综采工作面供电设计1 .doc

魏家地煤矿1310综放工作面供电设计 2013年2月21日1310综采工作面供电设计一、概述1310综放工作面位于我矿西一采区，工作面走向长535米（机道495米，回风574米），倾斜长120米，切眼平均坡度20。矿井井下高压采用6KV供电，由西上变电所8#高开负责向该综采工作面供电。变电所8#高压采用BPG43-400/6型高压隔爆开关，保护选用河南省济源市矿用电器有限公司生产的HWA型智能综合保护器，西上变电所距1310综采工作面850米。二、设备选用1、工作面设备采煤机选用天地科技股份有限公司上海分公司生产的MG250/600-WD型交流电牵引采煤机，其额定功率600KW，其中两台截割主电动机功率为250KW,额定电压为1140V；两台牵引电机功率为40KW,额定电压为380V;调高泵电机电压1140V，功率18.5KW。工作面前后刮板输送机采用甘肃容和矿用设备集团有限公司制造的SGZ764/630型输送机，机头及机尾都采用额定功率为160/315KW的双速电机，额定电压为1140V。2、机道设备1）破碎机：采用甘肃容和矿用设备集团有限公司制造的PLM1000型破碎机，其额定功率110KW,额定电压1140V。2）转载机：采用甘肃容和矿用设备集团有限公司制造的SZZ764/200型转载机。其额定功率100/200KW双速电机,额定电压1140V。3）带式输送机：采用白银银河机械有限公司制造的DSJ100/63/160型输送机，驱动电机额定功率160 KW,4）乳化液泵站：两泵一箱，乳化液泵采用河南平顶山煤矿机械厂生产的BRW-315/31.5型，其额定功率200KW,额定电压1140V。（三）工作面移动变电站及配电点位置的确定工作面电源电压为6kV,来自西上变电所8#高开。根据用电设备的容量与布置，采用1140V电压等级供电，设备列车设置在机道，距工作面300米。机道、回风采用660V电压等级供电，电源来自西上变电所2#低开，设置在机道联巷口。（四）负荷统计及移动变电站选择1、1#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1600/6采煤机MG250/600-WD2*250+2*40+201140 380前刮板机SGZ-764/6302*3151140合计12301140计算电力负荷总视在功率 S=PN KVA 式中 S所计算的电力负荷总的视在功率 ，KVA ； PN参加计算的所有用电设备额定功率之和， KW； Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数； Kr-需用系数。Kr按下式进行选择Kr=0.4+0.6 式中 PS最大电机的功率数 ，KW ；PN其他参加计算的用电设备额定功率之和， KW；则 Kr =0.4+0.6 =0.838 Cos取0.7 Kr取0.71电力负荷总视在功率为 S=1230=1247 KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1600/6矿用隔爆型移动变电站一台。2、2#移动变电站的选取1#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-1000/6后部溜子SGZ764/6302*3151140乳化泵BRB-315/31.52001140合计830计算电力负荷总视在功率 Kr =0.4+0.6=0.85 Cos取0.7 Kr取0.85电力负荷总视在功率为 S=830=986KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-1000/6矿用隔爆型移动变电站一台。3、3#移动变电站的选取3#移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW）额定电压（V）KBSGZY-500/6乳化泵BRB-315/31.52001140破碎机PLM-10001101140转载机SZZ-764/2002001140合计510计算电力负荷总视在功率 S=510=463KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-500/6型移动变电站一台可以满足供电要求4、4#移动变电站的选取(已安装）供电设备用电设备额定功率（KW）额定电压（V）KBSGZY-630/6皮带机DSP-1063/1000160660V皮带机涨紧跑车4660V调度绞车525660V卡轨车SQ-SO75660V慢速绞车JM-14217660V潜水泵27.5660V照明综保ZBZ-4.024660V合计421计算电力负荷总视在功率 S=421=391KVA根据计算负荷，选用KBSGZY-630/6型移动变电站一台可以满足供电要（五）、移动变电站高压开关的选择（1）、配电装置额定电压：选定为6KV。（2）、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流Ie为Ie=式中 Se变压器额定容量，KVA ；Ve变压器高压侧额定电压，KV。1.1#移变高压开关的选择高压侧额定电流为Ie= 根据计算选择PBG23-400/6 200/5型高压真空配电装置。2.2#、3#移变高压开关的选择高压侧额定电流为Ie(2)= Ie(3)= 根据计算选择PBG-400/6 200/5型高压真空配电装置。