綜采工作面設(shè)計范例

安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜采工作面電控開關(guān)的PLC設(shè)計指導(dǎo)員： 班級： 姓名： 論文導(dǎo)師： 淮北礦業(yè)集團(tuán)房莊煤礦綜采工作面3.3KV供電系統(tǒng)可行性論證報告2006年2010年我公司煤礦井下采區(qū)供電系統(tǒng)由660V提高到1140V這一電壓等級運(yùn)行了將近4年，在這期間還采取了綜采放頂煤工藝產(chǎn)量由過去的1000萬噸上升到1845萬噸，本次采區(qū)電壓由1140V提升到3.3KV是對供電系統(tǒng)電氣設(shè)備又進(jìn)行的一次影響深遠(yuǎn)的重大變革，從這個意義上出發(fā)我公司領(lǐng)導(dǎo)先后去神符、兗州、晉城、淮南、唐山、大同等現(xiàn)已將采區(qū)供電電壓提升到3.3KV的兄弟單位調(diào)研，最終決定選用：太礦生產(chǎn)的MGTY400-/930/3.3采煤機(jī)張家口煤機(jī)廠生產(chǎn)的SGZ880/1050工作溜張家口煤機(jī)廠生產(chǎn)的SGZ880/1050后部溜西北煤機(jī)二廠生產(chǎn)的SZZ-1000/400轉(zhuǎn)載機(jī)西北煤機(jī)二廠生產(chǎn)的PLM-3000破碎機(jī)長沙變壓器廠生產(chǎn)的KBSGZY-2000-6/3.3移動變電站德國貝克公司生產(chǎn)的KE3002-450組合磁力真空起動器山東泰安開關(guān)廠生產(chǎn)的BXBB500/3.3配套饋電開關(guān)天津電纜廠生產(chǎn)的MCPT-3.3KV3X95(mm)2電纜天津電纜廠生產(chǎn)的MCPT-3.3KV3X70(mm)2電纜天津電纜廠生產(chǎn)的MYPTJ-6KV3X95(mm)2電纜天津電纜廠生產(chǎn)的MYPTJ-6KV3X185(mm)2電纜從房莊煤礦丈八中央配供至采區(qū)供電距離為4500m,供電方式為185(mm)2電纜雙回路供電。3.3KV系統(tǒng)總負(fù)荷3630KW。(1140V系統(tǒng)負(fù)荷為2570KW)，(660V系統(tǒng)250.7負(fù)荷KW)。下面從以下幾方面進(jìn)行論證：二、 先進(jìn)性3.3KV供電系統(tǒng)移動變電站一、二次饋電裝置采用了目前最先進(jìn)的工控機(jī)模式，具備過載、漏電、短路、缺相、漏電閉鎖等保護(hù)并且直接顯示在窗口上并有直觀狀態(tài)時間記憶顯示控制。采用程序語言直接由電控中央處理器CPU發(fā)出指令改變狀態(tài)進(jìn)行控制，整定方式由面板觸模式按鍵輸入，在一次二次裝有各自一套PLC工控機(jī)，留有信號，閉鎖等專用485接口。真空磁力起動器為多路抽屜式接口，每一抽屜為兩路最多可排六路，換向硬件采用電動機(jī)控制的換向結(jié)構(gòu)，由面板換向按鈕發(fā)出指令，電動機(jī)起動進(jìn)行換向，保護(hù)也是采用CPU工控機(jī)具有漏電、短路、過載、缺相、漏電閉鎖等保護(hù)、配有專門的控制臺臺上有運(yùn)行、故障等狀態(tài)顯示窗口，直接窗口顯示屏顯示，具有工作可靠，使用方便等優(yōu)點，可以說是較目前為止最先進(jìn)的電控系統(tǒng)。三、 可靠性分析：3.3KV供電系統(tǒng)設(shè)計方案見附圖主要技術(shù)參數(shù)：電纜MYPTJ-3X85X4800m/6.0電纜MYPTJ-3X95X1000m/6.0電纜MCPF3X95X200/3.3電纜MCPT-3X70X3.3X400m4根(主系統(tǒng))電纜MYPTJ-3X95X200/6.0MCPT-3X70/3.3X4004根電纜支系統(tǒng)MCPT-3X95X200/3.3移動變電站KBSGZY2000-6.0/3.3額定電壓一次6KV二次額定電壓3.3KV，一次額定電流200A,二次額定電流390A,—次負(fù)荷開關(guān)250A（PLC工控機(jī)控制），二次防爆饋電裝置額定電流500A（PLC工控機(jī)控制）型號BXBB500/3.3過載（含相不平衡）1?8倍額定電流。漏電閉鎖值100K,漏電保護(hù)動作值50K瞬間動作切斷3.3KV磁力真空起動器：額定電壓3.3KV，額定電流450A（每一抽屜兩路）最多組合6路。采煤機(jī)MGTY400-930/3.3D2X400KW截割電機(jī)，2X45為牽引電機(jī)，40KW泵電機(jī)，電機(jī)功率因數(shù)cosC取，0.88電機(jī)效率n取0.95，整機(jī)電流為194.6A，工作機(jī)運(yùn)輸機(jī)SGE880/1050,額定電壓3.3KV，額定電流113A,功率因數(shù)cos^=0.87，電機(jī)效率n=0.94,轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-1000/400,額定電壓3.3KV，額定電流84A，功率因數(shù)cos^=0.87，電機(jī)效率n=0.94。破碎機(jī)PLM-3000,額定電壓3.3KV，額定電流42A,功率因數(shù)cos^=0.88，電機(jī)效率n=0.94，電機(jī)功率200KW,3.3KV系統(tǒng)，分別為185電纜，各供兩趟干線，根據(jù)電纜手冊交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（YJLV）6KV185銅線為載流量為415A,第一條干線所帶負(fù)荷為2580KW，第二趟干線為1050KW，第二趟干線的支線中還帶有1140V820KW其中備用310KW。四、技術(shù)測算評價與主要研究的問題用兩趟185銅芯電纜分兩條干線分帶3630KW負(fù)荷完全可以實現(xiàn)；因為185銅芯電纜載流量415A趟，兩趟共可實現(xiàn)830A負(fù)荷分配。且185電纜為6000V系統(tǒng)，3.3KV系統(tǒng)負(fù)荷為3630KW電流為下表設(shè)備型號電機(jī)功率（KW）電壓等級（KV）額定電流（A）換算一次IeMGTY-400-930/3.3D9303.3192SGZ-880/105010503.3110SGZ-880/105010503.3110SZZ-1000/4004003.384PLM-3000/2002003.342二臺乳泵兩臺加壓泵8201.1432136303.3538296A注表中含3.3KV干線中的1014KV電壓等級負(fù)荷820KW參與干線運(yùn)行，從電流計算得知3.3KV負(fù)荷3630KW在6KV呈現(xiàn)電流296A，有一趟185銅芯電纜完全滿足。