2432高档普采工作面设计机电部分.docx

2432高档普采工作面设计机电部分.docx

《2432高档普采工作面设计机电部分.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2432高档普采工作面设计机电部分.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2432高档普采工作面设计机电部分

2432高档普采工作面设计机电部分

1.主要地质参数及采煤工艺

2432工作面煤层为K4煤层，工作面倾斜长123m，走向长400m，工作面平均倾角为22°，煤质硬度为f=2～2.5,煤层平均厚度0.8m，采煤方法走向长壁后退式。

2.设备选用

2.1工作面选用（1140V）

设备名称

设备型号

设备台数

额定功率（kW）

备注

刮板输送机

SGZ-630/150型

1台

150

双滚筒电牵引采煤机

MG100/240-WD型

1台

240

合计

390

2.2工作面运输巷选用（660V）

设备名称

设备型号

设备台数

额定功率（kW）

备注

石门皮带输送机

DTL-800型

1台长106m

45

机巷皮带输送机

SPJ-800型

1台长240m

55

机巷转载刮板输送机

SGB-630/75

3台长52m、54m、55m

75+75+75

乳化泵

XRB2B型

两泵一箱

37+37

一用一备

喷雾泵

KXPB250/5.5型

两泵一箱

37+37

一用一备

回柱绞车

JH-14型

机、风巷各一台

18.5+18.5

采煤时不使用

合计

399

总计

789

3.电压等级

工作面的电源电压为6KV，来自+465mN2变电所。

根据用电设备的容量与布置，采用660V和1140V两种电压等级供电，照明电压采用127V。

4.工作面移动变电站与配电点位置的确定

工作面位于+425mN3石门，配电点设在+380mN3设备硐室。

机巷设备的开关安装在每台设备机头处约10m范围内。

5.负荷统计及移动变电站的确定

2432高档普采工作面负荷统计表

设备名称

设备型号

电机

台数

开关

型号

额定功率（kW）

额定电压（V）

额定电流（A）

额定功率因数cosφ

需用系数

Kx

整定电流（A）

采煤机

MG100/240-WD

3

QJZ2-400

240

1140

160

0.70

0.65

160

工作面刮板

SGZ-630/150

2

QBZ-200

2*75

1140

86

0.86

0.7

90

石门皮带

DTL-800

1

QBZ-120

45

660

50

0.85

0.7

50

机巷皮带

SPJ-800

1

QBZ-120

55

660

61

0.85

0.7

65

机巷刮板

SGZ-630/75

3

QBZ-120

75

660

82

0.86

0.7

90

机巷回柱绞车

JH-14

1

QBZ-80N

18.5

660

20

0.88

0.8

25

风巷回柱绞车

JH-14

1

QBZ-80N

18.5

660

20

0.82

0.8

25

喷雾泵

KXPB-250/5.5

2

QBZ-80

37

660

41

0.82

0.75

45

乳化泵

XRB2B

2

QBZ-80

37

660

41

0.88

0.75

45

5.11#移动变电站向采煤机和工作面刮板动输机供电（1140V），其需用容量计算值为：

Sb1=ΣPeKx/cosφpj=390×0.5905/0.7=265.71kVA

式中ΣPe——设备额定功率总和

Kx——需用系数Kx=0.4+0.6Pd/ΣPe=0.4+0.6×100/390=0.5905

cosφpj——加权平均功率因数，取cosφpj=0.7

Pd其中最大的设备功率

沿用上一个工作面的KBSGZY-1000/6型移动变电站，其额定容量为1000kVA＞Sb1=265.71kVA，满足供电要求。

5.22#移动变电站向石门、机巷供电（660V），其需用容量计算值为：

Sb2=ΣPeKx/cosφpj=399×0.5607/0.7=224.29kVA

式中Kx需用系数Kx=0.4+0.6Pd/ΣPe=0.4+0.6×75/399=0.5607