3、4#移变高压开关的选择 高压侧额定电流为 根据计算选择PBG-400/6 100/5型高压真空配电装置。（六）高压电缆截面选择校验按设计规定及矿用高压电缆选型，初选UGPS-6000型矿用6KV铜芯、橡套、双屏蔽电缆。1）按长时允许电流选电缆截面式中 PN参加计算的所有用电设备额定功率之和，KW；Kr-需用系数。Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得35mm2 电缆为138A 121A 满足要求。2）按允许电压损失校验U%=PLK = 0.01231.051.834= 2%7%高压电缆线路中的电压损失百分数。 K 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数； 查表得高压35mm2为1.834 电缆输送的有功功率，兆瓦0.0123。L 电缆长度，km1.05。 允许电压损失百分数。按电压损失校验，满足要求。 3）热稳定校验电缆截面设井下采区变电所6kV 母线最大短路容量限制50MVA，最大三相稳态短路电流Amin=35mm2短路电流的假象时间，即热等效时间，取0.25S;C电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆C=93.4。热稳定校验电缆截面满足要求。综上可知1#高压电缆选择35mm2，可以满足供电要求。2、根据负荷统计表，2#、3#移变并联运行选择35mm2高压电缆，4#移变高压电缆也选择35mm2高压电缆，可以满足供电要求。(七)按长时负荷电流选择低压电缆截面长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。1、采煤机电缆（L2）选择：式中 PN参加计算的所有用电设备额定功率之和， kW；Kr-需用系数。Cos参加计算的电力负荷的平均功率因数；根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得95mm2 电缆为270A 266A 满足要求。采煤机选用MCPJB-1140-395+135+46型电缆2、前后溜低速电缆选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm2 电缆为176A 101A 满足要求。3、前后溜高速电缆选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得70mm2 电缆为215A 199A 满足要求。4、乳化泵电缆（L6 L10）选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm2 电缆为176A 127A 满足要求。5、破碎机电缆（L12）选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm2 电缆为176A 69A 满足要求。6、卡规车电缆（L14）选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得50mm2 电缆为176A 81A 满足要求。7、机道皮带机电缆（L16）选择：根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得70mm2 电缆为215A 175A 满足要求。（八）按机械强度要求校验电缆截面机械强度要求采煤机电缆允许最小截面不低于50mm2，综采工作面溜子不低于35mm2，均满足要求。（九）短路电流计算1.1#移变二次出口端的短路电流Id1计算（1）系统阻抗变压器二次电压1200V，容量1600kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗6kV,35mm2电缆L1=1.05km查表得,Ro=0.612/ km, Xo=0.064/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.6121.05=0.6426Xg=0.0641.05=0.0672（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-1600/6型移动变电站的vs=4%,PN.T=8000W则变压器的电阻、电抗：0.0288+Kb变压器变比 =2.采煤机入口处d2短路电流的计算MYP 395+135型电缆的电阻、电抗：L2=480米， 阻抗参数：Ro=0.247/ km, Xo=0.075/ kmRg1=0.2470.48=0.1186Xg1=0.0750.48=0.036 R=0.029454+0.1186=0.148054 X=0.067488+0.036=0.103488 3.前溜头部高速电机处短路电流d3计算MYP 370+125型电缆的电阻、电抗：L3=330米，阻抗参数：Ro=0.346/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3460.33=0.11418Xg1=0.0780.33=0.02574R=0.029454+0.11418=0.143634X=0.067488+0.02574=0.093228 4.