综采工作面设备选型及供电设计方案.docx

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综采工作面设备选型及供电设计方案

3002放顶煤综采工作面设备选型及供电设计

供电设计概述

一、工作面原始资料及设备选型：

1、3002工作面为缓倾斜煤层，煤层平均厚为5.7米，煤质松软，高瓦斯。

工作面长度为165米，进回风顺槽的走向长为1270米。

2、此工作面为综采工作面，用后退式采煤方法。

回采用可调高的4MG-200W型双滚筒采煤机，支架采用放顶煤型号为ZF3200/27/17过渡架和ZFQ2600/24/16中间架，工作循环为两班生产，一班检修。

3、工作面采用一部SGZ—630／264刮板运输机与采煤机配套，另一部SGZ—630／264刮板运输机与放顶煤支架配套。

进风顺槽配有SZB—764／110型转载机、SDJ-800/2*55型伸缩带式输送机。

一部SDJ-20A型回柱车用于拉进风顺槽转载机和伸缩皮带机尾。

进风顺槽设有液压泵站，回风顺槽配有JD—11.4、JD—25型调度绞车用于运输设备和材料。

二、工作面供电系统简述及供电方式：

1、10KV高压系统由高压防爆配电箱、高压双屏蔽软电缆、高压电缆连接器和2台KBSGZY630/10/0.69/1.14KV移动变压器等组成。

低压660V由低压馈电开关（设有漏电、过流、短路、过压、欠压保护装置），经过橡套移动屏蔽电缆接至真空起动器，通过橡套移动屏蔽电缆馈电给各用电设备。

2、井底中央配电室配出电压10KV至采区配电室，由一回路高压供电至移动变电站。

（工作面负荷大，为了减少电压损失，由移动变电站供电）。

主要用电设备：

采煤机组、前部刮板输送机、乳化泵、转载机、后部刮板输送机、胶带机、回柱车、调度绞车，均采用660V供电电压（其中，前部刮板机、转载机、1#乳化泵、胶带输送机为1#移动变压器供电；后部刮板输送机、采煤机、2#乳化泵、回柱车由2#移动变压器供电）。

