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采区供电设计

山西寿阳段王集团平安煤业有限公司

150111工作面供电设计

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150111工作面供电设计

一、工作面概述

150111工作面皮顺配电点电源引自采区变电所40#PJG-200型高防开关负荷侧，采用MYPTJ-8.7/103x35+3x16/3+3x2.5型高压电缆向16#KBSGZY-630和19#KBSGZY-630变压器（电压1.14KV，向采煤机、刮板机、转载机、破碎机供电）、23#KBSGZY-315变压器供电（电压0.66KV,向二部皮带机、乳化泵站及巷道内运输绞车和排水水泵供电）。

150111皮顺一部皮带机电源由采区变电所11#KBSGZY-315变压器低压侧660V供出；150111回顺电源由采区变电所14#KBSGZY-315变压器低压侧660V供出。

二、工作面机电设备概况

根据150111工作面设备选型，设计工作面使用MG160/390-WD型双滚筒采煤机割煤，两部SGZ-630/264型可弯曲刮板输送机和两部DSJ80/40/2*55型皮带机运煤。

进风顺槽铺设一部SZZ730/90型转载机（配一台PLM-1000型破碎机）。

工作面主体支护设备是ZF4000/16/26放顶煤支架，端头使用ZF4200/18/32液压支架，供液方式为两泵一箱（其中一泵备用），乳化液泵选用BRW200/315型。

