神东天隆霍洛湾煤矿采区供电设计.docx

1、神东天隆霍洛湾煤矿采区供电设计采区供电设计计算说明书计 算： 路 云审 核： 赵 彪机电矿长： 高 磊神东天隆霍洛湾煤矿神东天隆集团公司霍洛湾煤矿采区供电设计一、 原始资料：1、 井田设计能力300万吨/年。2、 井田内布置方式：采区式，运输大巷底板岩巷。3、 矿井瓦斯等级：低等级。4、 采区煤层倾角：倾角135、 设计采高煤层: 5.45.76m，二、 设计要求：1、 设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。2、 设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。3、 设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品

2、，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。4、 设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。霍洛湾煤矿22109采区供电设计第一节、采区变电所位置的确定一、采区供电对对电能的要求1、电压允许偏差 电压偏差计算公式如下： 电压偏差100%电能质量供电电压允许偏差（GB 1232590）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：（1）35KV及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%5%；（2）10KV及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%7%；（3）低压照明用户为+5%10%。2、三相电压不平衡 根据电能质量三相电压允许不平衡度规定：电

3、力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。3、电网频率电能质量电力系统频率允许偏差（GB/T 155431995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ5% HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。4、波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸

4、变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。5、供电可靠性供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。二、费用和环境要求采区变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加，同时便于体积较大的变压器等设备直接通过运输上山运到采区变电所硐室减少运输设备的费用。在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5。 根据采区巷道布置，要使采区变电所能顺利的通过运输巷向整个采区的负荷中心（采煤工作面）进行供电。在回风巷和运输巷联络巷处，低压供电距离合理，并且不必移动采区变电所就能对采区的采煤、掘进及回采等进行供电。

5、所以把采区变电所布置在回风大巷和运输大巷联络巷处。第二节 拟定采区供电系统的原则一、采区高压供电系统的拟定原则1、供综采工作面的采区变（配）电所由两回路电源线进行供电，除综采外，每个采区应为一回路；2、双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关；3、采区变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。二、采区低压供电系统的拟定原则1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；2、原则上一台启动器只能控制一台设备；3、当采区变电所动力变压器超过一台时，应合理分配变压器负荷；4、变压器最好不要并联运行；5、从变电所向各配电点或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；6、工作点配电

6、点最大容量电动机的启动器应靠近配电点进线；7、供电系统应尽量避免回头供电；8、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；9、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。第三节 采区主要设备根据采区巷道的布置和采区的实际情况将采区的主要设备选型如下：采区主要设备选型表序号设备名称设备型号台数电动机安装地点功率kw电压v1滚筒式采煤机MG800/2040WD1台2040

7、3300工作面2刮板运输机SGZ1000/14001台2*7003300工作面3转载机SZZ 1200/4001台4001140顺槽4破碎机PLM40001台3751140顺槽5乳化液泵站BRW/400/31.5K3套3*2501140顺槽6喷雾泵站BPW-315/12.5D2套2*1321140顺槽7回柱绞车JDHB-20/2.91台22660顺槽8回柱绞车JDHB-8/1.31台7.5660顺槽工作面总负荷：5258KW工作面采煤机选用8SKC9215-1600/3300-2组合开关一台、刮板运输机选用8SKC9215-1600/3300-8组合开关一台、转载机、破碎机、乳化液泵站、喷雾泵

8、站选用8SKC9215-1140/8组合开关一台，其它设备根据实际所需选用。第四节 采区负荷的计算及变压器容量、台数确定一、变压器选择注意事项变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义。如果变压器容量选择过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数减小；如果变压器容量选择过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命。既不安全又不经济。二、台数的确定采区变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，不留备用量。其原因是为了尽力减少变电所硐室开拓量，降低供电成本。但是，若采区变电所的供电负荷中有一