同理前溜尾部高速电机处短路电流d4计算 Id4=2746A5、2#移变二次出口端的短路电流Id5计算 （1）变压器二次电压1200V、容量1000KVA，系统短路容量按50MVA计算，则系统电抗为 ； （2）高压电缆阻抗6kV、35mm2电缆L1=1.05km查表得,Ro=0.612/ km, Xo=0.064/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.6121.05=0.6426Xg=0.0641.05=0.0672（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-1000/6型移动变电站 电阻Rb1=0.0088 电抗X b1=0.086 6.1#乳化泵电机处短路电流Id6计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L6=20米， 阻抗参数：Ro=0.428/ km, Xo=0.0625/ kmRg1=0.4280.02=0.0086Xg1=0.06250.02=0.0013R=0.0345+0.0086=0.0431X=0.1175+0.0013=0.1188 =7.后溜头部告速电机处短路电流Id7计算MYP 370+125型电缆的电阻、电抗：L7=340米， 阻抗参数：Ro=0.346/ km, Xo=0.078/ kmRg1=0.3460.34=0.11764Xg1=0.0780.34=0.02652R=0.0345+0.11764=0.15214X=0.1175+0.02652=0.14402 8. 同理后溜尾部高速电机处短路电流d8计算 Id8=2289A 9.3#移变二次出口端的短路电流Id9计算（1）系统阻抗变压器二次电压1200V，容量630kVA，系统短路容量按50MVA计算；则系统电抗为；（2）高压电缆阻抗6kV、35mm2电缆L2=1.05km查表得,Ro=0.612/ km, Xo=0.064/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.6121.05=0.6426Xg=0.0641.05=0.0672（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-630/6型移动变电站的电阻Rb1=0.0145电抗Xb1=0.1134 10、2#乳化泵电机入口处短路电流Id10计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L10=20米阻抗参数：Ro=0.428/ km, Xo=0.0625/ kmRg1=0.4280.02=0.0086Xg1=0.06250.02=0.0013R=0.0402+0.0086=0.0488X=0.1449+0.0013=0.146211、转载机电机高速处短路电流Id11计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L11=280米，阻抗参数：Ro=0.428/ km, Xo=0.0625/ kmRg1=0.4280.28=0.11984Xg1=0.06250.28=0.0175R=0.0402+0.11984=0.16004X=0.1449+0.0175=0.162412、破碎机电机处短路电流Id12计算MYP 350+125型电缆的电阻、电抗：L12=300米，阻抗参数：Ro=0.428/ km, Xo=0.0625/ kmRg1=0.4280.3=0.1284Xg1=0.06250.3=0.01875R=0.0402+0.1284=0.1686X=0.1449+0.01875=0.16365A 13、4#移变二次出口端的短路电流Id13计算 （1）、变压器二次电压690V，容量630KVA,系统短路容量按50MVA计算，则系统电抗为（2）、高压电缆阻抗6kV、35mm2电缆L3=0.25km查表得,Ro=0.612/ km, Xo=0.064/ km高压电缆电阻、电抗：Rg=0.6120.25=0.153Xg=0.0640.25=0.016（3）变压器阻抗查表得KBSGZY-630/6型移动变电站的电阻Rb1=0.0047电抗Xb1=0.0375 14、卡规车电机处短路电流d14计算（回风）MYP 370+135型电缆的电阻、电抗：L14=98米，阻抗参数：Ro=0.304/ km, Xo=0.0612/ kmRg1=0.3040.098=0.0298Xg1=0.06120.098=0.00598R=0.0393+0.0298=0.0691X=0.047+0.00598=0.05298A15、回风潜水泵电机处短路电流d15计算 将潜水泵负荷电缆3*6+1*4换算为成3*70+1*35电缆为50米 MYP 370+135型电缆的电阻、电抗：L14=1128+50=1178米，阻抗参数：Ro=0.304/ km, Xo=0.0612/ kmRg1=0.3041.178=0.41Xg1=0.06121.178=0.08R=0.0393+0.41=0.44X=0.047+0.08=0.127A 16、机道皮带机电机处短路电流d16计算MYP 370+135型电缆的电阻、电抗：L16=185米，阻抗参数：Ro=0.304/ km, Xo=0.0612/ kmRg1=0.3040.185=0.05624Xg1=0.06120.185=0.011322R=0.0393+0.05624=0.09554X=0.047+0.0885=0.1355A17、机道照明综保出口处短路电流d17计算 将照明综保所有电缆线换算成3*70+1*25电缆长度为845米 MYP 370+135型电缆的电阻、电抗：L14=845米，阻抗参数：Ro=0.304/ km, Xo=0.0612/ kmRg1=0.3040.845=0.257Xg1=0.06120.845=0.052R=0.0393+0.257=0.296X=0.047+0.052=0.099A（十）高压开关的整定。