第1條干線變壓器容量選擇：=0.56X1530/0.65=856.8/0.65=1318.2KVASo=0.56X1050/0.65=584.7/0.65=899.5KVA當(dāng)需用系數(shù)在0.7,加權(quán)平均功率因數(shù)在0.65情況下變壓器容易值如上。根據(jù)煤礦電工手冊,變壓器選型原則，S實選三SB計算，選S,=2000KVAS2=2000KVAB 1 2第二條干線變壓器容量選擇：S,=0.56X1050/0.65=584.7/0.65=899.7KVAB21S“-0.56X510/0.65=285.6/0.65=439.4KVA820KW中有310KW備用當(dāng)需用系數(shù)在0.56加權(quán)平均功率因數(shù)在0.65的情況下變壓器容量值如上。根據(jù)煤礦電工手冊，變壓器容量選型原則S實選三SB計算，選S21=2000KVAS22選1000KVA。第1條干線允許的長期工作負(fù)荷電流實際值I’=0.56X1530X103/3X3300X0.65=856800/3715.14=230.57Ag11I=0.56X1050X103/3X3300X0.65=588000/3715.14=158.27Ag22第2條干線允許的長期工作負(fù)荷電流實際值Ic’=0.56X1050X103/3X3300X0.65=588000/3715014=158.27Ag21I=0.56X510X103/3X1140X0.05=285600/1283.41=222.5A根據(jù)煤礦電工手冊電纜選型原g22則I三1,因此3.3KV供電系統(tǒng)移動變電站一次應(yīng)設(shè)計予留3個電源進(jìn)線裝置以適應(yīng)并線要yg求，二次側(cè)同樣予留2個電源出線裝置以適應(yīng)并線要求。第一條干線中Ig11應(yīng)選3X95(mm)2電纜一根。也可選3X120(mm)2一根。但3X120(mm)2電纜彎曲半徑礦用叉子車又不適應(yīng)。第1條干線中Ig12和第2條干線Ig21應(yīng)選3X95(mm)2電纜一根，第2條干線中Ig22選3X95(mm)2電纜一根，也能滿足要求，供電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為附圖。 §供電系統(tǒng)的電壓損失測算如下：K=S72000=1318.2/2000=0.159K=S72000=899.3/2000=0.5f1B1 f2B2K=S720000=899.7/2000=0.5K=S71000=439.4/1000=0.44f3B2 f4B4第1干線SB1負(fù)荷電流257.05A,第二臺變壓器負(fù)荷電流為195A，第2干線SB的為195A,B1 B21SB22為211.6A，第1干線支線電壓損失：3.3KV△U]=X0.059X192X400/4.25X70=290.62V△U=X0.05X84X400/4.25X70=97.8V2U3=0.5XX42X400/4.25X70=48.5VU=0.5X113X400/4.25X70=131.57V4△U5=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V第2干線支線電壓3.3KV△U=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V6△U7=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V第1干線6KV電壓：供4200m時△U1=X0.65X126.8X4200/4.25X185=762V第二條干線電壓為：△U=X0.65X87.05X4200/4.25X185=526.04V=AU32△U=X0.65X42.27X4200/4.25X185=254.12V4當(dāng)最末端電動機(jī)起動時電壓應(yīng)為△U允=3300-0.7X3300=990V。變壓器的電壓損失△UBB損，因為無資料故為缺項。系統(tǒng)短路電流也為缺項，根據(jù)煤礦電工手冊，供電系統(tǒng)電壓損失應(yīng)為△U=AUd+△U+△U △U應(yīng)＜△U允許故=X0.65X126.8X4200/4.25X185=689.9V其它電壓損失均能滿足。因此6KV系統(tǒng)從中央配起只能供3800m,3300V只能供370m,從中央配起供到工作面設(shè)備處最遠(yuǎn)距離為4170m否則將出現(xiàn)因電壓損失超限而設(shè)備長期運(yùn)行導(dǎo)致故障發(fā)生，解決辦法有1、 第采取分散負(fù)荷，增加電纜根數(shù)。2、 增大電纜截面。3、 總之按起動條件AU允應(yīng)小于990伏。應(yīng)做為主要研究的問題：必要時在系統(tǒng)安裝后按起動條件實測電壓降。4、 現(xiàn)我國頻率為工頻50HZ，電纜漏電故障多發(fā)3.3KV系統(tǒng)應(yīng)采用金屬網(wǎng)蔽布帶或橡膠帶，對應(yīng)導(dǎo)線屏蔽連接時鍍錫處理，使用監(jiān)視型屏蔽電纜與饋電開關(guān)的漏電保護(hù)配合提高安全水平實現(xiàn)火花不外露。5、 電氣設(shè)備修理時絕緣材料不能降低，因為3.3KV操作過電壓，根據(jù)原煤炭工業(yè)部有關(guān)資料顯示其1.14KV時為5.5倍，6KV時為7倍。3.3KV時操作過電壓應(yīng)展開研究，應(yīng)建立測量操作過電壓的模似試驗裝置，以便經(jīng)濟(jì)合理選擇電氣設(shè)備的絕緣，保證供電質(zhì)量。6、 關(guān)于安全保護(hù)問題：采區(qū)電氣設(shè)備的電壓等級由過去660V、1140V和6KV并存，現(xiàn)改為6KV、3.3KV、1.14KV、660KV四三種電壓并存，設(shè)備絕緣損壞時人觸電危害增大，目前可采取的措施是：設(shè)備安裝或系統(tǒng)連接后以及運(yùn)行中定期測量接地芯線絕緣電阻值，和在運(yùn)行中外觀檢查接地裝置的完整及完好性，漏電保護(hù)必須采用監(jiān)視型和屏蔽電纜，保護(hù)接地裝置可靠配合提高安全性。