煤电钻和照明、信号采用127V供电。

3、移动变压器所带负荷采用干线式和辐射式混合供电。

4、移动变压器安装布置在进风顺槽，距工作面进风口300米处。

三、移动变压器容量选择

1、供采煤机、后部刮板输送机、2#乳化液压泵、回柱车（电压为10KV／0.66KV）移动变压器的确定：

即用公式：

SBJ＝KX∑P／COSΦ

需用系数按下式确定：

KX＝0.4＋0.6PS／∑PN=0.4+0.6×264／561=0.682

（供工作面电机台数为两台以上时，也可以电动机额定电流及额定电流和计算，不考虑需用系数）

SBJ＝KX∑P／COSΦ=561×0.682÷0.7=546KVA

2、供其它负荷变压器容量的确定：

（10000V/660V）

KX＝0.4＋0.6PS／∑PN=0.4+0.6×264／559=0.683

SBJ＝KX∑P／COSΦ=559×0.683÷0.7=545KVA

根据变压器的计算容量，按SBｅ≥SCA选择变压器。

1、电压为10000V／660V的移动变电站，计算容量为546KVA，选择630KVA的干变。

2、电压为10000V／660V的移动变电站，计算容量为545KVA，选择630KVA的干变。

四、采区高压电缆的选择

1、高压电缆确定遵循的原则：

⑴、供移动变电站的高压电缆选用监视型屏蔽橡胶电缆。

⑵、电缆的长度按LS=K·L计算：

L——巷道实际长度。

K——增长系数。

橡胶K=1.1铠装K=1.05

2、高压电缆截面的选择：

⑴、供10000V／660V干变高压电缆的选择：

①、按经济电流密度选择电缆截面：

根据公式：

Sｊ=Iｎ／Jｎ（两台设备不考虑需用系

数）

综采工作面取：

300×2×5小时=3000小时。

Jｎ取2.25

Icn=I1N1+I1N2=（SN1+SN2）

=732×103／1.732×6000×0.7=100A

Sｊ=Iｎ／Jｎ=100／2.25=45㎜2

选用50㎜2电缆一根。

②、按持续允许电流校验电缆截面：

KIP≥IｇKIP=173A≥Iｇ=100AK取1.0

③、按电压损失校验截面：

液压绞车房配电室至移动变电站：

根据公式△U1=K·P·L=1.882×0.732×0.22=0.275％

电缆长度L=200×1.1=220M=0.22KM

井底中央配电室至液压绞车房配电室：

△U2=K·L·P=0.797×0.732×1.16=0.677％

地面配电室至井底中央配电室：

△U3=K·L·P=0.566×0.732×0.6=0.249％

移动变电站高压回路的电压降为：

△Uｙ=△U1+△U2+△U3=1.201％＜7％合格

⑵、供6000V／660V干变高压电缆的选择：

①、按经济电流密度选择电缆截面：

根据公式：

Sｊ=Iｎ／Jｎ（两台设备不考虑需用系数）

Jｎ取2.25

Iｎ=KX∑P／√3·U·COSΦ

=415×0.58／1.732×6000×0.7=33A

Sｊ=Iｎ／Jｎ=33／2.25=15㎜2

选用35㎜2电缆一根。

②、按持续允许电流校验电缆截面：

KIP≥IｇKIP=135A≥Iｇ=33AK取1.0

③、按电压损失校验截面：

液压绞车房配电室至移动变电站：

根据公式△U1=K·P·L=1.882×0.415×0.22=0.171％

电缆长度L=200×1.1=220M=0.22KM

井底中央配电室至液压绞车房配电室：

△U2=K·L·P=0.797×0.415×1.16=0.383％

地面配电室至井底中央配电室：

△U3=K·L·P=0.566×0.415×0.6=0.141％

移动变电站高压回路的电压降为：

△Uｙ=△U1+△U2+△U3=0.695％＜7％合格

按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：

SZX≥I（3）ｔ1／C

I（3）——最大三相短路电流。

安

ｔ1—————短路电流的假想作用时间。

秒

C————热稳定系数。

五、采区低压电缆选型

1、低压电缆确定遵循的原则：

⑴、铠装电缆按所经路径长度1.05计算。

⑵、橡套电缆按所经路径长度1.10计算。

⑶、半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度一般取5—10米。

⑷、从起动器到电动机的电缆一律采用橡套电缆。

1140V设备必须用带有分相屏蔽的橡胶屏蔽电缆。

⑸、固定设备一般应用铠装电缆，也可用橡套或铜芯塑料电缆。

半固定设备一般应用软电缆。

⑹、采区低压电缆严禁采用铝芯电缆。

2、低压电缆截面的选择：

⑴、机组电缆截面的选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=0.67×380=255A

KIP≥Iｇ

机组电缆截面选用：

MYP—1140—3×95㎜2，长期允许载流量为285A。

⑵、工作溜电缆截面的选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=0.67×110=74A

KIP≥Iｇ

工作溜电缆截面选用：

MYP—1140—3×25㎜2，长期允许载流量为113A。

⑶、工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=1.15×125=144A

KIP≥Iｇ

工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选用：

MYP—660—3×50㎜2，长期允许载流量为173A。

⑷、乳化泵电缆截面选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=1.15×125=144A

KIP≥Iｇ

乳化泵电缆截面选用：

MYP—660—3×50㎜2，长期允许载流量为173A。

⑸、转载机电缆截面选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=0.67×110=74A

KIP≥Iｇ

转载机电缆截面选用：

MYP—1140—3×25㎜2，长期允许载流量为113A。

⑹、破碎机电缆截面选择（支线）：

Iｇ=Iｅ=0.67×132=89A

KIP≥Iｇ

破碎机电缆截面选用：

MYP—1140—3×25㎜2，长期允许载流量为113A。

3、低压电缆截面的选择（干线：

从6000V／1140V干变供进风馈出）

⑴、按持续允许电流选择电缆截面;