9、级负荷（如采区内分区水泵等）时，则变压器台数不得少于两台，以便保证供电的可靠性。三、采区负荷的计算及变压器容量、台数确定本工作面采用MG800/2040WD型双滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。1、采区电压等级为3300V变压器容量及台数的确定SB1 Pe Kx Kc / cospj 52580.581/0.74357KVA式中：Pe变电所供电设备额定功率之和 Kx需用系数，Kx0.40.63009840.58cospj加权平均功率因率，按综采工作面，取0.7Kc采区重合系数，取1此变压器所接负荷中有大量的一级负荷，所以必需

10、选择两台（或两台以上）变压器。根据计算结果选择KBSGZY3150/10/3.4移动变电站一台供采煤机专用、KBSGZY2000/10/3.4移动变电站一台供刮板运输机专用，KBSGZY2000/10/1.2移动变电站一台供转载机、破碎机、泵站用，KBSGZY315/10/0.69移动变电站一台供绞车、煤电钻、照明、排水等用。第五节 采区低压供电网络的计算一、电缆型号确定根据供电电压、工作条件、敷设地点环境，确定电缆型号为: MYPTJ 、MCPT、MUPT和MYP型。其中MYP型电缆用于额定电压为1140V的设备，MYPTJ型电缆用于高压开关至移变的电缆，MCPT用于采煤机电缆，MUTP用于

11、刮板运输机电源电缆，其余所需电缆用MYP型。二、电缆长度确定由式： LzLX式中: 系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05LX巷道实际长度m电缆长度计算结果表序 号地 点巷道长度（m）选取电缆长度（m）电 压备 注1Z1180480低压橡套2Z23535低压橡套3Z3180225低压橡套4Z45535低压橡套5Z535230低压橡套6Z665230低压橡套7Z790100低压橡套三、选择支线电缆1、由机械强度初定电缆截面橡套电缆满足机械强度的最小截面用电设备名称 最小截面（mm2）采煤机组 120185刮板运输机 70120破碎机 5070转载机 7095回柱液压绞车 1625调度绞车 4

12、6煤电钻 46照明 2.54各支线电缆的实际长时工作电流计算如下公式： In ( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 式中: In电缆中通过的实际工作电流AKx需用系数Pe 电缆所带负荷有功功率之和KWUe 电网额定电压Vpj电动机加权平均效率cospj加权平均功率因数1、满足采煤机组机械强度要求的截面初步截面确定为185mm2，其IP=345A。采煤机组电缆当中的实际长时工作电流Iz1( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.62040103/1.73233000.90.9 264AIP=345AIz1264A采煤机组初选电缆截面能够满足该支线的长时

13、实际工作电流的要求，所以采煤机组电缆截面取185 mm2。、满足喷雾泵站机械强度要求的截面初步截面确定为35 mm2，其IP=138A。喷雾泵站电缆当中的实际长时工作电流Iz2( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.61315103/1.73211400.90.9 114AIP=138AIz2114A喷雾泵站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，所以喷雾泵站电缆截面取35mm2。3、满足刮板输送机机组机械强度要求的截面初步截面确定为70 mm2，其IP=215A。刮板输送机机组电缆当中的实际长时工作电流Iz2( KxPe 103)/(1.732Uepjco

14、spj ) 0.651400103/1.73233000.90.9 194AIP=215AIz3194A刮板输送机机组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，所以刮板输送机机组电缆截面取70 mm2。4、满足乳化液泵站机械强度要求的截面初步截面确定为50mm2，其IP=173A。乳化液泵站电缆Z4当中的实际长时工作电流Iz4( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.61250103/1.73211400.90.9 90.4AIP=173AIz490.4A乳化液泵站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，所以乳化液泵站电缆截面取50mm2。5、满足转

15、载机机组机械强度要求的截面初步截面确定为95 mm2，其IP=226A。转载机机组电缆Z5当中的实际长时工作电流Iz5( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.61400103/1.73211400.90.9 145AIP=226AIz5145A转载机机组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，所以转载机机组电缆截面取95 mm2。6、满足破碎机机组机械强度要求的截面初步截面确定为70 mm2，其IP=215A。破碎机机组电缆Z7当中的实际长时工作电流Iz7( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.7375103/1.7326600.90