五、經(jīng)濟(jì)效益問題的估算：五、 經(jīng)濟(jì)效益問題的估算：3.3KV綜合機(jī)械化采煤機(jī)設(shè)備投資6000萬設(shè)備生產(chǎn)能力按10000噸/日產(chǎn)計，工作面長度為245m，截深為0.75m，每班割兩刀，該面設(shè)計能力300萬噸/年，若當(dāng)年達(dá)產(chǎn)則當(dāng)年除給職工開資和扣除各種費(fèi)用外當(dāng)年就能收回投資，因為按噸煤平均價230元計，則可產(chǎn)出煤300萬噸，折人民幣690000000元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。可實現(xiàn)當(dāng)年投資見效。根據(jù)今年中國煤炭工業(yè)協(xié)會召開關(guān)于煤炭價格會議得知煤炭市場看好電煤供不應(yīng)求，關(guān)鍵是品種質(zhì)量問題，考慮外圍因素，地質(zhì)條件，通風(fēng)及人員培訓(xùn)過程，在5~6年內(nèi)完全可以收回投資，并有盈利。六、 項目進(jìn)展與試驗安排：該項目試驗地點房莊煤礦北丈八S8101綜采面，時間2004年8月?10月安裝，10?12月人員培訓(xùn)，2005年?2006年正式動作完畢，項目實施期一年，實施期內(nèi)工作由公司機(jī)電動力部負(fù)責(zé)組織：由房莊煤礦（機(jī)電科）機(jī)動部負(fù)責(zé)整理落實綜采工作面供電系統(tǒng)運(yùn)行資料，運(yùn)行過程中將3.3KV供電設(shè)計實施情況，運(yùn)行故障分類統(tǒng)計，解決問題的辦法及措施，搞成書面材料報集團(tuán)公司機(jī)電處科技中心。由機(jī)電動力部、科技中心起草計劃任務(wù)書，以便讓3.3KV供電系統(tǒng)運(yùn)行在我公司打下良好的基礎(chǔ)。在實施過程中供電系統(tǒng)運(yùn)行報告（3.3KV）。ZF5600-1.7/3.0型大噸位低位放頂煤支架和RX400/25型液箱，GRB-315/31.5型乳泵和KPB315/16A型加壓泵QX360/30A型水箱的運(yùn)行報告。MGTY400-930/3.3D型電牽引采煤機(jī)運(yùn)行報告。SGZ880/1050型工作面運(yùn)輸機(jī)，SZZ-1000/400轉(zhuǎn)載機(jī)，PLM-3000破碎機(jī)運(yùn)行報告四個報告均屬于綜采工作面供電及運(yùn)行資料。七、 地面綜機(jī)隊廠房應(yīng)增設(shè)3.3KV電氣試驗裝置及工具。1、 設(shè)備如下：電源電壓產(chǎn)生裝置：需配6KV/3.3KV變壓器一臺容量1000KVA，3.3KV配電裝置1臺。6KV高壓配電裝置一臺（特殊型）能用漢字顯示電流，電壓、起動電壓降等功能。共計資金約30萬元。2、 保護(hù)裝置及工具如下：供應(yīng)部門需購置3.3KV的接線裝置，3.3KV絕緣測試裝置，驗電筆、高壓絕緣靴。3、 管理資料完善。機(jī)電動力部應(yīng)外出調(diào)研收集兄弟單位的管理經(jīng)驗管理資料，以完善國內(nèi)3.3KV系統(tǒng)無資料運(yùn)行狀態(tài)，盡快收集資料進(jìn)行人員培訓(xùn)，以便持證上崗。3.3KV供電系統(tǒng)通過電控設(shè)備，先進(jìn)性論證，可靠性分析，主要技術(shù)數(shù)據(jù)測算與評價，主要問題的研究，經(jīng)濟(jì)效益問題的估算，項目進(jìn)展與試驗安排，并且提出了當(dāng)前急需解決的問題，最后的結(jié)論是：3.3KV供電系統(tǒng)采用目前為止最先進(jìn)的工控機(jī)PLC技術(shù)系統(tǒng)方案布置是可靠的，通過系統(tǒng)主要技術(shù)數(shù)據(jù)測算證明可以立項解決，并要對文中產(chǎn)要研究和急需的問題在今年開始著手解決特別是技術(shù)參數(shù)的收集與人員培訓(xùn)，要抓緊抓好，不留死角，為集團(tuán)公司十年雙百億戰(zhàn)略目標(biāo)打好基礎(chǔ)。77年?79年我們在綜采上馬時管理干部換了一代新型科學(xué)技術(shù)人員，我們的產(chǎn)量上了一個臺階，這次我建議要把現(xiàn)場操作人員一工人換成大中專畢業(yè)生，文化程度不夠的要逐步退到1140伏系統(tǒng)和660V系統(tǒng)配套的一般隊組，3.3KV供電系統(tǒng)的重點隊一律為大專以上文化程度標(biāo)準(zhǔn)不能降，因為神符、大同、兗州、晉城、潞安都這樣做了實踐證明管理是產(chǎn)生于人員素質(zhì)，人員素質(zhì)高了管理自然上去了，要建立機(jī)制，有文憑、有水平、有教養(yǎng)熱愛煤炭事業(yè)的人才能做領(lǐng)導(dǎo)，否則會事與愿違。上述報告請予以審定。供電負(fù)荷為3755KWKW,共分為三個分支，第一分支為采煤機(jī)、后工作面運(yùn)輸機(jī)、乳泵、噴霧泵；(380+320+315)+(315*2+250+45*2)=1015+970=1985kw附表：工作面負(fù)荷統(tǒng)計表序號名稱型號功率備注1采煤機(jī)MGTY300/700-1.1D700KW2前運(yùn)輸機(jī)10kvSGZ--764/500250KWX23后運(yùn)輸機(jī)SGB—764/630315KWX24轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ—880/315315KW5交帶輸送機(jī)SSJ-1200/3*200200KWX35破碎機(jī)PCM-160160KW6乳化液泵站MRB-300/315250KWX27乳化液箱RB-300/3158噴霧泵KPB-320/6.345KWX29附屬設(shè)備注水泵，水泵，絞車等.260KW10合計3755KW第二分支為工作面運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)；250*2+250+160=910kw第三分支為皮帶機(jī)及回風(fēng)設(shè)備。200*3+260=860kw供電設(shè)計如下圖：根據(jù)各路符負(fù)荷調(diào)配情況和綜采工作面需用系數(shù)選擇原則：(I)KX=0.4+(0.6XPamx/￡P(guān)e)=0.625KX=0.4+(0.6pamx/工Pe)=0.6060.595KX=0.4+(0.6*PamX/^Pe)=0.59(W)—(。