1、短路保护整定配用PBG-400/6型真空配电装置是电子式高压综合保护器，其整定值按下式进行选择：n式中 n互感器二次侧额定电流（5A）的倍数； Ige高压配电装置额定电流，A。按上式计算出的整定值还应按下式进行校验：1.5 1.5式中 Id（2）变压器低压侧两相短路电流值，A；IZ高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A；Kb变压器的变比；Y/接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；1.5保证过电流保护装置可靠动作的系数。（1）西二变电所14#高压开关的短路保护整定互感器200/5n=2.8则 14#高压开关的短路保护整定为3倍。校验=1.81.5 合格（2）西二变电所4#高压开关的短路保护整定互感器200/5n=2.87则 4#高压开关的短路保护整定为3倍。校验=1.631.5 合格（3）西二变电所6#高压开关的短路保护整定互感器100/5n=1.54则 6#高压开关的短路保护整定为2倍。校验=4.71.5 合格2、过流保护整定PBG-400/6型真空配电装置为电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定，则西二变电所14#高开过流保护整定为0.8倍，西二变电所4#高开过流保护整定为0.8倍，西二变电所6#高开过流保护整定为0.7倍。（十一）低压开关的整定及校验对保护电缆干线的装置按下式选择 IZIQe+KxIe式中 IZ过流保护装置的电流整定值，A；IQe容量最大的电动机的额定起动电流，A；Ie其余电动机的额定电流之和，A；Kx需用系数，取0.5-1。按上式选择出的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求：式中 IZ过流保护装置的电流整定值，A；Id（2）被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；1.5保护装置的可靠动作系数。电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按下式选择IZIe式中 IZ电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A；Ie电动机的额定电流，A；按上式选择出的整定值，也应以两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求：式中 IZ含义同上；Id（2）含义同上；6IZ电子保护器短路保护动作值；1.2保护装置的可靠系数。1.1#移动变压器的低压保护箱：该移变为KBSGZY-1600/6型，低压侧配用BXD-1600/1140(660)Y矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱，安装在移动变电站的低压侧，能对低压侧的各种故障进行监测，并能将故障断电信号传递给移动变电站用高压真空开关，对低压供电系统可实现漏电、漏电闭锁、过压、欠压、短路、过载等保护。(1) 过压保护Ug=115%1200=1380V(2) 欠压保护Uq=75%1200=900V(3) 断相保护处于“开启”状态（4）漏电保护 单相漏电动作电阻整定值为：20k 单相漏电闭锁动作电阻整定值为：40k（5）过载保护Iz=Ie=6000.71+6300.71=874A 则 n取0.6（6）短路保护IZIQe+KxIe=3150.716+0.71（315+600）=1992A则 n取1.5灵敏度系数校验：1.2 满足灵敏度要求2.2#移动变压器的低压保护箱：该移变为KBSGZY-1000/6型，低压侧配用BXB-800/1140(660)Y矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱。(1) 过压保护Ug=115%1200=1380V(2) 欠压保护Uq=75%1200=900V(3) 断相保护处于“开启”状态（4）漏电保护 单相漏电动作电阻整定值为：20k 单相漏电闭锁动作电阻整定值为：40k（5）过载保护Iz=Ie=2000.71+6300.71=589A 则 n取0.8（6）短路保护IZIQe+KxIe=3150.716+(315+200)0.71=1706A则 n取2灵敏度系数校验：1.2 满足灵敏度要求3.3#移动变压器的低压保护箱：该移变为KBSGZY-630/6型，低压侧配用BXB-800/1140(660)Y矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱。