地奔牛實業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的PCM132型破碎機(jī)，其額定功率為132kW，額定電壓1140V，額定電流88A。（2）轉(zhuǎn)載機(jī)，

3、采用天地奔牛實業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的SZB764/132型轉(zhuǎn)載機(jī)，其額定功率為132kW，額定電壓1140V，額定電流88A。（3）順槽帶式輸送機(jī)，采用淮南煤機(jī)廠的SSJ-1000/200型輸送機(jī)和SSJ-1000/160型輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)額定功率為200kw和160kw，額定電壓1140V和660V，額定電流134A和184A。帶速3.15m/s，帶寬1m。（4）乳化液泵，BRW300/31.5X4A型2臺，額定功率200kW，額定電壓1140V，額定電流146A。（5）采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、乳化泵控制開關(guān)，采用大同百易通公司生產(chǎn)的QJZ1-1200/1140(660)-6組合礦用隔爆

4、兼本質(zhì)安全型真空組合開關(guān)，額定電壓1140V。（7）轉(zhuǎn)載機(jī)用太原惠特公司生產(chǎn)的QJR-400型軟啟動器，額定電壓1140V。二、綜采工作面供電系統(tǒng)負(fù)荷計算：1. 電壓等級：工作面高壓電源取自311變電所，經(jīng)過780米送來高壓6kV，經(jīng)過移動變電站分別向用電設(shè)備供電。（1）1140V電壓，采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、泵站。（2）660V電壓，順槽皮帶、絞車、水泵等。2. 負(fù)荷統(tǒng)計:根據(jù)用電設(shè)備電壓等級、設(shè)備的布置位置，擬選用3臺移動變電站，按移動變電站分組進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計。 綜采工作面負(fù)荷統(tǒng)計1#移動變電站設(shè)備名稱部位電動機(jī)型號電動機(jī)數(shù)額定功率/kW額定電壓/V額定電流A額定功率因數(shù)cosN

5、MG2*125/560-WD型采煤機(jī)截割電機(jī) 4125×4114083×40.85牽引電機(jī)225×238050×20.85調(diào)高電機(jī)111114070.85小 結(jié)功率PN 560kwcos0.852#移動變電站設(shè)備名稱型號電動機(jī)型號電動機(jī)數(shù)額定功率/kW額定電壓/V額定電流A額定功率因數(shù)cosN刮板輸送機(jī)SGZ764/6302315×21140211×20.82小 結(jié)功率PN 630KWcoswm0.853#移動變電站設(shè)備名稱型號電動機(jī)型號電動機(jī)數(shù)額定功率/kW額定電壓/V額定電流A額定功率因數(shù)cosN轉(zhuǎn)載機(jī)SZB764/1321132

6、1140880.85破碎機(jī)PCM132 11321140880.85乳化泵BRW400/31.5X4A21251140830.85小 結(jié)功率PN 389KWcoswm0.854#移動變電站設(shè)備名稱型號電動機(jī)型號電動機(jī)數(shù)額定功率/kW額定電壓/V額定電流A額定功率因數(shù)cosN絞車JD-25 825660280.8皮帶機(jī)SSJ1000/16011606601840.8回柱絞車JH-14 218.5660210.8小 結(jié)功率PN 396kwcoswm0.8三、移動變電站容量選擇：根據(jù)供電系統(tǒng)的擬定原則，擬選擇4臺移動變電站。由于采煤機(jī)（總裝功率560kW）、刮板輸送機(jī)（700kW）單機(jī)容量較大，再考

7、慮過電流保護(hù)裝置靈敏系數(shù)要求，分別由1臺移動變電站來供電。1）1號移動變電站選擇1號移動變電站擬向采煤機(jī)供電，其計算負(fù)荷為0.67*560/0.85=444kva式中 需用系數(shù)，取0.67 加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.85。選取1臺KBSGZY-800/6型移動變電站，6KV/1.14kV，額定容量為800kVA444kva,滿足供電的要求。2）2號移動變電站的選擇2號移動變電站擬向刮板輸送機(jī)供電，變壓器的容量計算值為0.7*630/0.85=518kva 式中：需用系數(shù)，取0.7，=0.85選用1臺KBSGZY-800/6型移動變電站，6KV/1.14KV，額定容量800kVA518kVA，滿足