宀曲尸0.570&加權(quán)平均綜放工作面分別取，許用KX=0.65cose取0.7根據(jù)各路負(fù)荷情況，選變壓器(電站)容量。三、 變壓器(電站)容量的選擇與計算S1=KX￡P(guān)e/coS^=0.65*1015/0.7=942.5，可選1000KVA或者1250KVAS2=KX￡P(guān)e/cos0.65*.970/0.7=916.5，可選1000KVA或者1250KVAS3=KX￡P(guān)e/coS^=0.65*910/0.7=845kw，可選1000KVA或者1250KVA9S4=KX￡P(guān)e/cos^=0.65*860/0.7=650kw,835根據(jù)電壓損失:，和線路短路電流計算最后確定。取800KVA四、 按長時允許電流密度選擇電纜S=I/JI 干線電流 J-----經(jīng)濟(jì)電流密度g一g 已知該采區(qū)第一干線用1000KVA移動變電站2臺，10/1.14KVI￡P(guān)V3U=2000/V3*10=115.5ATOC\o"1-5"\h\zg1=e/ eI￡P(guān)V3U=1000/V3*10=57.7Ag2= e/ eI￡P(guān)V3U=800/17.32=46.2Ag3= e/ eS_I_.J3=115.5/J3=66.39mm2，選用MYJV3X70-216AS2=Ig2/1.73=57.7/1.73=33.4mm2，選用MYJV3X35-138AS3=I3//1?73=46.2/1.73=26.8mm2，選用MYJV3X35-138A五、 、正常運(yùn)行時電壓損失校驗根據(jù)GB10KV電壓等級允許的電壓損失為6—8%，和實際圖紙測量，距井下中央變電所3400米計算，既綜放工作面高壓供電距離3000米千伏級為420米。求電纜的電壓損失：L]+L2=3000 S=70mm2第一回路負(fù)荷1985KW,根據(jù)煤礦井下電纜安裝運(yùn)行，維修管理工作細(xì)則選取10KV70mm2cosQ=0.61K%=0.514%x=0.68Q/kmR=0.42Q/kmU%Pe*L%中，Pe為ML為km。G1= wU%1985/1000X3X0.514=3.06%G1=UG2%=Pe2xLXK%式中Pe2為MW，L為KMU%=910/1000X3X0.514%=1.4%G2Ue%=860/1000X3X0.514%=1.326%G3COSQ=0.7K%=0.562%x=0.68Q/kmR=0.42Q/km時U%Pe*L%中，Pe為ML為km。G1= wU%1985/1000X3X0.562%=3.347%G1=UG2%=Pe2XLXK%式中Pe2為MW，L為KMU%=910/1000X3X0.562%=1.534%G2U%=860/1000X3X0.562%=1.449%G3￡P(guān)e=1.15+0.98=2.13MWU%=2.13X3X0.514%=3.284%G1U=△U/100*Ue=3.284%/100*1000=324V送到移動變電站一次。G G1計算變壓器的電壓損失，變電站技術(shù)參數(shù)如下：容量：1250KVA(上海)空載△P=3100W，短路△N=7400W，阻抗電壓百分?jǐn)?shù)U,%=6%dUr%=AP/Se=3100/1250X10=0.248%U%=VU2-U2%=5.99%X dRB=1015/1250=0.81負(fù)荷率，(cos?=0.7；sin?=0.714)Ub%=B(UR%*cos?+Ux%*sin?)=0.81*(0.248%*0.7毛則渠煤礦綜采工作面供電設(shè)計續(xù)+5.99%*0.714)=4.3%U△U%/100*U=4.36%/100*1140=49Vb=b 2e容量：1000KVA(上海)空載△P=2600W，短路△N=6100W，U%=6%(cos?=0.7；sin?=0.714)B=980/1000=0.98Ur=AP/Sxco=2600/10*1000=0.26%U%=VUd2-UR2%=V62-0.26%=5.928%XUb%=B(Ur%*cos?+Ux%*sin?)=0.98*(0.26%*0.7+5.928%*0.714)=0.98%(0.182+4.23)%=4.323%U△U%/100*U=4.323/100*1140=48.24Vb=b 2e容量：800KVA(上海)空載△P=2300W，短路△N=5100W，U%=5.5%(cos?=0.7；sin?=0.714)B=827/800=1.03△U%=2700/10*1000=0.27%U%=VUd2-UR2%=V5.52-0.272%=V30.25-0.0729%=5.49%XU%=1.03(0.00287%*0.7+5.49%*0.714)=1.03(0.00196+3.92%)=4.02%bU△U%/100*U=4.02/100*660=26.53Vb=b 2e，容量：800KVA(上海)空載△P=2300W,短路△N=5100W,U5.5%(cos?=0.7；sind. d= 1?=0.714)B=825/10*800=0.825△U%=2300/800*10=0.2875%U%=VUd2-UR2%=V5.52-0.2875%=5.49%XUb%=B(Ur%*cos?+UX%*sin?)=0.825*(0.28%*0.7+5.49%*0.714)=0.825%(0.1995+3.91)%=3.395%U△3.39%/100*660=22.374V*b=IZ1=380*103/V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=248AT=315*103V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=206AZ2I=250*103V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=163AZ3U=V3*I*L,cos?/Ys=V3*248*400*0.85/42.5*70=49VZ1 Z11*十U=V3*1*L,cos?/Ys=V3*206*400*0.85/42.5*70=40VTOC\o"1-5"\h\zZ2 Z21* 十U=V3*1*L,cos?/Ys=V3*163*400*0.85/42.5*70=32.3VZ3 Z31* 十I 1015*103+980*103=1995000/13102.58=152.2AG1=U,=V3I/Lcos?/42.5*50=總G1 G1V3*152.1*3000*0.85/2125=316.3VI970*103/V3*10000*0.85*0.89=970000/13102.58=74AG2=U、宀=V3IO*Lcos?