皮带顺槽运料采用调度绞车、双速绞车运输。

三、19#KBSGZY-630型变压器负荷统计

150111综采工作面

序号

设备名称

设备型号

台数

电动机

安装

地点

功率kw

电压v

1

刮板输送机

（前部）

SGZ-630/264

2台

132*2

1140

150111皮顺

2

刮板输送机

（后部）

SGZ-630/264

2台

132*2

1140

150111皮顺

3

双速绞车

JSDB-13

1台

22

1140

150111皮顺

合计（kw）

550

四、19#KBSGZY-630型变压器的选择验算

（一）1140V系统变压器的选择：

供电变压器的计算容量为：

Sb=

ΣPe——工作面设备额定功率总和KW

Kc——重合系数1

Kx——设备需用系数

COSΦ——设备的加权平均功率因数0.7

Sb——所需变压器容量KVA、

根据公式：

S=Kx×ΣPe/COSΨCOSΨ取0.7

总容量计算ΣPe＝550（Kw）其中最大负荷刮板机Pmax=264（Kw）

需用系数Kx=0.4+0.6×Pmax/ΣPe

=0.4+0.6×264/550

=0.688

S=0.688×550/0.7=540.5（KVA）

为保证供电质量，选19#KBSGZY-630变压器1台。

19#变压器供：

前、后刮板输送机、双速绞车电源总负荷550kw。

五、16#KBSGZY-630型变压器负荷统计

150111综采工作面

序号

设备名称

设备型号

台数

电动机

安装

地点

功率kw

电压v

1

采煤机

MG160/390-WD

1台

390

1140

工作面

2

转载机

SZZ-730/90

1台

90

1140

150111皮顺

3

破碎机

PLM1000

1台

90

1140

150111皮顺

合计（kw）

570

六、16#KBSGZY-630型变压器选择验算

（一）1140V系统变压器的选择：

供电变压器的计算容量为：

Sb=

ΣPe——工作面设备额定功率总和KW

Kc——重合系数1

Kx——设备需用系数

COSΦ——设备的加权平均功率因数0.7

Sb——所需变压器容量KVA、

根据公式：

S=Kx×ΣPe/COSΨCOSΨ取0.7

总容量计算ΣPe＝570（Kw）其中最大负荷采煤机Pmax=390（Kw）

需用系数Kx=0.4+0.6×Pmax/ΣPe

=0.4+0.6×390/570

=0.81

Sb=0.81×570/0.7=620（KVA）

为保证供电质量，选16#KBSGZY-630变压器1台。

16#变压器供：

采煤机、转载机、破碎机电源总负荷570kw。

七、23#KBSGZY-315变压器负荷统计

150111综采工作面

序号

设备名称

设备型号

台数

电动机

安装

地点

功率kw

电压v

1

乳化泵

BRW200/315

2

125

（一用一备）

690

150111皮顺

2

潜水泵

BQW50-15-4

2

8

690

150111皮顺

3

张紧绞车

JH-7.5

1

7.5

690

150111皮顺

4

调度绞车

JD-1

1

11.4

690

150111皮顺

5

照明信号综合保护

ZBZ-4.0

1

4

690

150111皮顺

6

皮带机

DTL80/40/2*55

1

110

690

150111皮顺

合计（kw）

265.9

八、23#KBSGZY-315变压器选择验算

660V系统变压器的选择：

1、ΣPe＝265.9（Kw）其中最大负荷Pmax=125（Kw）

需用系数:

Kx=0.4+0.6×Pmax/ΣPe

=0.4+0.6×125/265.9

=0.682

则：

S1=Kx×ΣPe/COSΨCOSΨ取0.7

=0.682×265.9/0.7

=259.06（KVA）

为保证供电质量选23#KSGZY-315变压器一台.

2、校验：

变压器的额定容量大于所带设备的额定容量之和，故合格。

9、高压电缆的选择计算

（150111皮顺16#、19#、23#变压器）

（一）按经济电流密度选择电缆截面：

1、根据公式：

Ig=Kx×Σpe/（3×Ue×COSΨpj）计算长期最大工作电流

其中COSΨpj取0.7，Ue=10（Kv）

1、高压电缆全部负荷：

Σpe＝2430（Kw）

Kx=0.4+0.6×390/1385.9=0.5688

则Ig=0.5688×1385.9/（3×10×0.7）=65.01（A）

2、按年最大负荷利用小时大于5000，选电缆的经济电流

根据以上计算、结合本矿电缆情况、保证供电质量电缆选矿用高压橡套软电缆：

MYPTJ-8.7/10-3*35+3*16/3+3*2.5型，根据配电点硐室位置，预计电缆1000m左右。

（二）按长期允许载流校验电缆截面：

公式：

K1×K2×K3×Iy>Ig

式中：

K1—电缆的环境温度系数，查《矿用电缆允许载流量表》，取K1=1

K2—直埋电缆的土壤热阻率修正系数，取K1=1

K3—多根电缆并列敷设时的修正系数，取K1=1

Iy—电缆的长时允许电流；查《矿用电缆允许载流量表》

校验：

高压橡套电缆：

Iy=122.5（A）>100（A）（符合要求）

1140v系统电缆的选择

1、采煤机、破碎机、转载机干线电缆的选择：

a、电缆的长度：

150111皮顺变电硐室变压器距干线最远端约600（M）

b、按长时允许电流选择电缆截面：

计算电缆的实际长时最大工作电流Ig

Ig＝Kx×Ie=0.81×（390×0.65）＝205.33（A）

根据Iy>Ig，干线选MYP-3*95+1*25电缆一根，长度为600m,采煤机支线电缆选MYP-3*95+1*25电缆一根,长度为200m,该电缆长时允许电流为：

285（A）>205.33（A），符合要求。

c、按允许电压损失校验电缆截面：

正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10％，

即：

DUmax＝1200-1140×90％

＝174（V）

<1>变压器的电压损失：

DUb％=（LZC*ZK）/Ir，（其中DUb％为变压器的电压损失百分数，LZC变压器二次侧工作电流；ZK为变压器短路阻抗=4％；Ir为变压器二次侧额定电流=319A）COSΨ=0.70,

SinΨ=0.714

KBSGZY-630变压器的电压损失DUb％＝310*4％/319=3.88％（V）

<2>电缆的电压损失：

查三大保护表5得MYP-3*95+1*25型电缆

Ro＝0.247（V/Km），Xo＝0.075（V/Km）

则R1＝0.247×0.6＝0.2099（V）

X1＝0.075×0.6＝0.0637（V）

DU1＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝30（V）

总的电压损失DU＝DUb+DUl

＝3.88+30

＝32.97（V）<174（V）（校验合格）

十五、前工作溜电缆的选择（后工作溜电缆的选择，同前溜）

1、前工作溜干线电缆的选择：

a、电缆的长度：

移变距干线最远端约600（M）

b、按长时允许电流选择电缆截面：

计算电缆的实际长时最大工作电流Ig

Ig＝Kx×Ie=0.688×（264+264）*0.65＝236.12（A）

根据Iy>Ig，为保证供电质量，干线选MYP-3*70+1*25电缆一根，长度为600m,前/后工作溜支线电缆选MYP-3*50+1*25电缆两根、MYP-3*35+1*16电缆两根分别供高速/低速电机线圈,到前电机长度为100M,到后电机250米，该电缆长时允许电流为：