8、要求。3）3號移動變電站的選擇3號移動變電站擬向乳化泵、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等供電，變壓器的計算容量為0.6*389/0.85=275KVA 式中：0.4+0.6*(132/389)=0.6 =0.85現(xiàn)有KBSGZY-800/6型移動變電站，6KV/1.14KV，其額定容量800kVA275kVA，滿足要求 。4）4號移動變電站的選擇4號移動變電站擬向調(diào)度絞車、回柱絞車、順槽皮帶等供電，變壓器的計算容量為0.64*396/0.8=316KVA式中：0.4+0.6*（160/396）=0.64 =0.8現(xiàn)有KBSGZY-500/6型移動變電站，6KV/0.66KV，其額定容量500kVA316kVA

9、，滿足要求。四、 供電系統(tǒng)的擬定及高壓電纜選擇根據(jù)綜采工作面機(jī)電設(shè)備的布置情況，各臺移動變電站所帶的負(fù)荷，初步擬定出如附圖所示的綜采工作面供電系統(tǒng)圖。為了節(jié)省篇幅，將供電系統(tǒng)的初步計算圖與校核計算后的供電系統(tǒng)圖繪制在一張圖上，即圖中的電纜型號、起動器的型等是在校核后選定的，并標(biāo)注在圖上。1. 高壓電纜選擇（1）型號的確定，向移動變電站供電的6kV高壓電纜選用MYJV22-6kV電纜。向4臺移動變電站供電的總負(fù)荷(1984kw)電流： = 0.5*1984*1000/1.732*6000*0.85 = 112A需用系數(shù)， 0.4+0.6*（315/1984）=； 加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.85；

10、=6KV額定電壓。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度初選主截面： 其經(jīng)濟(jì)截面為：112/3=37.3mm2根據(jù)最新經(jīng)濟(jì)電流密度表查的，取=3A/mm2。最后選高壓電纜型號MYJV22-6/3×50 。所用電纜截面偏大，熱穩(wěn)定校驗和電壓損失校驗均能通過時，滿足使用要求。（3）按長時最大允許負(fù)荷電流校驗查表得MYJV22-6/3×50型電纜的長時最大允許負(fù)荷電流Ip=165A。長時最大負(fù)荷電流=112A。=112A=165A，滿足要求。五、 低壓電纜截面的選擇1低壓電纜型號的確定供電系統(tǒng)見圖，選擇的低壓電纜要符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。根據(jù)電壓等級、使用保戶環(huán)境、機(jī)械的工作情況等確定電纜的型號。

11、向采煤機(jī)供電電纜應(yīng)選雙屏蔽型CP型，向乳化液泵、刮板輸送機(jī)等供電電纜選MYP型。2. 按長時最大負(fù)荷電流與電纜的機(jī)械強(qiáng)度初選低壓電纜截面長時負(fù)荷電流取電動機(jī)額定電流，見負(fù)荷統(tǒng)計表。也可以用下面公式計算：各電纜截面初選結(jié)果列在下表中。表：各常用截面的低壓動力電纜載流量表低壓動力電纜載流量表（1140/660V）電纜截面（mm2）2535507095載流量（A）113138173215265表： 按電動機(jī)額定電流與電纜機(jī)械強(qiáng)度要求初選低壓電纜截面負(fù)荷名稱機(jī)械強(qiáng)度要求最小截面/mm2長時負(fù)荷電流/A長時負(fù)荷電流要求的最小截面/mm2初選標(biāo)準(zhǔn)截面/mm2長度（）采煤機(jī)刮板機(jī)頭刮板機(jī)尾轉(zhuǎn)載機(jī)破碎機(jī)乳化液

