综掘工作面供电设计说明书综述.docx

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综掘工作面供电设计说明书综述

综掘工作面供电设计

一、综掘工作面供电设计说明书

305掘进工作面位于北三采区4#煤层。

轨道巷长度936.8米，设计宽度4.2米，采用一台EPJ-120型掘进机掘进；胶带巷长度971米，设计宽度5.2米，采用一台EPJ-120型掘进机掘进；尾巷长度990.2米，设计宽度4.2米，采用一台EPJ-120型掘进机掘进。

横贯采用炮掘。

305掘进工作面所有机电设备由北三采区变9504#高压开关供电，轨道巷掘进工作面的所有机电设备由一台KBSGZY-630KVA型移变供电，胶带巷、尾巷所有机电设备由一台KBSGZY-1000KVA型移变供电。

轨道巷、胶带巷及尾巷设备型号及供电情况详见《305掘进工作面供电系统图》和《305掘进工作面设备布置图》。

二、掘进工作面设备选型

根据我矿现场实际及使用经验设备选型如下：

1、掘进机

EBJ-120TP掘进机主要技术参数：

机长：

8.6米机宽：

2.1米

可掘巷道断面：

9-18m2

最大可掘高度：

3.75m最大可掘宽度：

5m

供电电压：

660V总功率：

190KW

2、可伸缩皮带机

SSJ-800/2X55皮带运输机主要技术参数：

运输能力：

400T/H电机功率：

2*55KW

带速：

2m/S带宽：

800mm

3、刮板运输机主要技术参数：

输送能力：

150T/H电机功率：

40KW

三、掘进工作面供电设备选型

1、变压器容量选择

305轨道巷设备：

EBJ-120TP掘进机功率190KW，SSJ-800/2X55皮带运输机功率110KW:

S=∑Pn*

∑Pn=P掘进机+P运输机

=190+110

=300KW

需用系数：

Kr=0.5（掘进）

平均功率因素：

cos￠=0.7（掘进）

S=∑PN*

=300*

=214KVA

根据实际条件轨道巷选用一台KBSGZY-630/10/0.69KV移动变电站供电。

305胶带巷、尾巷设备：

EBJ-120TP掘进机功率190KW胶带巷、尾巷各一台，SSJ-800/2X55皮带运输机功率110KW胶带巷、尾巷各一部:

S=∑PN*

∑Pn=P掘进机+P运输机+P刮板+P650皮带

=190*2+110*2+40*2+7.5*3

=702.5KW

需用系数：

Kr=0.5（掘进）

平均功率因素：

cos￠=0.7（掘进）

S=∑PN*

=702.5*

=502KVA

根据实际条件胶带巷选用一台KBSGZY-1000/10/0.69KV移动变电站供电。

2、采区变电所高压开关的选择

根据用电负荷额定电流选择高开

根据现有设备选用南二采区变电所的BGP9L-10Y型永磁开关，互感器变比200/5A

3、电缆选择

（1）高压电缆选择

根据用电负荷额定电流选择高压电缆，用电负荷额定电流为41A。

MYPTJ-6/10kV-3*50＋3*16/3＋JS高压矿用橡套电缆载流量为198A，符合要求。

（2）低压电缆选择

根据负荷情况，由两台移变分别为三条巷道的设备供电，一台KBSGZY-630/10/0.69型移变为轨道巷供电，另一台KBSGZY-1000/10/0.69型移变为胶带巷、尾巷供电。

①轨道巷：

供轨道巷掘进机电缆的选择：

MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*95+1*35型屏蔽电缆。

供轨道巷皮带主电缆的选择：

MYP-3*70+1*25屏蔽电缆的长时允许载流量为215A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*70+1*25型屏蔽电缆。

②胶带巷、尾巷：

从KBSGZY-1000/10/0.69变压器到尾巷掘进机电缆选择：

MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定电缆选用MYP-3*95+1*35屏蔽电缆。

供胶带巷掘进机电缆的选择：

MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*95+1*35型屏蔽电缆。

供尾巷皮带、40T溜子主电缆的选择：

MYP-3*70+1*25屏蔽电缆的长时允许载流量为215A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*70+1*25型屏蔽电缆。

供为尾巷80皮带主电缆的选择：

MYP-3*50+1*16屏蔽电缆的长时允许载流量为173A，考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*50+1*16型屏蔽电缆。

胶带巷主电缆选择：

MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A，并考虑其机械强度，决定电缆选用MYP-3*95+1*35屏蔽电缆。