cosφpj加权平均功率因数，取cosφpj=0.7

沿用上一个工作面的KBSGZY-630/6型移动变电站，其额定容量为630kVA＞Sb1=224.29kVA，满足供电要求。

6.供电图附图。

7.高压电缆的选择

7.1由于工作面两班生产，最大负荷年利用时间Tmax=3000~5000h，按经济电流密度选择导线截面，并按《规程》要求，采用铜芯电缆。

电缆截面为：

Sj=

=

=

=28.53㎜2

式中Ij——经济电流密度，查表得2.25A/㎜2

P——额定总功率

Ue——额定电压

按要求初选YJV22-6000-3×35高压交联电缆。

7.2按长时允许负荷电流校验

YJV22-6000-3×35高压交联电缆的长时允许负荷电流Iy=118A

最大工作电流计算值为：

Ig=P×103/

Ue=670×103÷（

×6000）=64.18A

式中P——本综采工作面各用电设备额定功率的总和P=667kW;

Ue——额定电压,Ue=6000V

因Ig=64.18A＜Iy=118A,所以所选高压电缆满足长时工作发热要求.

7.3按允许电压损失效验导体截面

ΔU=

=

=22.93（V）

占额定电压百分数：

ΔU%=

=0.38%，满足要求

式中P——有功功率为S*cosφ=789*0.7=552（kW）

D——导电率，铜芯软电缆取42.5m/Ω㎜2,铜芯铠装电缆取48.5m/Ω㎜2

7.4按三项短路电流验算所选截面热稳定性

三相短路电流稳态值：

I∞（3）=

=

=9.16（kA）

式中Sd——母线短路容量，为100MVA

Up——允许最高电压，取+5%

由于煤矿供电一般为无限大系统，短路电流不衰减，假想时间与断路器的动作时间相同，故计算出电缆最小稳定截面为:

Smin=I∞（3）*

=

=32.5㎜2

式中C——热稳定常数，查出该电缆短路最高允许温度为230℃，再查出C=141

tj——断路器动作时间，取0.25s

因此，选用YJV22-6000-3×35高压交联电缆满足热稳定性要求。

8.低压电缆的选择

8.1按长时负荷电流与机械强度要求初选低压电缆截面

负荷名称

机械强度要求最小截面（mm2）

长时负荷电流（A）

长时负荷电流要求最小截面（mm2）

初选标准截面（mm2）

备注

工作面刮板机

16～35

43

35

50

电牵引采煤机

35～50

160

50

95

机巷转载机

16～25

83

25

25

皮带运输机

45

16

25

乳化泵

41

16

25

喷雾泵

32

16

25

回柱绞车

16～25

20

16

16

8.2采煤机电缆截面的选择

8.2.1采煤机支线截面选择及电压损失

采煤机工作电流为：

IZ=

=

=192.94（A）

式中cosφe，ηe——电动机的额定功率因数和效率

支线电压损失：

ΔUz=

=

=13.69（V）

采煤机电缆的最小截面为：

Ag=

=

=76.00mm2

使用MCP-1140-3*95+1*25+4*6电缆，其长期允许负荷电流为295A，按发热条件满足机组需要。

8.2.2移动变电站的电压损失

变压器有功功率Pb=Kx∑Pe=0.7*（240+75）=220.5kW

无功功率Qb=Pbtgφpj=220.5*1.169=257.76

变压器电压损失ΔUb=

=

=17.62（V）

式中Rb、Xb——KBSGZY-1000/6型移动变电站绕组电阻和电抗

8.2.3采煤机干线电缆选择

干线允许电压损失：

ΔUyc=ΔUy－（ΔUb+ΔUz）=114－（17.62+13.69）=82.69（V）

干线电缆最小截面积为：

Sc=

=

=41.28（㎜2）

选用一趟UPQ-1140-3×95+1×25可满足要求；

8.3工作面刮板运输机的电缆截面的选择及校验

因本刮板输送机为双速双机头结构，应取电流较大的高速来计算。

根据单台电动机的额定电流为101A，刮板运输机的支线电缆选取UPQ-1140-3*25+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆,按发热条件满足要求。

但按电压损失不能满足要求.所以支线选择UPQ-1140-3*35+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆.

