21040综采工作面供电设计.docx

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21040综采工作面供电设计

21040综采工作面供电设计

一、概况

1、原煤及材料运输系统

采区巷道布置如图所示。

工作面落煤由刮板运输机→机巷转载刮板输送机→机巷DSJ80/30/2×75KW带式输送机→机巷DTL80/25/2×30KW型带式输送机→五2煤仓178皮带→主煤仓→主斜井皮带巷3部带式输送机至平地，后经筛选设备到煤场。

工作面所需设备由21010采面→五2轨道下山→21040风巷甩车场→21040风巷→21040采面。

2、电源及负荷情况

电源由平地35KV变电站入井一趟1970米MYJV22-3*150高压铠装电缆3#线路至五2采区变电所，电压6KV,供电给综采设备。

由二水平中央变电所敷设一趟MYJV22-3*50高压铠装电缆420米至五2采区变电所2#线路，由41#高压配电装置向21040机风巷供电，供电电压为660V。

用电设备分布布置情况见图纸。

工作面主要设备选型及技术特征

1、设备选型表

序号

设备地点

名称

型号

1

工作面用

采煤机

MG-2×200/456-QWD455.5KW

2

工作面用

运输机

SGZ-764/500（2×250）

3

工作面用

液压支架

ZY5000-17/37

4

机巷用

转载机

SZZ-620/2×40

5

机巷用

皮带输送机

DSJ80/30/2×75

6

机巷用

皮带输送机

DTL80/25/2×30

7

轨道下山用

绞车

JSDB-16

8

风巷用

绞车

JD-11.4

9

风巷用

绞车

JD-11.4

10

风巷用

绞车

JD-11.4

11

风巷用

绞车

JD-2.5

12

风巷用

绞车

JD-1.6

13

风巷用

绞车

JD-2.5

14

风巷用

绞车

JD-2.5

15

风巷用

绞车

JD-11.4

16

风巷用

绞车

JD-2.5

17

切眼用

绞车

JH-14

18

切眼用

绞车

JSDB-16

19

风巷用

绞车

JD-11.4

20

机巷用

绞车

JH-14

21

风巷用

排沙泵

BQS-20/50-7.5N

22

机巷用

排沙泵

BQS-20/50-7.5N

23

风巷用

液压泵站

GRB-315/31.5

2、主要设备技术特征：

⑴采煤机型号MG-2×200/500-WD455.5KW

配套电机2×200KW+55.5KW

电压1140V

⑵工作面运输机型号：

运输机SGZ764/500（2×250）

配套电机：

2×250KW

电压1140V

⑶液压支架型号：

ZY5000-17/37

⑷转载机型号：

SZZ-620/2×40

配套电机：

2×40KW

电压660V

（5）机巷皮带输送机型号：

DSJ80/30/2×75

配套电机：

2×75KW

电压660V

（6）机巷皮带输送机型号：

DTL80/25/2×30

配套电机：

2×30KW

电压660V

（7）绞车型号：

JSDB-16

配套电机：

37KW

电压660V

（8）绞车型号：

JD-11.4

配套电机：

11.4KW

电压660V

（9）绞车型号：

JD-2.5

配套电机：

40KW

电压660V

（10）绞车型号：

JD-1.6

配套电机：

25KW

电压660V

（11）绞车型号：

JH-14

配套电机：

18.5KW

电压660V

（12）排沙泵型号：

BQS-20/50-7.5N

配套电机：

7.5KW

电压660V

（13）乳化液泵型号：

GRB-315/31.5

配套电机：

125KW

电压1140V

（23）照明信号综合保护型号：

BZZ-4（2.5）/660V

容量：

4KVA

照明采用KBY-62型防爆支架灯。

二、供电设计：

1、机械设备配套:

工作面采煤机电动机功率200KW＋256KW，工作面运输机500KW，机巷转载用刮扳机2×40KW，机巷二部皮带输送机2×75KW，机巷一部皮带机2×30KW，风巷乳化液泵2×125KW，JD-11.4型调度绞车11.4KW4台，JSDB-16型双速稳车37KW2台，JD-2.5型绞车40KW4台，JD-1.6型绞车25KW1台，JH-14型绞车18.5KW2台，排沙泵7.5KW4台。

2、工作面负荷分组：

21040综采工作面风巷6KV高压电源来自五2采区变电所高压配电装置，通过MYPTJ-3.6/6-3×35+3×16/3+3×2.5高压电缆1300米至风巷配电点，配电点设两台移变：

