415综采工作面供电设计

1、ihii415综采工作面供电设计第一节工作面概况与设备选型配置一、工作面概况：il采区415综采工作面位于该采区的左翼。工作面倾斜长170m,共安设113架液压支架。二、工作面设备选型配置情况设备名称规格型号单位数量主要技术参数液压支架zy5000-08/18d架113支據高度：8001800mm,工作阻力：5000kn,支护宽度：1. 5m工作面输送机sgz730/400部1额定电压:1140v,输送1 8001/ho采煤机mg330/730-wd台1额定电压：1140v,滚筒直径1.25m,适用于煤层厚度1.25-2. 35m。乳化液泵站brw-200/31. 5台2额定电压：1140v,

2、功率125kw,流量200l/min,卸载压力 31. 5mpa水处理设备ks-r0-06台1供电电压660/1140v,总功率7. 5kw,出水量6m7ho自动反冲洗高压过滤站tmglz2500/37. 5/25d台1乳化液自动配比电控装置zpr台1输入电压127v转载机sbz-730/55部1额定电压：1140v,功率55kw,链速1.31m/s,输送能力700t/ho胶带输送机sdj-100/2x75部2额定电压:1140v,功率：150kw移动变电站kbsgzy-800/6/1. 2台2额定容量800kva,低压输出1200v,空载电流(%) 1.0%移动变电站kbsgzy-630/6

3、/1. 2台1额定容量630kva,低压输出1200v,空载电流(%) 1. 0%组合开关qjz-4x 400/1140台2电光组合电磁启动器，回路数4,额定电压1140v低压开关qbz-300/1140r台2额定电流200a,额定电压1140v,单相动作值40kq慢绞jh-20台3载荷200kn,平均绳速0. 12m/s,总传动比233. 33,配套设备：qbz-80n磁力启动器控制台th12台1电压127v第二节供电系统的选择确定一、供电变电所根据该工作面巷道设计和采区变电所的分布情况，采用双回路从 西一采区变电所供电。采区变电所高压为6kv,由两回路向移动变电 站供电。二、供电系统构成根

4、据用电设备的容量与布置，髙压回路向1#移变供电和2#移 变供电，高压2°回路单独向3#移变供电。采煤机、刮板输送机、泵 站，转载机和皮带机均采用1140v电压。3#移变位于轨道下口车场处, 1#、2#移变及配电点开关安装在机巷内的移动列车上，随工作面的推 进而移动.综采工作面巷道及设备布置如图所示。第三节负荷统计及移动变电站选择一、统计工作面系统用电负荷供电设备设备名称设备型号额定功率(kw)额定电压(v)额定电流(a)电机台数1#移动变电站采煤机mg330/730-wd730114037051#移动变电站转载机szb-730/555511402811#移动变电站清水泵7511403

5、81合计8602#移动变电站刮板输送机sgz730/4002x2001140148x22合计4003#移动变电站胶带输送机sdj-1000/2x7575x2114049x222#移动变电站乳化液泵站brw-200/31. 5125x211408023#移动变电站胶带输送机sdj-1000/2x7575x2114049x22合计550移动变电站的选择1、1#移动变电站由负荷统计表初步选定两台kbsgzy-800/6/1.2移动变电站向工 作面供电。1#移动变电站所带设备为采煤机、转载机，其总的额定功 率为860kwo根据公式：s二工"心(kva),cos(p其计算容量为：s. = t.

6、pe kx = 945x0-527 = 586kvacos(p0.85式中：s工作面的电力负荷视在功率，kva；spe变压器所带的总负荷，kw；c0sq)加权功率因数，向一台采煤机组供电时取c0scp=0. 85；kx 需用系数，kx=0.4+0.6x_=0.4+0.6x730=0. 527860ps最大一台电动机功率，kw.选择1#移动变电站sbc=800kva>586kva满足供电要求。2#移动变电站所带设备为输送机其总的额定功率为500kwo其计算容量为：s-w=588kva式中：c0s<p加权功率因数，查表得coscppj = 0. 85；kx需用系数选择2#移动变电站sb

7、e=630kva>588kva满足供电要求。3#移动变电站所带设备为油泵，两部皮带输送机其总的额定功率为550kwo其计算容量为：s2= t.pe kx = 550x0.536 =347kva cos(p0.85式中:cos®加权功率因数，查表得cos%j = o. 85；125=0. 536550kx 需用系数，pckx = 0. 4+0. 6 x=0. 4+0. 6 xlpe选择2#移动变电站shc=800kva>347kva满足供电要求。第四节电气设备的选型用电设备选用开关型号额定电压(v)额定电流(a)数量(台)采煤机qjz-4x 400/114011404x40