1#刮板运输机支线的电压损失为：

ΔUz=

=

=4.65V

1#刮板运输机干线的电压损失为：

ΔUyc=ΔUr－（ΔUb＋ΔUz）=114－（17.62+4.65）=91.73V

1#刮板运输机干线的电缆截面为：

Sc=

=

=8.86mm2

根据刮板输机的允许工作电流和机械强度要求，刮板运输机的干线电缆可选取截面为35㎜2电缆，使用UPQ-1140-3*35+1*16千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆可满足要求；刮板运输机支线电缆可选取25㎜2电缆，使用UPQ-1140-3*25+1*10千伏级矿用移动屏蔽橡套电缆可满足要求

9.3按最远最大电动机起动条件校验起动电压

1#移动变电站距离最远最大的电动机为采煤机，电机动起动时所需最低端电压为：

Uq=Ue

=1140

=789.8V

式中Mqe=

=2.5Mq=1.0～1.2

采煤机起动时的实际电压：

Uqs=

[

-1]

=

[

-1]

=1023.95V

式中ΔUdqe=

=

=150.06V

Pdqe=

Kqcosφqe=

×6×0.45=348.84kW（在额定电压下起动电动机时的起动功率）

Pe=100KW为采煤机的切割电动机

Qdqe=Pdqetgφqe=348.84×1.98=690.69Kvar（在额定电压下起动电动机时的起动无功功率）

RΣ=Rbg=Rb＋Rg=0.0115+1.18×0.195×0.6=0.149Ω（移动变电站和干线的电阻之和）

XΣ=Xbg=Xb＋Xg=0.096+0.076×0.6=0.142Ω（移动变电站和干线的电抗之和）

ΔUg=

=

=

=14.34V

ΔUg电动机正常工作时采机电缆的电压损失

ΔUbgs=

=

=20.82V

ΔUbgs起动电动机正常工作时在移动变电站和电缆的电压损失

Pds=

=

=88.89KW（电动机的实际功率）

Qds=Pdstgφ=88.89×0.6=53.33Kvar

Uq=789.8V

9.4其余干线电缆选择

9.4.1按长时允许电流初选电缆

电缆参数

干线电缆

电缆长度（m）

负荷功率（kW）

长时负荷电流（A）

长时负荷电流要求最小截面（mm2）

选用截面（mm2）

备注

1#移变至工作面溜子

700

315

203

50

70

2#移变后馈电开关至机巷1#溜子

220

130

143

50

50

2#移变后馈电开关至机巷2#溜子

580

150

165

50

50

机巷1#溜子开关至机巷皮带

60

55

61

25

25

机巷2#溜子至机巷3#溜子

60

75

83

16

25

9.4.2因干线电缆需按质量标准化吊挂，机械强度不列入选用要求

9.4.3按电压损失效验电缆截面

ΔUz%=KfPeLzK%

式中Kf——负荷系数

K%——千瓦公里负荷电压百分数

电缆参数

干线电缆

电缆长度（m）

电压（V）

功率因数

（cosφ）

千瓦公里电压损失（%）

电压损失（%）

允许电压损失（V）

是否合格

1#移变至工作面溜子

700

1140

0.7

0.012

2.15%

117

是

2#移变后馈电开关至机巷1#溜子

220

660

0.86

0.107

1.14%

63

是

2#移变后馈电开关至机巷2#溜子

580

660

0.82

0.151

2.97%

63

是

机巷1#溜子开关至机巷皮带

60

660

0.80

0.107

0.89%

63

是

机巷2#溜子至机巷3#溜子

60

660

0.80

0.151

0.89%

63

是

9.4.4按启动条件效验电缆截面

假设机巷皮带、刮板机、乳化泵、喷雾泵达到最大启动状态，既机巷最后一台刮板机启动，其余皮带、刮板机已经运行，乳化泵、喷雾泵各运行一台时：

电机最小允许启动电压Uq=Ue

=660*

=552.2（V）

式中Ue——电动机额定电压，V

Kq——电动机最小允许启动转矩与额定转矩之比值

αq——电动机在额定电压下启动转矩与额定转矩之比值