1#移动变电站供采煤机、1#液压泵，2#移动变电站供运输机、2#液压泵。

风巷绞车、机巷皮带机、转载机等设备由五2采区变电所两台KBZ-400/660真空馈电开关分别由两趟电缆供电，电压为660V。

3、变压器的选择计算：

a、21040风巷1#移动变电站选型计算：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ可得：

已知Cosφ＝0.7，

∑Pe＝2×200＋55.5＋125＝580.5KW

需用系数按一定顺序起动的机械化采煤工作面：

Kx=0.4+0.6Ps/∑PN

Kx＝0.4＋0.6×400/580.5＝0.81

代入公式：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ

＝580.5×0.81/0.7

＝871.7KVA

因此选用一台KBSGZY-1000/6型移动变电站满足要求。

b、21040风巷2#移动变电站选型计算：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ可得：

已知Cosφ＝0.7，

∑Pe＝125＋500=625KW

需用系数按一定顺序起动的机械化采煤工作面按：

Kx=0.4+0.6Ps/∑PN

Kx＝0.4＋0.6×500/625＝0.88

代入公式：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ

＝625×0.88/0.7

＝785.7KVA

因此选用一台KBSGZY-1000/6型移动变电站满足要求。

c、五2采区变电所干式变压器选择计算：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ可得：

已知Cosφ＝0.7，

∑Pe＝2×37+4×40+11.4×4+25+18.5+2×75+2×30+2×40+2×7.5

+2×7.5=643.1KW

需用系数按一定顺序起动的机械化采煤工作面按：

Kr=0.4+0.6Ps/∑PN

Kx＝0.4＋0.6×150/643.1

＝0.54

代入公式：

Sb=Kx×∑Pe/Cosφ

＝643.1×0.54/0.7

＝496KVA

因此选用一台KBSGY-500/6型变压器满足要求。

4、开关选型：

⑴、根据电网电压等级选开关型号：

采煤机、运输机开关额定电压符合供电线路电压等级即Ue＝1140V，可选QJZ-500/1140（660）S矿用真空电磁启动器。

液压泵开关额定电压符合供电线路电压等级即Ue＝1140V，可选QJZ-315/1140矿用真空电磁启动器。

机巷转载机电压等级660V，选QBZ-200/660矿用真空电磁启动器。

机巷二部皮带机电压等级660V，选QJZ-315/660矿用真空电磁启动器。

机巷一部皮带机电压等级660V，选QBZ-120/660矿用真空电磁启动器。

JD-11.4型绞车、JH-14型绞车、JD-1.6型绞车Ue＝660V采用QBZ-80N型矿用真空电磁启动器。

JSDB-16型稳车、JD-2.5型绞车Ue＝660V采用QBZ-120N型矿用真空电磁启动器。

排沙泵Ue＝660V采用QBZ-80型矿用真空电磁启动器。

⑵、根据工作电流选择开关容量及开关容量整定及效验：

开关的额定电流应大于电机长时工作电流，即Ie≥Ig

6KV高压设备：

采煤机电机切割部分及行走部工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝455.5×1000/√3×1140×0.7

=329.6A

可选QJ-500真空启动器，过载整定为350A。

运输机工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝2×250×1000/√3×1140×0.7

=361.8A

可选QJZ-500型电磁开关，过载整定为400A。

乳化液泵工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝125×1000/√3×1140×0.7

=90.4A

过载整定为100A。

660V设备：

转载刮板机工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝2×40×1000/√3×660×0.7

=100A

过载整定为120A。

机巷二部皮带机工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝2×75×1000/√3×660×0.7

=187A

过载整定为200A。

机巷一部皮带机工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝2×30×1000/√3×660×0.7

=75A

过载整定为80A。

JSDB-16稳车工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝37×1000/√3×660×0.7

=46.23A

过载整定为50A。

JD-2.5型绞车工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝40×1000/√3×660×0.7

=49.98A

过载整定为50A。

JH-14稳车工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝18.5×1000/√3×660×0.7

=23.12A

过载整定为30A。

JD-11.4绞车工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝11.4×1000/√3×660×0.7

=14.24A

过载整定为20A。

JD-1.6绞车工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝25×1000/√3×660×0.7

=31.24A

过载整定为36A。

排沙泵工作电流：

Ie＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ

＝7.5×1000/√3×660×0.7

=9.37A

过载整定为15A。

根据以上计算结果，故选择开关型号为QJZ-500/（660）1140Z型真空电磁启动器，QJZ-315型真空电磁起动器,QBZ-200型真空电磁起动器，QBZ-120N型可逆电磁起动器,QBZ-80N型可逆电磁起动器,QBZ-120型真空电磁起动器和QBZ-80型真空电磁起动器。

5、电缆选择：

⑴、因1#、2#移动变电站电源直接由五2水平变电所高压电缆供给，所以选用一趟MYPTJ-3.6/6-3×35+3×16/3+3×2.5矿用高压移动屏敝监视型橡套软电缆1300m由五2水平变电所高爆向1#、2#变移动变电站供电。