210（A）>287（A），符合要求。

c、按允许电压损失校验电缆截面：

正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10％，

即：

DUmax＝1200-1140×90％

＝174（V）

<1>变压器的电压损失：

DUb％=（LZC*ZK）/Ir，（其中DUb％为变压器的电压损失百分数，LZC变压器二次侧工作电流；ZK为变压器短路阻抗=4％；Ir为变压器二次侧额定电流=506A）COSΨ=0.70,

SinΨ=0.714

KBSGZY-1000变压器的电压损失DUb％＝453.2*4％/506=3.58％（V）

<2>电缆的电压损失：

查三大保护表5得MYP-3*120+1*50型电缆

Ro＝0.164（V/Km），Xo＝0.056（V/Km）

则R1＝0.164×0.85＝0.1394（V）

X1＝0.056×0.85＝0.0476（V）

DU1＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝65.4（V）

总的电压损失DU＝DUb+DUl

＝3.58+65.4

＝68.98（V）<174（V）（校验合格）

十六、转载机、破碎机电缆的选择

按长时允许电流选择电缆截面

已知它们的长时工作电流分别为58.5（A）、58.5（A）

为保证供电质量分别选MYP-3*35+1*16型电缆一根，Iy=135（A）>58.5（A）;符合要求

十七、乳化泵电缆的选择

按长时允许电流选择电缆截面

已知它们的长时工作电流分别为82（A）、

为保证供电质量选MYP-3*35+1*16型电缆一根，Iy=135（A）>82（A）;符合要求

十八、皮带机、喷雾泵电缆的选择

按长时允许电流选择电缆截面

已知它们的长时工作电流分别为117（A）、48.75A

为保证供电质量分别选MYP-3*35+1*16型电缆一根，Iy=135（A）>117（A）;符合要求

十九、660V系统电缆的选择

查书得各电缆截面的长时允许电流IP值如下：

主芯线截面mm2

4

6

10

16

25

35

50

70

95

长期允许电流（660V）A

36

46

64

85

113

173

198

215

285

长期允许电流（1140V）A

32

42

60

85

100

135

150

210

285

长期允许电流（10000V）A

122.5

170

205

250

各支线电缆的实际长时工作电流计算如下公式：

In＝1.1Ie

（1）、满足5.5Kw潜水泵离心泵要求的截面初步截面确定为4mm2，其IP=36A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*5.5=6.05A

IP=36A＞Iz1＝6.05A

5.5Kw潜水泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以潜水泵电缆截面取4mm2。

（2）、满足4Kw潜水泵要求的截面初步截面确定为4mm2，其IP=36A。

潜水泵电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*4=4.4A

IP=36A＞Iz1＝4.4A

4Kw潜水泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以调度绞车电缆截面取4mm2。

（3）、满足11Kw张紧绞车要求的截面初步截面确定为4mm2，其IP=36A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*11=12.1A

IP=36A＞Iz1＝12.1A

11Kw张紧绞车初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以张紧绞车电缆截面取4mm2。

（4）、满足11.4Kw调度绞车要求的截面初步截面确定为4mm2，其IP=36A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*11=12.54A

IP=36A＞Iz1＝12.54A

11Kw调度绞车初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以张紧绞车电缆截面取4mm2。

（5）、满足37Kw离心泵要求的截面初步截面确定为10mm2，其IP=64A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*37=40.7A

IP=64A＞Iz1＝40.7A

37Kw离心泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以离心泵电缆截面取10mm2。

（6）、满足45Kw离心泵要求的截面初步截面确定为10mm2，其IP=64A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*37=49.5A