KIP≥Iｇ=Iｅ

Iｇ=Iｅ

=0.71×380×103／√3×1140×0.7=195A

根据计算结果选用：

MYP—1140—3×95㎜2电缆，长期允许载流量为285A

KIP=285A≥Iｇ=195A（合格）

⑵、按电压损失校验电缆截面：

△U=△UB+△U1+△U2

①、变压器的△UB电压损失：

△UB=√（△UZ％）2—（△Uｒ％）2

△Uｒ=100·Pｄ／Sｅ=100×3.6／800=0.45％

△UX=√（4）2-（0.45）2=4％

△UB=（△Uｒ％COSΦ+△UX％SｉｎΦ）S／Sｅ

=（0.45×0.7+4×0.72）×742／800=3.095％

②、机组电缆（支线）的电压损失：

电缆截面为95㎜2，COSΦ=0.85得：

K=0.041％（查综采管理手册）。

△U2=K·P·L=0.041×380×0.15=2.34％

③干线电缆的电压损失（6000V／1140V干变供机组）：

电缆截面为95㎜2，COSΦ=0.7得：

K=0.024％（查综采管理手册）。

△U1=K·P·L=0.024×200×0.35=1.68％

△U为正常运行时机组电动机允许的电压降，一般为10％

△U1=（10％+4.5％）－3.095％－2.34％=9.065％

干线损失△U1=7.12％＜9.065％（合格）

⑶、按起动条件校验截面电缆：

（简略）

4、低压电缆截面的选择（干线：

从6000V／660V干变馈出供回风电源）

⑴、按持续允许电流选择电缆截面;

KIP≥Iｇ=Iｅ

Iｇ=Iｅ

=0.58×200×103／√3×660×0.7=145A

根据计算结果选用：

MYP—660—3×70㎜2电缆，长期允许载流量为215A

KIP=215A≥Iｇ=145A（合格）

⑵、按电压损失校验电缆截面：

△U=△UB+△U1+△U2

①、变压器△UB的电压损失：

同前例：

△UB=2.74％

②、伸缩皮带电缆（支线）的电压损失：

电缆截面为50㎜2，COSΦ=0.85得：

K=0.041％（查综采管理手册）。

△U2=K·P·L=0.041×125×0.04=0.205％

③干线电缆的电压损失：

电缆截面为70㎜2，COSΦ=0.7得：

K=0.091％（查综采管理手册）。

△U1=K·P·L=0.091×200×0.5=9.1％

△U为正常运行时机组电动机允许的电压降，一般为10％

△U1=（10％+4.5％）－2.74％－2.205％=11.56％

干线损失△U1=9.1％＜11.56％ （合格）

5、低压电缆截面的选择（干线：

从6000V／660V干变馈出供进风电源）

⑴、按持续允许电流选择电缆截面;

KIP≥Iｇ=Iｅ

Iｇ=Iｅ

=0.58×215×103／√3×660×0.7=156A

根据计算结果选用：

MYP—660—3×70㎜2电缆，长期允许载流量为215A

KIP=215A≥Iｇ=156A（合格）

⑵、按电压损失校验电缆截面：

计算同上：

干线电压损失△U1=10.58％＜11.56％（合格）

六、短路电流计算

1、供电系统图附后

2、二次电压为1140V系统：

在考虑系统电抗和高压电缆阻抗的条件下，进行短路电流计算。

⑴、计算短路回路中每相的电阻和电抗值：

①、系统电抗值：

XS=U2／SK=1.142／200=0.007欧

②、高压电缆的阻抗值:

R=R0L／K2=0.612×0.22×1.18／（6.3／1.14）2=0.005欧（换算至6