/42.5*35=326828.4/1487.5=219.7VTOC\o"1-5"\h\z總G2 G2I700*103/V3*10000*0.85*0.89==534.25G3=U,=V3I?Lcos?/42.5*35=314638.58/1487.5=211V總G3 G3U、=△U+△U+△U=316.3+49+19.2=384.5V總1 G1 B1 Z1U=△U+△U+△U=219.7+48.24+20.9=208.8V總2 G2 B2 Z2U.=△U+△U+△U=211+32.3+26.53=269.82V總3 G3 B3 Z3UW允許值6-8%合格。六、 變壓器參數(shù)計算R =6400*1.142/1.252*106=9216/1562500=0.00590T1250Z““=6.5%*1.142/1.25=0.07488QT1250x=VZ2-R2=V0.074882-0.0592=0.07460T1250TTRt1000=6100*1.22/106=8784/106=0.008784QZt1000=6.65%*1.142/1=0.0864QXnn=VZ2-R2=V0.08642-0.008782=0.085950R=5100*1.142/0.82*106==0.01176QT800z =5.5%*1.142/0.8=0.0990T1250XT1250=VX^Z^-R^rV0.0992-0.011762=0.09830七、 計算系統(tǒng)的兩相短路電流(1)10KV第一回路：已知電纜斷面選擇為50mm2L=3000米S=70mm2L2=400米換算為290米-L2 換系統(tǒng)短路容量為70MVA系統(tǒng)X=0.01208根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則10KV電纜K%=0.514R=0.420/kmX=0.080/km高壓電纜只※-X.L=0.42*3=1.26Q乂※=X.L=0.08*3=0.24QZR=只※KB2+Rb=1.26/8.772+0.0059=0.0223QZX=(X+乂※)/8.772+X※嚴(yán)b(0.01208+0.24)/8.772+0.0764=0.07968QI=1140/2V(ZR2)+ZX2=1140/2J0.02232+0.079682dl=1140/2J0.006846=1140/0.1655=6888.22AI段點，電纜S=70mm2L=0.29KmL=400米電壓為1140VK%=0.31d2 換 實R=0.319Q/kmX=0.078Q/km2ZR=0.0223+RLc=0.0223+0.319*0.29=0.01148Q2換2ZX=0.07968+X.L=0.07968+0.078*0.29=0.1023Q換t=1140/2J0.11482+0.10232=1140/2J0.01318+0.01047d2=1140/2J0.023645=3713A第二回路為10KV入井電纜。已知電纜斷面選擇為S=35mm2L=3000米L換=4290mL2=400mS2=70mm2L2=290m換根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則，10KV電纜負(fù)荷鉅K%=0.694cosQ=65K%=0.68cosQ=0.7R=0.6Q/kmX=0.08Q/km高壓電纜只※-X.L=0.6*4.29=2.574Q換乂※=X.L=0.08*4.29=0.3432QZR=只※R=2.574/8.772+0.0059=0.03937QZX=X※乂※嚴(yán)(0.01208+0.343)/8.772+0.0764=0.08102QbI=1140/2J(ZR2)+ZX2=1140/2J0.039372+0.081022d4=1140/2J0.00806==6347AI段電纜電纜S=70mm2L=290mL=400米電壓為1140VK%=0.31%R=0.319Qd5 換 2/kmX=0.078Q/kmZR=0.03937+RL=0.03937+0.319*0.29=0.4862044ZX=0.08102+XL=0.078*0.29+0.08102=0.103604. 4I=1140/2J0.48622+0.10362=1140/2J0.2364+0.01073d5=1140/2J0.02471=1140/0.99425=1146A第三回路為10KV電纜。已知電纜斷面選擇為S=35mm2L=3000米L=4290mSo=70mm2L2=290m換根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則，10KV電壓損失鉅K%=0.694cosQ=0.65K%=0.68cosQ=0.7R=0.6Q/kmX=0.08Q/km變壓器為800KVA/0.69高壓電纜： RxX.L=0.6*4.29=2.5740換乂※-X.L=0.08*4.29=0.34320換ZR=只※+R=2.574/8.772+0.01176=0.045230BZX=X孤+乂1=(0.01208+0.343)/8.772+0.09831=0.1029Qb1=660/2J0.45232+0.10292=660/2J0.002046+0.01059=2936Ad6I段電壓=660V電纜S=70mm2L=1500md7L=1086mK%=0.091%R=0.319Q/kmX=0.078Q/km換ZR=0.04523+RL=0.04523+0.319*1.086=0.39710換ZX=0.1029+XL =0.078*0.1086+0.1029=0.18760.換馬=660/2J0.39172+0.18762=660/2J0.15343+0.0359=660/2*0.4343=660/0.8686=759A八、整定值的計算與校驗KSGZY—1250/10/1.2二次開關(guān)整定值計算KSGZY800—10/0.6二次開關(guān)整定值計算工I=1 +其余各臺額定電流=230*8+230+34.5+42.5+28.75Zmax+28.75=2434.5A當(dāng)?shù)谌犯删€送1600m35mm2換算為2288米時，R=0.6Q/kmX=0.08Q/km只探=R.L=0.6*2.288=1.37280換乂※=X.L=0.08*2.288=0.1830換ZR=1.372/8.792+0.01176=0.02960QZX=(0.1208++0.1832)/8.772+0.09831=0.11085Q準(zhǔn)確點=660/270.02962+0.118052=660/2V0.000876+0.010176=660/2*0.011046=660/0.2102=3039.8AI/Z^=3139.8/2434.5=1.28/1.5倍(不合格)d6Z因此第三回路10KV部分電纜仍須50mm2.,長度為1600米。