8、01运输机qjz-4x400/114011404x4001油泵qjz-4x 400/114011404x4001转载机qjz-300/114011403001胶带输送机qbz-400/1140r11404002高压配电装置bgp30-6 (300)60003002第五节 高压电缆选择与校验一、按设计规定初选电缆规格、型号和长度1、高压1廿回路到1#移动变电站初选myptj-3. 3/6-3x50-1650m的电缆，其长时允许通过的电流为173ao2、1#移动变电站到2#移动变电站初选myptj-3. 3/6-3 x50-10m的电缆，其长时允许通过的电流为173ao3、高压2“回路到3#移动变

9、电站初选myptj-3. 3/6-3x50-385m的电缆，其长时允许通过的电流为173ao二、按长时允许负荷电流选择校验电缆截面1、计算回路高压电缆的长时负荷电流：采煤机及转载机的额定电流折算至6kv侧为：t -工心心皿丄 fhl_ 1=uecos(p rjp.500x103945x0-538x10,+二一<44a1.732x6000x0.85x0-9 1.732x6000x05x0.9式中：spe高压电缆所带的设备额定功率之和，kw；kl需用系数，kx=0.4+0.6xi_=0.538cos (p pj加权平均功率因数；rj j加权平均效率，查表得rj =0.9根据计算 iy=173

10、a>ifhl=144a,选用 myptj-3. 3/6-3x50 型号的高压电缆满足要求。2、计算2“回路高压电缆的长时负荷电流:t - z-x1031 fh2-=y3uec0s(p jjpi550x0.536x10=37 1.732x6000x0.85x0.9 _式中：spg高压电缆所带的设备额定功率之和，kw；kx需用系数， = 04+06乂#亠=0. 536lpecos (p p加权平均功率因数；叽加权平均效率，查表得二09根据计算iy二173人1时二37a,选用myptj-3. 3/6-3x70型号的高压电缆满足要求。三、按损失电压效验电缆截面高压配电线路允许电压损失取5%,得

11、uy二6000 x 0. 05=300v,1#回路实际电压损失为：au=v3ir cos4）=v3i c0s4） ds= v3 x 144x1650x0. 748.6x50= 118. 5v式中：d铜芯铠装电缆的导电率,m/ q . mm"l高压电缆的长度,ms电缆的截面积,mni2au=1185v< auy,l#回路电压损失满足要求。2#回路实际电压损失为：a u=v3ir cos（i）=v3i cos（i）ds= v3 x37x 385 xo. 748.6x50=7. iv u二7. 1<a uy, 2#回路电压损失满足要求。第六节移动变电站负荷侧电缆选择与计算一、按

12、长时允许负荷电流与机械强度要求初选电缆截面1#移动变电站负荷侧所带负荷为采煤机和转载机。采煤机额定电流为456a,转载机额定电流为50a,开关干线电缆选用两根mcpt-1.9/3. 3-3x95-15m电缆，其长时允许通过的电流为520a>496ao2#移动变电站负荷侧所带负荷为刮板输送机。刮板输送机额 定电流为256a,其开关干线电缆选用一根mcpt-1.9/3. 3-3x 95-15m电缆，其长时允许通过的电流为260a>256a.3#移动变电站负荷侧所带负荷为油泵和两部皮带输送机。油 泵干线电缆选用一根mcpt-1. 9/3. 3-3x50-15m电缆，其长时允许 通过的电流

13、为173a>80a； 一部皮带开关干线电缆选用一根 mcpt-1.9/3. 3-3x70-20m电缆，其长时允许通过的电流为215a> 196a；二部皮带开关干线电缆选用一根mcpt-1. 9/3. 3-3x50-550m 电缆，其长时允许通过的电流为173a>98ao煤机支线电缆选用两根mcptjb-1. 9/3. 3-3x95-315m电缆， 其长时允许通过的电流为520a>456ao转载机支线电缆选用一根my-1.9/3. 3-3x16-90m电缆，其长 时允许通过的电流为85a>50ao输送机支线电缆选用两根mypt-1. 9/3. 3-3x50电缆，一根

14、长 315米，另一根长120米。其长时允许通过的电流为173a,大于 输送机单电机的额定电流148ao油泵支线电缆选用两根mypt-1. 9/3. 3-3x35电缆两根，一 根长10米，另一根长15米。其长时允许通过的电流为138a,大 于油泵的额定电流80ao一部、二部皮带机支线电缆均选用一根my-3x25+1x16电缆 10米和一根my-3x25+1x16电缆15米，其长时允许通过的电流 为113a,大于皮带机的额定电流49a。二、按允许电压损失校验电缆截面1、允许电压损失根据技术资料规定变压器低压侧到电机端子的电压损失，不能大 于其允许值为合格sauauyo由于采区用电设备一般属于间歇性

15、 负荷，电动机正常运行时的电压损失不得超过额定电压的10%。对于 额定电压为1140v级的供电系统中，其允许电压损失为uy 二0.lue二114v2、系统电压损失计算采区低压电网的最大电压损失一般由三部分组成，即电源变压器 至最远电动机端子之间总的电压损失为：工 au=aub+aug+auz变压器内部的电压损失，aug电缆干线上的电压损失，auz电缆支线上的电压损失。(1) 变压器内部的电压损失(uj1#变压器的电压损失：au_a%xe2g100_ 2.15x1200ioo-=25. 8v式中：aub%= 6 (urcos<ppj +uxsinq)pj)=0. 7325x (1x0. 8