查表知35mm2载流量148A，1140V设备总负荷最大长时工作电流为

Ica=Kde∑PN×103/√3UNcos∮

式中需用系数按一定顺序起动的机械化采煤工作面按：

Kde=0.4+0.6Ps/∑PN

Kde＝0.4＋0.6×500/1205.5＝0.65

cos∮取0.7，代入式中

Ica=0.65×1205.5/√3×6×0.7

=107.5A合格。

⑵、低压干线电缆的选择：

1#移动变电站负方线选择：

0.8×（455.5+125）×1000/√3×1140

=235A

选MYP-3×95mm2电缆供电满足要求。

2#移动变电站负方线选择：

0.8×（500+125）×1000/√3×1140

=253.2A

选MYP-3×95mm2电缆去运输机开关两趟供电，查表载流量260A，满足要求。

干式变压器负方线选择：

专供机巷皮带及转载皮带机

0.64×（75×2+30×2+40×2+7.5×2）/√3×660×0.85=201A

选MCP-3×70+1×25mm2电缆供电满足要求。

专供风巷运输绞车

0.38×（37×2+40×4+18.5+11.4×4+7.5×2）/√3×660×0.75

=134A

选MY-3×35+1×16mm2电缆供电满足要求。

6、电缆的检验：

⑴、按长时允许电流检验，各电气设备额定工作电流均小于选用电缆长时允许电流。

⑵、按电压损失校验（以采煤机为例）

1140V配电线路允许电压损失取10％，则：

△UY＝1140×10％＝114V

长期最大负荷电流Ig为：

Ig＝Pe×1000/√3×Ue×Cosφ×n

＝400×1000/√3×1140×0.7×0.95

=304.6A

线路电压损失为：

△U＝√3×Ig×L/D×S×Cosφ

＝1.732×304.6×450/67.2×95×0.7

=53V＜114V

所以电压损失满足要求。

其余线路电缆的检验计算方式同上，计算略。

（3）低压支线电缆选择：

由于使用地点为综采工作面，所以综采机电缆选用千伏级橡套屏蔽电缆，型号为MZP-0.66/1.14.。

其余设备选择MYP-0.66/

1.14橡套电缆。

按长时允许工作电流选择低压电缆截面：

Iy≥Ig

查表：

95mm2电缆长时允许载流量260A，70mm2电缆长时允许载流量215A，50mm2电缆长时允许载流量173A，35mm2电缆长时允许载流量138A，16mm2电缆长时允许载流量85A。

根据上面计算的各设备额定电流：

采煤机切割部及行走部工作电流329.6A,

选用MYP-3×95mm2电缆供电满足要求。

运输机工作电流361.8A，

选用MYP-3×95mm2电缆供电满足要求。

其他设备电缆供电均满足要求。

7、短路整定及短路电流的计算

（1）风巷1#、2#移动变电站的电阻和电抗值：

已知：

KBSGZY－1000/6型变压器技术参数

△P-变压器短路损耗

△P＝7000W

Uα％＝6％

Up－平均电压（1140V时）Up＝1190V

变压器电阻值Rb=△P×Up2/Se2=7000×1.192/10002=0.0099

变压器电抗值Xb=10×Ud%×Up2/Se=10×6%×1.192/1000=0.0085

⑵、干线电缆的电阻电抗值：

MYP-3×95mm2－100m

R1=0.267×1.18×0.1

=0.032

X1=0.081×0.1

=0.0081

⑶、支线电缆：

MYP-3×95mm2-450m

R2=0.134×1.18×0.45=0.071

X2=0.081×0.45=0.03645

MYP-3×95mm2-450m

R3=0.134×1.18×0.45=0.071

X3=0.081×0.45=0.03645

⑷、计算短路电流：

∑R＝Rb+R1+R2+R3

=0.0086+0.032+0.071+0.071

=0.1826

∑X＝Xb+X1+X2+X3

＝0.0085＋0.0081＋0.03645+0.03645

＝0.0895

Id=Up/2×√（∑R）2＋（∑X）2

＝1200/2×√（0.1826）2＋（0.0895）2

＝3148A

不同时起动的多台电动机的短路电流整定值为：

3000A

Idz≥Iqmax+∑Ie=360×5=1800A

Iqmax-起动电流最大的一台电动机的额定起动电流。

∑Ie－其它电动机的额定电流之和。

校验：

灵敏度校验

K=Id/Idz＝3000/1800＝1.66＞1.5

满足灵敏度要求。

最大单机起动满足要求。

其它设备短路整定，校验按查表法进行效验略。

五2-21040综采工作面

供电设计说明

平禹方山矿机电区

2010年7月20日