IP=64A＞Iz1＝49.5A

45Kw离心泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以离心泵电缆截面取10mm2。

（7）、满足18.5Kw离心泵要求的截面初步截面确定为10mm2，其IP=64A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*18.5=20.35A

IP=64A＞Iz1＝20.35A

18.5Kw离心泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以离心泵电缆截面取10mm2。

（8）、满足75Kw潜水泵要求的截面初步截面确定为25mm2，其IP=113A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*75=82.5A

IP=113A＞Iz1＝82.5A

75Kw潜水泵初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以离心泵电缆截面取25mm2。

（9）、满足75Kw无极绳绞车要求的截面初步截面确定为25mm2，其IP=113A。

无极绳绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*75=82.5A

IP=113A＞Iz1＝82.5A

75Kw无极绳绞车初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以无极绳绞车电缆截面取25mm2。

（10）、满足90Kw皮带机要求的截面初步截面确定为25mm2，其IP=113A。

调度绞车电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*90=99A

IP=113A＞Iz1＝99A

90Kw皮带机初选电缆截面能够满足该支线的长时实际工作电流的要求，所以90Kw皮带机电缆截面取25mm2。

（11）、满足7#变压器负荷侧37Kw和45Kw离心泵干线截面初步截面确定为25mm2，其IP=113A。

37Kw和45Kw离心泵干线电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*82=90.2A

IP=113A＞Iz1＝90.29A

37Kw和45Kw离心泵干线截面能够满足该工作要求。

（12）、满足7#变压器负荷侧2台75Kw潜水泵（一用一备）、45Kw离心泵、3台4Kw潜水泵干线截面初步截面确定为70mm2，其IP=215A。

潜水泵、离心泵干线电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*132=145.2A

IP=215A＞Iz1＝145.2A

潜水泵、离心泵干线截面能够满足该工作要求。

（13）、满足21#变压器负荷侧2台18.5Kw潜水泵（备用）、2台18.5Kw潜水泵（一用一备）、3台5.5Kw潜水泵、1部11.4Kw调度绞车、一部90Kw无极绳绞车干线截面初步截面确定为70mm2，其IP=215A。

潜水泵、离心泵、调度绞车、无极绳绞车干线电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*154.9=170.39A

IP=215A＞Iz1＝170.39A

潜水泵、离心泵等干线截面能够满足该工作要求。

（14）、满足15#变压器负荷侧75Kw无极绳绞车干线截面初步截面确定为35mm2，其IP=173A。

无极绳绞车干线电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*75=82.5A

IP=173A＞Iz1＝82.5A

无极绳绞车干线截面能够满足该工作要求。

（15）、满足15#变压器负荷侧2*90Kw皮带机车干线截面初步截面确定为70mm2，其IP=215A。

无极绳绞车干线电缆Z1当中的实际长时工作电流

Iz1＝1.1*180=198A

IP=215A＞Iz1＝198A

皮带机泵干线截面能够满足该工作要求。

1、高压电缆全部负荷：

ΣPe＝1494.5（Kw）（150111皮顺）

Kx=0.4+0.6×390/1494.5=0.66

则Ig=0.66×1494.5/（3×10×0.7）=81.35（A）

2、按年最大负荷利用小时大于5000，选电缆的经济电流

根据以上计算：

为保证供电质量电缆选矿用高压橡套软电缆：

MYPTJ-8.7/10-3*35+1*16/3+3*2.5型电缆1000m。

（二）按长期允许载流校验电缆截面：

公式：

K1×K2×K3×Iy>Ig

式中：

K1—电缆的环境温度系数，查《矿用电缆》附表，取K1=1

K2—直埋电缆的土壤热阻率修正系数，取K1=1

K3—多根电缆并列敷设时的修正系数，取K1=1

Iy—电缆的长时允许电流；查《矿用电缆》附表

校验：

高压橡套电缆：

Iy=122.5（A）>81.35（A）（符合要求）

十、1140v系统电缆的选择

1、采煤机、破碎机、转载机干线电缆的选择：

a、电缆的长度：

150111皮顺变电硐室变压器距干线最远端约570（M）

则：

Ls＝1.05×570＝600（M），取Ls＝600（M）

b、按长时允许电流选择电缆截面：

计算电缆的实际长时最大工作电流Ig

Ig＝Kx×Ie=0.8×（390×0.65）＝202.8（A）

根据Iy>Ig，干线选MYP-3*95+1*25电缆一根，长度为600m,采煤机支线电缆选MYP-3*95+1*25电缆一根,长度为200M,该电缆长时允许电流为：