16、.9 156.2AIP=215AIz4156.2A破碎机机组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，所以破碎机机组电缆截面取70 mm2。7、满足液压安全绞车机械强度要求的截面初步截面确定为16m2，其IP=85A。液压安全绞车电缆Z7当中的实际长时工作电流Iz8( KxPe 103)/(1.732Uepjcospj ) 0.722103/1.7326600.90.9 16.6AIP=85AIz816.6A液压安全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，但是由于液压安全绞车的供电距离较远，所以液压安全绞车电缆截面取25mm2。四、干线电缆的选择1、总电网的允许电压损

17、失电压等级为3300V的电压允许损失UP1U2NT95%UN 330095%3300 165V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN电缆上的电压电压等级为1140V的电压允许损失UP1U2NT95%UN 120095%1140 117V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN电缆上的电压电压等级为660V的电压允许损失UP1U2NT95%UN 69395%660 66V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN电缆上的电压2、各在线电的电压损失 支线电缆的电压损失按公式UZ （KfPeLZ103 ）/（UeAxe）来计算。式中：Kf负荷系数Pe电缆所带负荷KWLZ电缆实际长度mUe电网额定电压V电缆导体芯

18、线的电导率m/(.mm2)Ax电缆截面积mm2e加权平均效率 1、 采煤机组电缆长480m的电压损失UZ1 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.62040480103/330048.61850.9 22V、喷雾泵站Z2段20m电缆的电压损失UZ2 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.6113020103/114048.640.97.9V、刮板输送机Z3段70m电缆的电压损失UZ3 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.6514000103/330048.6250.9 17.6V 4、乳化液泵站Z4段电缆的电压损失UZ4 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.

19、6125040103/114048.6500.9 2.4V5、转载机Z5段电缆的电压损失UZ5 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.614002300103/114048.6950.9 55V6、破碎机Z6段电缆的电压损失UZ7 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.7375220103/114048.6700.9 16V7、液压安全绞车Z7段电缆的电压损失UZ8 （KfPeLZ103 ）/（UeAxe） 0.722200103/66048.6160.9 6.6V 3、计算变压器的电压损失 变压器的电压损失用 UB2% SBUr%cospjUx%sinpj/Se UB2 UB

20、2%U2NT式中：SB变压器负载功率； Ur% 变压器电阻压降百分数； Ux%变压器电抗压降百分数 Se变压器额定容量 U2NT变压器二次侧电压1#移动变压器KBSGZY3150/10/3.4UB2% SBUr%cospjUx%sinpj/Se20400.80.74.430.714100%3150 2.40%UB2 2.40%340081.60V2#移动变压器KBSGZY2000/10/3.4UB2% SBUr%cospjUx%sinpj/Se14000.80.74.430.714100%2000 2.64%UB2 2.64%340087.70V3#移动变压器KBSGZY2000/10/1.2

21、UB2% SBUr%cospjUx%sinpj/Se17890.80.74.430.714100%2000 3.32%UB2 3.32%120039.80V4#矿用KBSGZY315/10/0.69UB2% SBUr%cospjUx%sinpj/Se1001.130.74.230.714100%315 1.20%UB2 1.20%6908.2V4、干线电缆的电压损失干线电缆G的电压损失UGMSUP1UB2UZ 16581.6(41.21+2.4) 39.79V 干线电缆G2的电压损失UGMSUP1UB2UZ 16587.7(27.5+2.64) 47.16V 干线电缆G3的电压损失UGMSUP