12、泵皮帶(660V)調(diào)度絞車回柱絞車35503550355035503550163535501635163524521121188888318428229570703535355025259570705050505025253501503201801706050850403. 按允許電壓損失和起動條件校驗電纜主截面煤礦井下供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定條規(guī)定“對距離最遠(yuǎn)、容量最大的電動機(jī)（如采煤機(jī)、工作面輸送機(jī)等），在重載情況下應(yīng)保證起動，如采掘機(jī)械無實際最小起動力矩數(shù)據(jù)時，可按電動機(jī)起動時的端電壓不低于額定電壓的75%校驗。正常運(yùn)行時電動機(jī)的端電壓允許偏移額定電壓的±5%，個別特別遠(yuǎn)的電動機(jī)允許偏

13、移-8% -10%。 不同電網(wǎng)電壓下的正常與最大允許電壓損失表額定電壓 /V變壓器副邊額定電壓U2N=1.05UN/V正常運(yùn)行時電動機(jī)負(fù)偏移-5%UN個別情況下電動機(jī)最大負(fù)偏移-10%電動機(jī)最小端電壓Umo=0.95UN/V允許電壓損失Up=U2N-Umo/V電動機(jī)最小端電壓Umo=0.9UN/V允許電壓損失Up=U2N-Umo/V12738066011403300133400693120034651213616271083313512396611733011434259410262970195899174495各容量移變的相關(guān)主要數(shù)據(jù)如圖1號移動變電站供電系統(tǒng)（1）正常運(yùn)行時的電壓損失 變壓

14、器的電壓損失查表得KBSGZY-800/6，6000/1140移動變電站負(fù)載損耗PN=4500W，阻抗電壓u%=4%，計算移動變電站每相電阻、電抗值。0.009 0.0650.0641號移動變電站其負(fù)荷為采煤機(jī)，低壓側(cè)負(fù)荷電流245A根據(jù)實際工作情況，估計需用系數(shù)為1；加權(quán)平均功率因數(shù)取負(fù)荷統(tǒng)計時的值，為0.85。 =1.732*245*（0.009*0.85+0.064*0.52）=17.36V變壓器的功率因數(shù)，取加權(quán)平均功率因數(shù)0.85。即， 向采煤機(jī)供電電纜的電纜電壓損失： =43.7V正常運(yùn)行時電壓損失校驗向采煤機(jī)供電的總電壓損失=43.7+17.36=60.1V117V，滿足對采煤機(jī)

15、供電的要求。2號移動變電站供電系統(tǒng)（1）正常運(yùn)行時的電壓損失 變壓器的電壓損失查表得KBSGZY-800/6移動變電站負(fù)載損耗PN=4500W，阻抗電壓u%=4%，計算移動變電站每相電阻、電抗值。0.009 0.0650.0642號移動變電站其負(fù)荷為刮板機(jī)，低壓側(cè)負(fù)荷電流420A根據(jù)實際工作情況，估計需用系數(shù)為1；加權(quán)平均功率因數(shù)取負(fù)荷統(tǒng)計時的值，為0.85。 =1.732*420*（0.009*0.85+0.064*0.52）=29.76V變壓器的功率因數(shù)，取加權(quán)平均功率因數(shù)0.85。即， 向刮板機(jī)供電電纜的電纜電壓損失：以供電距離最遠(yuǎn)、電動機(jī)功率最大的刮板輸送機(jī)機(jī)頭電動機(jī)進(jìn)行電壓損失校驗。