启动电压U=Ue-ΔU=660-660*1.92%=660-12.67=647.33（V）

＞552.2（V）=Uq

因此满足启动条件

10.整定值计算：

10.11#移动变电站额定电流

I1=

=160+43=203（A）

其中额定电流Ia=

两相短路电流Id

（2）=

供电最远点，采煤机电机两相短路电流

Id1

（2）=

=1370（A）

三相短路电流Id（3）=

Id

（2）=2*1370/

=1576（A）

灵敏效验为Id1

（2）/Ia=1370÷203=6.75＞1.5

因此1#移动变电站整定电流为210A，整定短路电流为6倍

10.22#移动变电站额定电流

I2=

=83+83+83+61=307（A）

两相短路电流Id

（2）=

供电最远点，机巷3#刮板机电机两相短路电流

Id1

（2）=

=792（A）

三相短路电流Id（3）=

Id

（2）=2*792/

=915（A）

灵敏效验为Id1

（2）/Ia=792÷166=4.77＞1.5

另一趟供电最远点，机巷皮带电机两相短路电流

Id1

（2）=

=686（A）

三相短路电流Id（3）=

Id

（2）=2*686/

=789（A）

灵敏效验为Id1

（2）/Ia=686÷144=4.76＞1.5

因此2#移动变电站整定电流为310A，整定短路电流为4倍

10.3+465mN2绞车房变电所送变电点高压防爆开关额定电流

IA=K1·I1+K2·I2=0.19×203+0.11×307=72.34（A）

其中1#移动变电站变比K1=1140÷6000=0.19

2#移动变电站变比K2=660÷6000=0.11

灵敏效验为Id1

（2）/Ia=686÷82=8.37＞1.5

因此高压防爆开关整定电流为85A，整定过流值为0.8倍，整定短路电流为4倍

10.4喷雾泵、乳化泵电源馈电开关额定电流（两泵各有一台备用）

Ia=

=41+41=82（A）

因此此开关整定电流为85A

10.5机巷2#、3#刮板运输机电源馈电开关

Ia=

=83+83=166（A）

因此此开关整定电流为170A

10.5机巷1#刮板运输机及机巷皮带电源馈电开关

Ia=

=83+61=144（A）

因此此开关整定电流为150A

10.6各设备控制开关整定值

设备名称

设备型号

开关

型号

额定功率（KW）

额定电压（V）

额定电流（A）

整定电流（A）

采煤机

MG100/240-WD

QJZ2-400

240

1140

160

160

工作面刮板机

SGZ-630/2*75

QJZ-300

2*75

1140

86

90

石门皮带

DTL-800

QBZ-120

45

660

50

50

机巷皮带

SPJ-800

QBZ-120

55

660

61

65

机巷转载刮板机

SGZ-630/75

QBZ-120

75

660

82

85

机巷回柱绞车

JH-14

QBZ-80N

18.5

660

20

25

回风巷回柱绞车

JH-14

QBZ-80N

18.5

660

20

25

喷雾泵

KXPB-250/5.5

QBZ-80

37

660

41

45

乳化泵

XRB2B

QBZ-80

37

660

41

45

11.管缆布置

11.1电缆布置

+465mN2绞车房变电所——＞+380mN3配电硐室——＞2432工作面

11.2DG50压风管、水管布置

+465mN3压风机机房——＞+465m大巷——＞+380m吊挂下山——＞+425m轨道上山——＞+2432机巷

+465mN3压风机机房——＞+465m大巷——＞2432风巷

+650m水池——＞+465m大巷——＞+465mN2泵站

+650m水池——＞+465m大巷——＞+380m吊挂下山——＞+425m轨道上山——＞+2432机巷

11.3DG50乳化液进、回液管

+465mN2泵站——＞2432工作面风巷——＞2432工作面机巷

11.4排水管

2432工作面切眼——＞+425mN3轨道上山——＞+380m吊挂下山