K%=0.514%R=0.42Q/kmX=0.08Q/km高壓電纜只※=X.L=0.42*1600=0.6720乂※=X.L=0.08*1.6=0.128QZR=只※/KB2+0.01176=0.672/8.772+0.01176=0.0205QZX=X+0.09831=(0.01208+0.1728)/8.772+0.09531=0.0971Q1=660/2V0.02052+0.09712=660/2V0.00042+0.00943d6=660/2*0.009848=660/0.1979=3335AId7段電壓為660V電纜為：S=70mm2L換=1086mL=1500米K%=0.091%R2=0.3990/kmX=0.0780/kmZR=0.0205+R.L=0.0205+0.319*1.086=0.3670換ZX=0.0971+XL=0.0971+0.078*1.086=0.0850.換Id7=6600/2V0.3672+0.08472=660/2V0.1347+0.0072=660/2V0.142=880A/從計算得制知，第三回路主干線10KV用50mm2為合格整定值計算第一支路：ZIZ=I+其余各臺額定電流a、 KJZ--1000A—1140D負(fù)荷為1015KW最大一臺為300PI=189*8+300*6.3+250*0.63=1858.5A2I2/I2=3713/1858.5=1.9倍，合格b、 KJZ--1000—1140D整定1858.5Ac、 QJZ—4*315真空接觸器整定第一支路整定為237.5A第二支路整定為210A第三支路整定為156.25A第一干線第二臺移變整定值為 1878A，第一支路雙速開關(guān)按說明書整定，第二支路QJZ—4*315按如下值250KW按152.7A整定，45KW按28.1A整定。I2點=3713AId3/I21.5倍，合格d3 d3第二干線移動變電站二次開關(guān)整定工IZ=I +其余各臺額定電流ZmaxI“=196A*8+2*156.25+100=1568+312.5+100=1980AZ4I/I-6347/1980=3.2三1.5倍，合格。d4Z4=該第一支路按雙速電機(jī)高低速額定電流和雙速開關(guān)整定公式整定。315KW轉(zhuǎn)載機(jī)按198A整定；160轉(zhuǎn)載機(jī)按100A整定；I=1380+460+142.5+34.75+172.5+19.5+22.5=2131.75AeQmax根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則,660V系統(tǒng)，70mm2銅芯電纜,R=0.34Q/km,X=0.078Q/km,L=0.4km,R=0.34*0.4=0.136=1380+460+142.5+34.75+172.5+19.5+22.5=2131.75AeQmax根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則,660V系統(tǒng)，70mm2銅芯電纜,R=0.34Q/km,X=0.078Q/km,L=0.4km,R=0.34*0.4=0.136QX=0.078*0.4=0.0312QU,=V3*I V3*1380(Rcos?+Xsin?)=2390.16總 Qmax=(0.136*0.5+0.0312*0.87)=227VU=V3*IV3*2131.75(Rcos?+X*sin?)=Qmax Qmax=d5 d5Z5d、第三回路KSGZY—800KVA移變二次開關(guān)整定：工IZ=I +其余各臺額定電流ZmaxI=230*8+230*2+42.5+28.75=2371Az6I/I6=3335/2300=1.45略小于1.5倍，若超過計算長度時，應(yīng)改為50mm2電纜。d6z6I點=887A, IZ7=28.5Ad7 Z7I/I=887/3021.5倍，合格。d7Z7九、起動電壓校驗-cosQ=0.5時，sin?=0.87第一回路I =187.5*8*75%=1125AQmaxIc=1125+187.5+57.0+12.5+56025=1483AeQmax根據(jù)煤礦井下電纜按裝運(yùn)行維修細(xì)則，查70mm2銅芯電纜，R=0.319Q/km，X=0.078Q/km,L=0.4km,r=r*0.4=0.1276QX=0.078*0.4=0.0312QU,=V3*IQ=V3*1125(Rcos?+Xsin?)=1948總 Qmax=(0.1276*0.5+0.027)=176VU=V3*IV3*1483(0.1276*0.5+0.0312總 Qmax=*0.87)=2568(0.0638+0.027)=233.1V第二回路I =198.6*8*75%=1180AQmaxIc=1180+198.6+156.25+50=1535AeQmaxU,=V3*I V3*1180(Rcos?+Xsin?)=總 Qmax=(0.1276*0.5+0.027*0.87)=185.5VU=V3*I_V3*1535(Rcos?+Xsin?)=Qmax Qmax=2658(0.0638+0.027)=241.3V第三回路I =198.6*8*75%=1180AQmaxIc=1180+156.2*2+100=1592.5AeQmaxU,=V3*I V3*1180(Rcos?+Xsin?)=總 Qmax=2403.75*(0.0638+0.027)=185.5VU=V3*IV3*2758(Rcos?+X*sin?)=Qmax Qmax=2758(0.0638+0.027)=250.42V第四回路I=230*8*75%=1380AQmax3692.2(0.068+0.027)=350.7V考慮回風(fēng)小絞車運(yùn)行時，接力起動，考慮回風(fēng)加一臺排水泵和一臺注水泵,△UQ=2390.16AQmax可以降低到1939.5A△U_V3*1939.5(0.068+0.027)=184VQmax=從起動電壓校驗，可知各條回路壓降，均小于285V,符合要求。十、接地系統(tǒng)簡述為了保證可靠接地，每臺設(shè)備必須裝設(shè)保護(hù)接地裝置，該工作面高低壓接地芯線，必須把運(yùn)輸大巷配電室、設(shè)備列車、配電點的電器設(shè)備外殼在電器上可靠的連接起來，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)局部接地極，構(gòu)成保護(hù)接地系統(tǒng)。