供胶带巷皮带的电缆：

考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*50+1*16型屏蔽电缆，该型电缆长时允许通过电流为173A。

胶带巷40T溜子开关电缆选取：

考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*25+1*16型屏蔽电缆，该型电缆长时允许通过电流为113A。

4、供电系统详见《24305掘进工作面供电系统图》和《24305掘进工作面设备布置图》

　四、短路电流计算

（一）轨道巷短路电流计算

KBSGZY-630/10/0.69变压器二次出口的短路电流Id1计算

变压器二次电压660V，取690V。

容量630KVA，系统短路容量按119.7MVA计算

系统折算电抗：

MYPTJ-6/10kV-3*50＋3*16/3＋JS高压矿用橡套电缆电阻、电抗，电缆长度：

0.5KM

Rga=0.416*0.5=0.208Ω

Xga=0.081*0.5=0.0405Ω

变压器电阻、电抗

Rb1=0.0018Ω

Xb1=0.0173Ω

∑R=Rg÷K2b＋Rb2

=0.208÷15.22+0.0018

=0.0027Ω

∑X=（Xx+Xg）÷K2b+Xb2

=（0.9211+0.0405）÷15.22+0.0173

=0.0215Ω

Id1=

=15935A

（1）馈电开关短路电流Id11计算

胶带巷KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆的电阻、电抗，L=5M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.005=0.00115Ω

Xz=0.075*0.005=0.000375Ω

∑R=0.0027+0.00115=0.00385Ω

∑X=0.0215+0.000375=0.021875Ω

Id11=

=155441A

（2）掘进机馈电KBZ-400开关短路电流Id12计算

掘进机馈电KBZ-400开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆10M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.01=0.0023Ω

Xz=0.075*0.01=0.00075Ω

∑R=0.0027+0.0023=0.005Ω

∑X=0.0215+0.00075=0.02225Ω

Id12=

=15132A

（2）掘进机电机短路电流Id13计算

掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆870M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.87=0.2001Ω

Xz=0.075*0.87=0.06525Ω

MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗，L=100M

Ro=0.315Ω/KM

Xo=0.078Ω/KM

Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω

Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω

∑R=0.0027+0.2001+0.0315=0.2343Ω

∑X=0.0215+0.06525+0.0078=0.09455Ω

Id13=

=1366A

（4）皮带电机处短路电流Id14、Id15

KBZ-400负荷侧至接线盒之间MYP-3*70+1*25型电缆电阻、电抗，L=50M

Ro=0.315Ω/KM

Xo=0.078Ω/KM

Rz2=0.315*0.05=0.01575Ω

Xz2=0.078*0.05=0.0039Ω

皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz3=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz3=0.088*0.01=0.00088Ω

∑R=0.0027+0.01575+0.00864=0.02709Ω

∑X=0.0215+0.0039+0.00088=0.02628Ω

Id15=Id14=

=9139A

（二）胶带尾巷短路电流计算

KBSGZY-1000/10/0.69变压器二次出口的短路电流Id1计算

变压器二次电压660V，取690V。

容量1000KVA，系统短路容量按119.7MVA计算

系统折算电抗：

MYPTJ-6/10kV-3*50＋3*16/3＋JS高压矿用橡套电缆电阻、电抗，电缆长度：

0.82KM

Rga=0.416*0.82=0.34112Ω

Xga=0.081*0.82=0.06642Ω

变压器电阻、电抗

Rb1=0.0027Ω

Xb1=0.0194Ω

∑R=Rg÷K2b＋Rb2

=0.34112÷15.22+0.0027

=0.0042Ω

∑X=（Xx+Xg）÷K2b+Xb2

=（0.9211+0.06642）÷15.22+0.0194

=0.0237Ω

Id2=

=14345A

（1）尾巷KBZ-400馈电开关短路电流Id21计算

KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆10M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.01=0.0023Ω

Xz=0.075*0.01=0.00075Ω

∑R=0.0042+0.0023=0.0065Ω

∑X=0.0237+0.00075=0.02445Ω

Id21=

=13636A

（2）尾巷掘进机电机短路电流Id22计算

掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆950M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.95=0.2185Ω

Xz=0.075*0.95=0.07125Ω

MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗，L=100M

Ro=0.315Ω/KM

Xo=0.078Ω/KM

Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω

Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω

∑R=0.0042+0.0023+0.2185+0.0315=0.2565Ω

∑X=0.0237+0.00075+0.07125+0.0078=0.1035Ω

Id22=

=1247A

（3）胶带巷KBZ-400馈电开关短路电流Id213计算

KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆100M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.1=0.023Ω