16、 =72V正常運(yùn)行時電壓損失校驗向采煤機(jī)供電的總電壓損失=29.76+72=101V117V，滿足對采煤機(jī)供電的要求。3號移動變電站供電系統(tǒng)（1）正常運(yùn)行時的電壓損失 變壓器的電壓損失查表得KBSGZY-800/6， 6000/1140V移動變電站負(fù)載損耗PN=4500W，阻抗電壓u%=4%，計算移動變電站每相電阻、電抗值。0.009 0.0650.0643號移動變電站其負(fù)荷為轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化泵，低壓側(cè)負(fù)荷電流260A加權(quán)平均功率因數(shù)取負(fù)荷統(tǒng)計時的值，為0.85。 =1.732*260*（0.009*0.85+0.064*0.52）=18.42V變壓器的功率因數(shù)，取加權(quán)平均功率因數(shù)0.85

17、。即， 向轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、乳化泵供電的電纜電壓損失：以供電距離最遠(yuǎn)、電動機(jī)功率最大的轉(zhuǎn)載機(jī)電動機(jī)進(jìn)行電壓損失校驗。 =4.66V 正常運(yùn)行時電壓損失校驗向轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、泵站供電的總電壓損失=18.42+4.66=23.08V117V，滿足對采煤機(jī)供電的要求。號移動變電站供電系統(tǒng)（1）正常運(yùn)行時的電壓損失 變壓器的電壓損失查表得KBSGZY-500/6， 6000/660V移動變電站負(fù)載損耗PN=3100W，阻抗電壓u%=3.3%，計算移動變電站每相電阻、電抗值。0.0007 0.00290.0028號移動變電站其負(fù)荷為順槽皮帶、潛水泵、回柱絞車，低壓側(cè)負(fù)荷電流241A加權(quán)平均功率因數(shù)取負(fù)荷統(tǒng)

18、計時的值，為0.8。 =1.732*241*（0.007*0.84+0.0029*0.5426）=0.9V變壓器的功率因數(shù)，取加權(quán)平均功率因數(shù)0.8。即， 向潛水泵、回柱絞車供電電纜的電纜電壓損失：以供電距離最遠(yuǎn)、電動機(jī)功率最大的回柱絞車電動機(jī)進(jìn)行電壓損失校驗。=9.45V正常運(yùn)行時電壓損失校驗向供電的回柱絞車電壓損失=0.9+9.45=10.35V63V，滿足對采煤機(jī)供電的要求。六、 供電系統(tǒng)短路電流計算1）綜采工作面移動變電站到采煤機(jī)電機(jī)處電纜短路電流計算（1）短路電流計算時，其電壓取平均電壓，各電壓等級的平均電壓見下表表4-15 標(biāo)準(zhǔn)電壓等級的平均電壓值標(biāo)準(zhǔn)電壓/kV0.1270.220

19、.380.661.1403.361035平均電壓/kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537（2）短路點的選定。綜采工作面供電計算，選移動變電站高壓電纜進(jìn)線端作為短路點，計算三相短路電流，校驗移動變電站的高壓開關(guān)的斷流能力；計算兩相短路電流，整定前級6kV隔爆開關(guān)中的繼電保護(hù)裝置。（3）元件電抗的計算。6kV高壓供電系統(tǒng)，在計算短路電流時，忽略短路回路中各元件的電阻。查表得母線系統(tǒng)容量為30kva（1）系統(tǒng)折算電抗1.22 /30=0.048其中，6kV系統(tǒng)的平均電壓6.3kV。（2）高壓電纜折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高壓電纜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）移動變電站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移動變電站，阻抗電壓= 4%，負(fù)載損耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移動變電站二次出線端最小兩相短路電流； =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）采煤機(jī)電纜阻抗查表，得電纜

21、CPQ3×95-350米， 每相單位阻抗值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）短路回路的總阻抗 =0.0126+0.01+0.026=0.0486 =0.0026+0.071+0.184=0.2576=0.26（7）采煤機(jī)電機(jī)處兩相短路電流 1.2/2*0.26=2.307kA2、綜采工作面移動變電站到刮板機(jī)機(jī)頭電機(jī)處電纜短路電流計算（1）系統(tǒng)折算電抗1.22 /30=0.048其中，6kV系統(tǒng)的平均電壓6.3kV。（2）高壓電纜折算阻抗查表，得MYJV22-6/3&#