(1) 过压保护Ug=115%1200=1380V(2) 欠压保护Uq=75%1200=900V(3) 断相保护处于“开启”状态（4）漏电保护 单相漏电动作电阻整定值为：20k 单相漏电闭锁动作电阻整定值为：40k（5）过载保护Iz=Ie=(200+200+110)0.71=362A 则 n取0.5（6）短路保护IZIQe+KxIe=2000.716+(200+110)0.71=1052A则 n取1.5灵敏度系数校验：1.2 满足灵敏度要求4.4#移动变压器的低压保护箱：该移变为KBSGZY-630/6型，低压侧配用BXB-800/1140(660)Y矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱。 (1)过压保护Ug=115%690=794V(2) 欠压保护Uq=75%690=518V(3) 断相保护处于“开启”状态（4）漏电保护 单相漏电动作电阻整定值为：11k 单相漏电闭锁动作电阻整定值为：22k（5）过载保护Iz=Ie=4211.15=484A 则 n取0.6（6）短路保护IZIQe+KxIe=2001.156+(421-160)1.15=1304A则 n取2灵敏度系数校验：1.2 不满足灵敏度要求故机道、回风各加装一台KBZ-500馈电，馈电开关采用智能型PIR-700保护器，电流步长为5A则回风馈电过载保护Iz=Ie=（25+75+17+7.5）1.15=143A 整定为140A 短路保护为过载整定的4倍即1404=560A IZIQe+KxIe=751.156+(25+17+7.5)1.15=576A 灵敏度系数校验 1.2 满足要求则机道馈电过载保护Iz=Ie=（160+4+4+254+17+4）1.15=332A 整定为332A 短路保护为过载整定的3.5倍即3323.5=1162A IZIQe+KxIe=1601.155+(129)1.15=1068A 灵敏度系数校验 1.2 满足要求5、机道1#QBZ-1600/1140（660）-6组合开关整定（1）一回路控制MG-600型采煤机Pe=600kW Ue=1140V采煤机组的各电机额定电流之和为380A 选择系数Iz=0.7则IW=0.7=3800.7=266A过载整定为260A 短路整定Iz=2606=1560A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求 （2）二回路备用 （3）三回路控制前溜下口低速。设置运行时间12s后切换高速运行 Pe=160kW Ue=1140V Ie=A过载整定为100A 短路整定Iz=1006=600A （4）五回路控制前溜上口低速，整定与三回路一样 (5) 四回路控制前溜下口高速设置 运行时间12s后切换高速运行 Pe=315kW Ue=1140VIe=A过载整定为200A 短路整定Iz=2006=1200A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求(6) 六回路控制前溜路高速，整定与四回路一样灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求6、机道2#QBZ-1600/1140（660）-6组合开关整定 （1）一回路控制1#乳化泵 Pe=200kW Ue=1140V Ie=A过载整定为125A 短路整定Iz=1256=750A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求 （2）二回路备用 （3）三回路控制后溜下口低速 设置运行时间12s后切换高速运行 Pe=160kW Ue=1140V Ie=A过载整定为100A 短路整定Iz=1006=600A （4）五回路控制后溜上口低速，整定与三回路一样 (5) 四回路控制后溜下口高速设置 运行时间12s后切换高速运行 Pe=315kW Ue=1140VIe=A过载整定为200A 短路整定Iz=2006=1200A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求(6) 六回路控制后溜路高速，整定与四回路一样灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求7、机道3#QBZ-1600/1140（660）-6组合开关整定 （1）一回路控制2#乳化泵 Pe=200kW Ue=1140V Ie=A过载整定为125A 短路整定Iz=1256=750A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求 （2）二回路备用 （3）三回路控制转载机低速 设置运行时间10s后切换高速运行 Pe=100kW Ue=1140V Ie=A过载整定为60A 短路整定Iz=606=360A （4）四回路控制转载机高速 Pe=100kW Ue=1140V Pe=200kW Ue=1140V Ie=A过载整定为125A 短路整定Iz=1256=750A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求 （5）五回路控制破碎机 Pe=110kW Ue=1140V Ie=A过载整定为70A 短路整定Iz=706=420A灵敏度系数校验1.2 满足灵敏度要求 （6）六回路备用 8、回风660V开关的整定 （1）回风2#开关QBZ-80N的保护整定Pe=25kW Ue=660V过载整定为25A 短路整定Iz=256=150A （2）回风3#开关QBZ-200N的保护整定Pe=75kW Ue=660V过载整定为80A 短路整定Iz=806=480A灵敏度系数校验1.2 满足