237.5（A）>202.8（A），符合要求。

c、按允许电压损失校验电缆截面：

正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10％，

即：

DUmax＝1200-1140×90％

＝174（V）

<1>变压器的电压损失：

DUb％=（LZC*ZK）/Ir，（其中DU％为变压器的电压损失百分数，LZC变压器二次侧工作电流；ZK为变压器短路阻抗；Ir为变压器二次侧额定电流）COSΨ取0.7，SinΨ=0.714

KBSGZY-630变压器的电压损失DUb％＝310*4/319=3.886（V）

<2>电缆的电压损失：

查电缆铭牌得MYP-3*95+1*25型电缆

Ro＝0.217（V/Km），Xo＝0.069（V/Km）

则R1＝0.217×0.60＝0.1302（V）

X1＝0.069×0.60＝0.0414（V）

DU2＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝42.39（V）

查电缆铭牌得MYP-3*70+1*25型电缆

Ro＝0.315（V/Km），Xo＝0.078（V/Km）

则R1＝0.315×0.60＝0.189（V）

X1＝0.078×0.60＝0.0468（V）

DUl＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝30.9（V）

总的电压损失DU＝DUb+DUl+DU2

＝3.886+42.39+30.9

＝77.19（V）<174（V）（校验合格）

十一、前工作溜电缆的选择（后工作溜电缆的选择，同前溜）

1、前工作溜干线电缆的选择：

a、电缆的长度：

移变距干线最远端约570（M）

则：

Ls＝1.05×800＝598.5（M），取Ls＝600（M）

b、按长时允许电流选择电缆截面：

计算电缆的实际长时最大工作电流Ig

Ig＝Kx×Ie=1×（264*0.65）＝171.6（A）

根据Iy>Ig，为保证供电质量，干线选MYP-3*70+1*25电缆一根，长度为600M,前/后工作溜支线电缆选MYP-3*70+1*25电缆两根,到前电机长度为70M,到后电机220米，该电缆长时允许电流为：

210（A）>171.6（A），符合要求。

c、按允许电压损失校验电缆截面：

正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10％，

即：

DUmax＝1200-1140×90％

＝174（V）

十二、转载机、破碎机电缆的选择

按长时允许电流选择电缆截面

已知它们的长时工作电流分别为58.5（A）、58.5（A）

为保证供电质量选MYP-3*50+1*25型电缆一根，

MYP-3*50+1*25型电缆Iy=150（A）>2*58.5（A）;符合要求

<1>变压器的电压损失：

DUb％=（LZC*ZK）/Ir，（其中DU％为变压器的电压损失百分数，LZC变压器二次侧工作电流；ZK为变压器短路阻抗；Ir为变压器二次侧额定电流）SinΨ=0.714

KBSGZY-630变压器的电压损失DUb％＝310*4/319=3.886（V）

<2>电缆的电压损失：

查电缆铭牌得MYP-3*70+1*25型电缆

Ro＝0.268（V/Km），Xo＝0.011（V/Km）

则R1＝0.268×0.6＝0.1608（V）

X1＝0.011×0.6＝0.066（V）

DUl＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝47.45（V）

查电缆铭牌得MYP-3*70+1*25型电缆

Ro＝0.268（V/Km），Xo＝0.011（V/Km）

则R1＝0.268×0.22＝0.0589（V）

X1＝0.011×0.22＝0.0242（V）

DU2＝3×Ig×（R1×COSΨ+X1×SinΨ）＝17.389（V）

总的电压损失DU＝DUb+DUl+DU2

＝3.886+47.45+17.389

＝68.725（V）<174（V）（校验合格）

十三、660V系统电缆的选择

查书得各电缆截面的长时允许电流IP值如下：

主芯线截面mm2

4

6

10

16

25

35

50

70

95