Xz=0.075*0.1=0.0075Ω

∑R=0.0042+0.023=0.0272Ω

∑X=0.0237+0.0075=0.0312Ω

Id213=

=8333A

（4）胶带巷掘进机电机短路电流Id214计算

掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆922M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.922=0.21206Ω

Xz=0.075*0.922=0.06915Ω

MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗，L=100M

Ro=0.315Ω/KM

Xo=0.078Ω/KM

Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω

Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω

∑R=0.0042+0.023+0.21206+0.0315=0.27076Ω

∑X=0.0237+0.0075+0.06915+0.0078=0.10815Ω

Id214=

=1183A

（5）KBZ-630型馈电开关处短路电流Id23

MYP-3*95+1*35型电缆10M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.01=0.0023Ω

Xz=0.075*0.01=0.00075Ω

Rz1=

=

=0.00115Ω

Xz1=

=

=0.000375Ω

∑R=0.0042+0.00115=0.00535Ω

∑X=0.0237+0.000375=0.024075Ω

Id23=

=13996A

（4）尾巷溜子电机处短路电流Id24

KBZ-630分路至接线盒之间MYP-3*70+1*25型电缆电阻、电抗，L=70M

Ro=0.315Ω/KM

Xo=0.078Ω/KM

Rz2=0.315*0.07=0.02205Ω

Xz2=0.078*0.07=0.00546Ω

溜子开关到接线盒MYP-3*35+1*16型电缆电阻、电抗，L=50M

Ro=0.616Ω/KM

Xo=0.084Ω/KM

Rz1=0.616*0.05=0.0308Ω

Xz1=0.084*0.05=0.0042Ω

溜子开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz3=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz3=0.088*0.01=0.00088Ω

∑R=0.0042+0.00115+0.02205+0.0308+0.00864=0.06684Ω

∑X=0.0237+0.000375+0.00546+0.0042+0.00088=0.034615Ω

Id24=

=4585A

（5）尾行皮带电机处短路电流Id25、Id26

接线盒至皮带开关MYP-3*50+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.448Ω/KM

Xo=0.081Ω/KM

Rz2=0.448*0.01=0.00448Ω

Xz2=0.081*0.01=0.00081Ω

皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω

∑R=0.0042+0.00115+0.02205+0.00448+0.00864=0.04052Ω

∑X=0.0237+0.000375+0.00546+0.00081+0.00088=0.031225Ω

Id25=Id26=

=6745A

（3）胶带巷40T溜子电机处短路电流Id27

KBZ-630负荷侧至接线盒MYP-3*95+1*35型电缆电阻、电抗L=110M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.11=0.0253Ω

Xz=0.075*0.11=0.00825Ω

接线盒至溜子开关MYP-3*35+1*16型电缆电阻、电抗L=40M

Ro=0.616Ω/KM

Xo=0.084Ω/KM

Rz=0.616*0.04=0.02464Ω

Xz=0.084*0.04=0.00336Ω

溜子开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz=0.088*0.01=0.00088Ω

∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.02464+0.00864=0.06393Ω

∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.00336+0.00088=0.036565Ω

Id27=

=4684A

（4）胶带巷650皮带电机处短路电流Id28

MYP-3*95+1*35型电缆电阻、电抗L=55M

Ro=0.230Ω/KM

Xo=0.075Ω/KM

Rz=0.230*0.055=0.01265Ω

Xz=0.075*0.055=0.004125Ω

接线盒到皮带开关MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω

皮带开关负荷侧MYP-3*16+1*10型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=1.37Ω/KM

Xo=0.09Ω/KM

Rz3=1.37*0.01=0.0137Ω

Xz3=0.09*0.01=0.0009Ω

∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.01265+0.00864+0.0137=0.06564Ω

∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.004125+0.00088+0.0009=0.03823Ω

Id28=

=4542A

（5）胶带巷80皮带电机处短路电流Id29、Id210、

接线盒至皮带开关MYP-3*50+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.448Ω/KM

Xo=0.081Ω/KM

Rz2=0.448*0.01=0.00448Ω

Xz2=0.081*0.01=0.00081Ω

皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗，L=10M

Ro=0.864Ω/KM

Xo=0.088Ω/KM

Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω

Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω

∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.01265+0.00448+0.00864=0.05642Ω

∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.004125+0.00081+0.00088=0.03814Ω

Id29=Id210=

=5066A

五、低压开关及变压器的整定

（一）轨道巷低压开关及变压器的整定:

（1）皮带开关整定

Ie皮带=Pe/（

*Ue*

）

=110*103/（

*660*0.85）

=113A

a、过负荷整定

Iz14=Ie皮带=113A

b、短路整定

I/Z14=KIe=8*113=904A

灵敏度校验

Id14÷I/z14=9139÷904=10.1>1.2合格

（3）KBZ-400馈电开关的整定

I掘进机油泵及7.5KW电机=Pe/（

*Ue*

）

=62.5*103/（

*660*0.85）

=64A

I截割头=Pe/（

*Ue*

）

=120*103/（

*660*0.85）

=124A

a、过负荷整定

Iz1=∑Ie

=64+124

=188A

KBZ-400馈电开关额定电流设为202A

b、短路整定

I/z1=KIe+∑Ie

=6*124+64

=808A

取额定电流202A的4倍，取808A

用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验

Id13÷I/z1=1366÷808=1.7>1.2合格

（3）KBZ-400馈电开关的整定

a、过负荷整定

Iz1=∑Ie

=113

=113A

KBZ-400馈电开关额定电流设为115A

b、短路整定

I/z1=KIe+∑Ie

=6*113

=678A

取额定电流115的6倍，取690A

用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验

Id14÷I/z1=9139÷690=13>1.2合格

（4）KBSGZY-630/10/0.69变压器低压侧

a、过负荷整定

Iz1=∑Ie

=64+124+113

=301A

低压侧额定电流整定为310A

b、短路整定

I/z1=KIe+KX∑Ie

=6*124+64+113

=921A

取移变低压侧额定电流310A的3倍，取930A

灵敏度校验，为保护变压器，用变压器低压侧发生短路进行校验得

Id1÷I/z1=15935÷930=17>1.5合格

作为低压侧末端发生短路的后备保护，用低压侧KBZ-400馈电开关处发生两相短路电流进行校验

Id11÷I/z1=15132÷930=16.3>1.2合格

KBSGZY-630/10/0.69变压器高压侧整定

过负荷整定Iz1高压=Iz1低压÷15.2=20.4A

取高压侧额定电流为21A

短路整定I/z1高压=I/z1低压÷15.2=61.2A

取高压侧额定电流21A的3倍，为63A

（二）胶带巷尾巷低压开关及变压器器整定:

尾巷:

（1）溜子开关整定

Ie溜子=Pe/（

*Ue*

）

=40*103/（

*660*0.85）

=41A

a、过负荷整定

Iz24=Ie溜子=41A

b、短路整定

I/Z24=KIe=8*41=328A

灵敏度校验

Id24÷I/z14=4585÷328=14>1.2合格

（2）皮带开关整定

Ie皮带=Pe/（

*Ue*

）

=110*103/（

*660*0.85）

=113A

a、过负荷整定

Iz25=Iz26=Ie皮带=113A

b、短路整定

I/Z25=I/Z26=KIe=8*113=904A

灵敏度校验

Id25÷I/z25=6745÷904=7.5>1.2合格

（3）尾巷KBZ-400馈电开关的整定

I掘进机油泵及7.5KW电机=Pe/（

*Ue*

）

=62.5*103/（

*660*0.85）

=64A

I截割头=Pe/（

*Ue*

）

=120*103/（

*660*0.85）

=124A

a、过负荷整定

Iz22=∑Ie

=64+124

=188A

KBZ-400馈电开关额定电流设为202A

b、短路整定

I/z22=KIe+∑Ie

=6*124+64

=808A

取额定电流202A的4倍，取808A

用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验

Id22÷I/z22=1247÷808=1.5>1.2合格

胶带巷：

（1）40T溜子开关整定

Ie溜子=Pe/（

*Ue*

）

=40*103/（

*660*0.85）

=41A

a、过负荷整定

Iz27=Ie溜子=41A

b、短路整定

I/Z27=KIe=8*41=328A

灵敏度校验

Id27÷I/z27=4684÷328=12.3>1.2合格

（2）650皮带开关整定

Ie650皮带=Pe/（

*Ue*

）

=3*7.5*103/（

*660*0.85）

=23A

a、过负荷整定

Iz28=Ie650皮带=23A

b、短路整定

I/Z28=KIe=8*23=184A

灵敏度校验

Id28÷I/z28=4542÷184=25>1.2合格

（3）80皮带开关整定

Ie皮带=Pe/（

*Ue*

）

=110*103/（

*660*0.85）

=113A

a、过负荷整定

Iz29=Iz210=Ie皮带=113A

b、短路整定

I/Z29=I/Z210=KIe=8*113=904A

灵敏