該工作面以下地點必須設(shè)局部接地極：進(jìn)風(fēng)口、回風(fēng)口、設(shè)備列車及每個高壓接線盒處。局部接地極，埋設(shè)在潮濕處，可用直徑不小于?35mm,長度不小于1.5的渡鋅鋼管制成。管上至少鉆20個直徑為5mm的透眼，敷設(shè)時必須垂直埋入地下。接地母線應(yīng)用不小于50mm2扁鐵或25mm2裸銅線，局部接地極外露長度不小于100mm。凡是檢漏繼電器總開關(guān)，設(shè)備列車、電鉆開關(guān)應(yīng)設(shè)輔助接地極，局部接地極與輔助接地極的距離應(yīng)大于5m。輔助接地母線應(yīng)用電纜。十^一、供電系統(tǒng)實施注意事項：1、 所有壓接線工藝部分，應(yīng)壓接牢靠，不的松動，2、 雙速電機(jī)接線時應(yīng)先試驗低速轉(zhuǎn)向，試驗完畢后。解開抵速線。接上高速線試驗轉(zhuǎn)向，當(dāng)轉(zhuǎn)向與底速一致時，接入低速，確記高、底速轉(zhuǎn)向必須一致。3、 雙速開關(guān)和軟起動開關(guān)的操作，應(yīng)嚴(yán)格按照說明書培訓(xùn)專人，定崗操作。移動變電站二次開關(guān)應(yīng)按說明書培訓(xùn)后實施過流、漏電、短路速斷整定。4、 高壓開關(guān)整定值應(yīng)大于移動變電站一次的額定電流值。漏電整定時限應(yīng)與上一級高壓開關(guān)保持合適。二1煤綜采工作面供電設(shè)計編制：機(jī)電科：機(jī)電技術(shù)負(fù)責(zé)人：機(jī)電總工：2014年4月15日二1煤綜采工作面供電設(shè)計I、概述：二1煤綜采工作面是我礦首個綜采工作面，其供電線路為兩趟線路;一趟來自中央變電所10#柜下層至二1上順槽；另一趟來自風(fēng)井底變電所2#水泵起動器至二1下順槽。其供電系統(tǒng)分為：二1上順槽1#供電系統(tǒng)、二1上順槽2#供電系統(tǒng)、二1下順槽1#供電系統(tǒng)。其中：采煤機(jī)、乳化泵、噴霧泵由二1上順槽1#供電系統(tǒng)供電，1140V；前后溜子由二1上順槽2#供電系統(tǒng)供電,1140V；轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、1#、2#皮帶機(jī)由二1下順槽1#供電系統(tǒng)供電,1140V。一、 二1上順槽供電系統(tǒng)：TOC\o"1-5"\h\z負(fù)荷：米煤機(jī)487.5KW 1部乳L化泵200KW 1部噴霧泵40KW 1部工pe=727.5KW二、 二1下順槽1#供電系統(tǒng)負(fù)荷：前溜子2X200KW周后溜子2X200KW ］部工pe=800KW三、 二1下順槽2#供電系統(tǒng)負(fù)荷：轉(zhuǎn)載機(jī)200KW 1部破碎機(jī)110KW 1部1#皮帶2X160KW ］部2#皮帶2X75KW ］部Zpe=780KW以上負(fù)荷統(tǒng)計為該工作面的總裝機(jī)容量，采面照明、信號等小功率負(fù)荷忽略不計，在校驗整定計算中按設(shè)備實際最大運(yùn)行方式考慮。具體開關(guān)選型，電纜配用情況詳見供電系統(tǒng)圖和設(shè)備布置圖，以下將對具體方案進(jìn)行檢驗計算。II、設(shè)備的選擇、整定計算、校驗：一、 功率因數(shù)：cose=0.7需用系數(shù)：Kx=o.4+o.6xPd/XPe二、 各變壓器容量校驗；1、 二1上順槽1#移動變電站（1000KVA）（供采煤機(jī)、乳化泵、噴霧泵）Kx=0-4+0.6XPd/￡P(guān)e=0.4+0.6*400/727.5=0.73保煤機(jī)考慮兩滾筒電機(jī)同時啟動）。Sb=Kx*EPe/cos^=0.73*727.5/0.7=761KVA<800KVA （選1000KVA）故滿足要求2、 二1上順槽2#移動變電站（1000KVA）（供前后溜子）Kx=0-4+0.6XPd/￡P(guān)e=0.4+0.6*400/800=0.7Sb=Kx*EPe/cos^=0.7*800/0.7故滿足要求3、二1下順槽1#移動變電站（1000KVA）（供轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、1斗、2#皮帶機(jī)）Kx=0.4+0.6xPd/XPe=0.4+0.6*320/780=0.65Sb二Kx*工Pe/cose=0.65*780/0.7=725KVA <800KVA（選1000KVA）故滿足要求三、高壓電纜選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度反算可以供電的容量可以供最大負(fù)荷電流為I=AJ=50*2.25=112.5AS=IU=1.732*112.5*10=1948.5KVA按長時允許負(fù)荷電流反算可以供電的容量S=IU=1.732*173*10=2996KVA按允許電壓損失校驗U%二工化7%U=10000*7%=700VU=〔[IL]/DS〕COSO=[1.732*173*15OO*O.7][42.5*5O]=148VV700V二1煤綜采工作面主要設(shè)備明細(xì)表序號設(shè)備名稱型號功率單位數(shù)量1米煤機(jī)487.5部12乳化泵BRW200/31.5200個13噴霧泵40個14前溜子2X200部15后溜子2X200部16移動變電站KBSGZY-10001000個37轉(zhuǎn)載機(jī)200部18破碎機(jī)110部191#皮帶2X160部1102#皮帶2X75部1四、二1上順槽1#供電系統(tǒng)1、 設(shè)備選擇：詳見附表，其分布地點詳見機(jī)電設(shè)備布置圖。