22、1UB2UZ 11739.8(27.5+3.32) 46.38V 干线电缆G4的电压损失UGMSUP2UB2UZ 668.2(4.5+7.812.98.7) 23.9V 5、满足电压损失的最小截面 A式中：Kf负荷系数Pe电缆所带负荷KWLZ电缆实际长度mUe电网额定电压V电缆导体芯线的电导率m/(.mm2)干线电缆的电压损失Ve加权平均效率 满足干线电缆G1电压损失的最小截面 AG1 1192所以满足干线电缆G1电压损失的最小截面为1192满足干线电缆G2电压损失的最小截面 AG1 71.772 所以满足干线电缆G2电压损失的最小截面为71.772满足干线电缆G3电压损失的最小截面 AG3

23、54.142所以满足干线电缆G3电压损失的最小截面为54.1426、按长时工作电流进行校验 按长时工作电流对G1电缆进行校验 Ica1KdePN103/1.732UNcos 0.62040103/1.73233000.9 237.9A 查表得1202电缆的长时允许工作电流为260A，所以干线电缆G1的电缆截面取1202。 按长时工作电流对G2电缆进行校验 Ica2KdePN103/1.732UNcos 0.61400103/1.73233000.7 210A 查表得1202电缆的长时允许工作电流为260A，所以干线电缆G2的电缆截面取2602。 按长时工作电流对G3电缆进行校验 Ica3Kde

24、PN103/1.732UNcos 0.491789103/1.73211400.7 235A 查表得1202电缆的长时允许工作电流为260A，所以干线电缆G3的电缆截面取1202。 最终选出各段电缆的截面如下：线 路G1G2G3Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7主芯线截面mm2120120120185357050957016第六节 采区电气设备的选择一、采区高压开关柜的选择1、采区高压开关柜的选择的原则1）根据煤矿安全规程规定，矿用一般高压配电箱适用于煤（岩）与沼气突出的矿井井底主要变电所及主要进风巷道中，作为配电开关或控制保护高压电动机及变压器用。2）根据煤矿安全规程规定，矿用隔爆型高压配电箱适用

25、于煤（岩）与沼气突出的矿井井底主要变电所及所有变电所中，所以配电开关或控制保护高压电动机几变压器用。3）选用高压开关时，除考虑使用场合外，其额定电压必须符合井下高压电网的额定电压等级，额定电流应不小于所控制负荷的长期工作电流。4）高压开关在选择使用时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。2、选择计算公式及选择条件1） 负荷长期工作电流In= =203 A式中 In 长期工作电流，Sn 受控制负荷计算容量，KVA；Ue 电网额定电压，KV。根据负荷的长时工作电流203A选择BGP-630/10-300A高压开关柜。二、矿用低压隔爆开关选择1、选择原则1）矿用一般开关适用于无沼气和煤尘爆

26、炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道和通风良好的硐室中。2）矿用隔爆型开关可使用于沼气突出矿井的任何地点及有沼气和煤尘爆炸危险矿井的采区进风巷、回风巷道以及采掘工作面。矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。3）在选用矿用低压隔爆型开关时，其额定电压必须小于或等于被控制线路的额定电压，其额定电流要大于或等于被控制线路的负荷长期最大实际工作电流。同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。4）矿用低压开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用的电缆的条数及内

27、径要求。一个喇叭口只允许接一条电缆。2、根据电缆的长时工作电流选择低压开关。低压隔爆开关的选择表：序号名 称型 号长时工作电流A开关型号电压备注1滚筒采煤机MG800/2040WD2648SKC9215-1600/3300-233002刮板运输机SGZ1000/14001948SKC9215-1600/3300-833003转载机SZZ1200/14001458SKC9215-1140/811404破碎机PLM40001568SKC9215-1140/811406乳化液泵站BRW400/31.590.48SKC9215-1140/811407喷雾泵站BPW/315/12.5K57A8SKC9215-1140/811408液压绞车XAJ-2216.6QBZ-80/660660三、保护电流整定计算：(一)、开关整定：1、8SKC9215-800-2开关采煤机整机额定功率（Pe）为2040KW、额定工作电流(Ie)为407A、额定电压(Ue)为3.3KV,则(1)、过载保护电流(Iz)Iz=1.05 Ie=427（A）根据开关整定档位 Iz，整定值