22、215;50高壓電纜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）移動變電站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移動變電站，阻抗電壓= 4%，負(fù)載損耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移動變電站二次出線端最小兩相短路電流； =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）刮板機(jī)電纜阻抗查表，得MYP-70×3（320米）電纜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）短路回路的總阻抗 =0.0126+0.01+0.1005=0.1231 =0.0026+0.071+0.01496=0.0885=0.1516（7）刮扳機(jī)電機(jī)處兩相短路電流 1.2/2*0.1516=3.958kA3、綜采工作面移動變電KBSGZY-800/6/1.14kV到轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)機(jī)頭電機(jī)處電纜短路電流計算（1）系統(tǒng)折算電抗1.22 /30=0.048其中，6

24、kV系統(tǒng)的平均電壓6.3kV。（2）高壓電纜折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高壓電纜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）移動變電站阻抗查表，得，KBSGZY-800/6/1.14kV移動變電站，阻抗電壓= 4%，負(fù)載損耗=4500W。 4500*1.22 /8002 =0.01 0.04*1.22 /0.8=0.072 0.071（4）移動變電站二次出線端最小兩相短路電流； =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）轉(zhuǎn)載機(jī)電纜阻抗查表，得MYP-50×3（180米）電纜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）短路回路的總阻抗 =0.0126+0.01+0.0806=0.1032 =0.0026+0.071+0.01458=0.0882=0.1358（7）轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)處兩相短路電流 1.2/2*0.1358=4.418kA4、皮帶頭移變KBSGZY-500/6/0.69kV到回柱絞車電機(jī)

26、處電纜短路電流計算（1）系統(tǒng)折算電抗0.692/30=0.0159（2）高壓電纜折算阻抗查表，得MYJV22-6/3×50高壓電纜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）移動變電站阻抗查表，得，KSGZY-500/6/0.69kV移動變電站，阻抗電壓= 3%，負(fù)載損耗=3100W。 3100*0.692 /5002 =0.0059 0.03*0.692 /0.5=0.0286 0.029（4）移動變電站二次出線端最小兩相短路電流； =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）回柱絞車電纜阻抗查表，得MYP-16×3（850米）電纜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）短路回路的總阻抗 =0.0382+0.0059+1.1645=1.2086 =0.0079+0.029+0.0765=0.1134=1.2139（7）回柱絞車處兩相短路電流 0.69/2*1.2139=0.284kA各變壓器短路電流表編號

28、變壓器容量負(fù)荷二次電壓V變壓器二次側(cè)最小兩相短路電流最遠(yuǎn)點的短路電流電流A短路地點1#800kVA采煤機(jī)114046152307電機(jī)處2#800kVA刮板機(jī)114046153958刮板機(jī)頭3#800kVA轉(zhuǎn)載機(jī)破碎機(jī)乳化泵114046155454轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)處4#500kVA皮帶絞車6906686284回柱絞車七、 過流保護(hù)裝置的整定頭刮板運(yùn)輸機(jī)組開關(guān)整定及校驗a、整定值Iz= =215A 短路電流I（2）d=3958Ab、校驗靈敏度：I(2)d 3958 = =2.3>1.2 合格8×IZ 8×215尾刮板運(yùn)輸機(jī)開關(guān)整定及校驗a、整定值Iz= =215A 查表得短路電流I（2）d=3570Ab、校驗靈敏度：I(2)d 3570 = =2.07>1.2 合格8×IZ 8×215轉(zhuǎn)載機(jī)開關(guān)整定及校驗a、整定值Iz= =90A 短路電流I（2）d=5454Ab、校驗靈敏度：I(2)d 5454 = =7.6>1.2 合格8×IZ 8×90破碎機(jī)開關(guān)整定及校驗a、整定值Iz= =90A 短路電流I（2）d=3697Ab、校驗靈敏度：I(2)d 3697 = =5.1>1.2 合格8×Iz 8×90采煤機(jī)截