2、 電纜的選擇、校驗：2.1干線（二1上順槽1#移動變壓器至二1上順槽配電點開關(guān)）電纜中實際工作電流的計算:I=Kx*EPel03/Ue*n*cose*f j=0.73*400*103/1140*0.85*0.7*1.732=248.5A<263A（選952）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*240*103/1140*0.85*0.7*1.732=149A<173A（502滿足，考慮到距離遠(yuǎn)，選702）2.2負(fù)荷線（二1上順槽配電點開關(guān)至工作面）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*400*103/1140*0.85*0.7*1.732=248.5A（考慮線路最遠(yuǎn)點短路電流，選擇電纜截面:952mm,長時允許載流量263A：）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*200*103/1140*0.85*0.7*1.732=124A<138A（考慮線路最遠(yuǎn)點短路電流，選擇電纜截面：702mm，長時允許載流量：215A）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*40*103/1140*0.85*0.7*1.732=24.85A<36A(考慮線路最遠(yuǎn)點短路電流，選擇電纜截面：352mm，長時允許載流量：138A)2.3負(fù)荷線(詳見供電系統(tǒng)圖說明)2.4終端負(fù)荷電纜的電壓損失檢驗：變壓器及支線電纜電壓損失忽略不計允許電壓損失：△U=Ere-0.9Ue=1190-0.9*1140=164V線路終端電壓損失：△U=[(*I*L)/(DS)]*cos?二[(1.732*248.5*500)/(42.5*95)]*0.7=37.3V<i64v合格I：電纜長時負(fù)荷電流L：電纜長度D：電纜芯線導(dǎo)電率S：電纜截面3、動力系統(tǒng)整定計算3.1線路最遠(yuǎn)端折算長度：二1上順槽1#移動變壓器至二1上順槽1#配電點開關(guān)：線路太短忽略不計二1上順槽1#配電點開關(guān)至工作面：Lx=500*0.73=365m3.2最遠(yuǎn)端短路電流：配電點：Id⑵=2763A工作面：Id（2）=2763A3.3饋電開關(guān)整定（配電點）：Iz=248.5A故整定1000A校驗：Ks=Id（2）/Iz=2763/1000=2.76>1.5Iz=149A故整定400A校驗：Ks=Id（2）/Iz=6318/400=15.8>1.53.4高爆開關(guān)整定：瞬時整定：按保護(hù)到線路最遠(yuǎn)端計算，可保證保護(hù)無死區(qū)，該系統(tǒng)中任一點發(fā)生短路時，此開關(guān)均能迅速動作保護(hù)。3.4.1高壓配電裝置中過流保護(hù)的整定工作面的高壓最大負(fù)荷電流為:I=ESbe/Ue/bel=1000*1000/10000/1.732=55.74A所選礦用高壓隔爆型配電裝置的額定電流為：Ie=100>1=55.74Abel3.4.2過載保護(hù)的整定電流倍數(shù)取0.6，其整定動作電流Izd=0.6Ie=60A3.4.3過電流短路保護(hù)的整定，按躲開最大電動機(jī)起動時，其它該先起動的機(jī)器已經(jīng)起動來考慮，其一次動作電流計算值為：I=[（1.2?1.4）/Kb]X（Iq+工Ie*Kx）dzj=（1.3/8?3）X（990+290）=200.5A動作電流倍數(shù)計算值為：n=I/Ie=200.5/100=2.005dzjdzj取動作電流整定倍數(shù)n=3>n=2.005dz dzj時間整定：按躲過電機(jī)啟動：取丁=5S四、二1上順槽2#供電系統(tǒng)1、 設(shè)備選擇詳見附表，其分布地點見機(jī)電設(shè)備布置圖。2、 前后溜子由二1上順槽2#供電系統(tǒng)供電,1140V2.1電纜選擇、校驗：2.1.1、1#配電點（供前后溜子）I=Kx*EPel03/Ue*n*cose*f j=0.7*200*103/1140*0.85*0.7*1.732=119A<138A(352mm長時允許載流量：138A；考慮距離較遠(yuǎn)，選擇電纜截面：702mm長時允許載流量：215A)符合要求。2.1.2、終端負(fù)荷電纜的電壓損失檢驗：(按最長線路進(jìn)彳丁校驗)允許電壓損失：△U=Ere-0.9Ue=1190-0.9*1140=164V線路終端電壓損失：△U=[(*I*L)/(DS)]*cos?二[(1.732*119*500)/(42.5*70)]*0.7=24.4V<164V合格I：電纜長時負(fù)荷電流L：電纜長度D：電纜芯線導(dǎo)電率S：電纜截面由于工作面采用大功率的機(jī)電設(shè)備，且距離變壓器較遠(yuǎn)，每一次大功率機(jī)電設(shè)備的起動，均會造成采區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)的電壓波動。煤礦供電要求：采區(qū)機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行，其電動機(jī)端電壓損失不得超過額定電壓的10%，而起動時電壓不能低于其系統(tǒng)電壓的75%.該綜采工作面的大功率設(shè)備中，采煤機(jī)采用變頻起動，只有刮板輸送(2X200KW)起動條件困難；為此選擇該工作面中起動最為困難的刮板機(jī)進(jìn)行校驗起動條件下的電壓損失，若起動電壓損失不超過25%Ue。即：1200—75%=300V；則其它機(jī)電設(shè)備的起動均能滿足要求。Sb=800KVA△P=6100W(負(fù)載損耗)Ur=AP/l0Sb=6100/l0*l000=0.61(變壓器內(nèi)部電阻上壓降的百分?jǐn)?shù))Ux===4.46Ud:變壓器通過額定電流時內(nèi)部阻抗上電壓降的百分?jǐn)?shù)；Ux:變壓器內(nèi)部電抗上壓降的百分?jǐn)?shù)。△Ub%二Sb(Urcose+Uxsine)/Sb=800(0.61*0.7+4.46*0.71)/1000=2.87△Ub二△Ub%*E2e/100=2.87*1200/100=34.4V刮板機(jī)起動時供電電纜的電壓損失：△U=AUbe-AUb=300-34.4=265.6V根據(jù)電壓損失反算其電纜長度：△U=[(*I*L)/(DS)]*coseL=(AUDS)/(*I*cose*6)=(265.6*42.5*70)/(1.732*0.63*400*6*0.6)=503m(起動電流為6倍的額定電流，起動時功率因數(shù)為0.6)L=(AUDS)/(*I*cos①*6)=(265.6*42.5*95)/(1.732*0.63*400*6*0.6)=682m2.2、開關(guān)整定計算2.2.1、1#配電點(前后溜子)最遠(yuǎn)點電纜換算長度:Lx=500*0