16、5+3. 969x0. 5268)二 2. 15b =sb/sbe=586/800=0. 7325sbe变压器额定容量sb变压器计算负荷，cos®、sin<p变压器负荷的功率因数及相应的正弦值ur变压器绕组电阻压降百分数，10s加10x800二 1%ap变压器短路损耗;ux变压器绕组电抗压降百分数,ux二 ju； -u；二 j42 _0.5?二3. 969uz变压器阻抗压降百分数，u汙42#变压器的电压损失: uf/%xd1003.26x1200100=39.12v式中：ub%=b (urcos<ppj +uxsin®pj)=0. 933 x (0. 95x0.

17、 7+3. 969x0. 7141)=3.26p 二sb/sbe二588/630二0. 933 ur=-%= 6000 %10shc 10x630二0. 95%3#变压器的电压损失：人山二/%><耳100_ 2.02x1200ioo-=24. 24v式中：aub%= 6 (urc0s<ppj +uxsinq)pj)=0. 6875x (1x0. 85+3. 969x0. 5268)=2. 02vb 二sb/sbf550/800二0. 6875ur=空-%= 8000 %10s快10x800二 1%(2) 干线电压损失 采煤机、转载机干线电缆(mcpt-1. 9/3. 3-3*

18、95-15m)的电压损失:augl=pelg(ro +x。tgo/1. 14= 945x0. 015x (0. 247+0. 075x0. 6197)/1. 14=3. 65v式中：pc采煤机的额定功率lg电缆支线长度ro支线电缆芯线单位长度的电阻xo支线电缆芯线单位长度的电抗tgro. 6197 (cos®二0. 85) 输送机干线电缆(mcpt-1.9/3.3-3*95t5m)的电压损失 ug2 = pelg(ro +xo tg?) /3. 3= 500x0. 015x (0. 247+0. 075x0. 6197)/1. 14= 1.93v 油泵干线电缆(mcpt-1.9/3.

19、3-3*50-15m)的电压损失 aug3=pelg(ro +x()tgo/3. 3=250x0. 015x (0. 448+0. 081 x 1. 02)= 1.99v 二部皮带干线电缆my-3x70-20m、my-3x50-550m的电压损失： aug4=pelg(ro +xo tgo/1. 14=150 x 0. 02 x (0. 346+0. 078 x 0.6197)/1. 14+150 x 0. 55 x (0.448+0. 081x0.6197)/1. 14=37. iv(3) 支线电压损失 采煤机支线电缆mcptjb-1. 9/3. 3-3*95-315m的电压损失：auzl

20、= peu(ro+xotg?)/3.3= 435x0. 315x (0. 247+0. 075x0. 6197)/1. 14= 35. 5v式中：pe采煤机的额定功率lz电缆支线长度ro支线电缆芯线单位长度的电阻xo支线电缆芯线单位长度的电抗tgro. 6197 (cos<p二0. 85)采煤机电机端子的压降为: u=aub+augl+auzl=25. 8+3. 65+35. 5=65<114v煤机电缆校验合格 输送机机尾支线电缆mcpt-1. 9/3. 3-3*50-315m的电压损失 uz2 = pelz(r。+x。tg¥)/l. 14= 250x0. 315x (0

21、. 448+0. 081x0.6197)/1. 14= 34. 4v运输机电机端子的压降为： u=aub+aug2+auz2-39. 12+1. 93+34. 4=75. 45v<114v运输机电缆校验合格 二部皮带支线电缆my-3*25-15m的电压损失 auz4=pelg(ro +xo tg0)/l. 14= 150x0. 015x (0. 864+0. 088x1.02)/1. 14 =1.88v二部皮带机电机端子的压降为：au=aub+aug4+auz4=24. 24+37. 1+1. 88=63. 22v<114v二部皮带机电缆校验合格。(4) 1#变压器干线上的允许电压

22、损失为： au)g=auy-aubauz=114-25. 8-35.5二52. 7v2#变压器干线上的允许电压损失为:auyg=auy_aub_auz=114-39. 12-34. 4=40.48v3#变压器干线上的允许电压损失为：auyg=auy_auh_auz=114-24. 24-1.88=87. 88v(5) 1#变压器干线电缆所需的最小截面：a二旦型1 二二6. 5mm2<aeldu au 胡 42.5x1140x52.7x0.9所以所选干线电缆合格.2#变压器干线电缆所需的最小截面：a=_plx10 = _500x15x10,_詔.25mn? ap2 du au /42.5x

23、1140x40.48x0.9所以所选干线电缆合格.3#变压器干线电缆所需的最小截面：a二 p厶xg 二 300x570x0刊4. 62mn& a.du au a 42.5x1140x87.88x0.9第七节 短路电流计算一、短路点的选定一般选定移动变电站高压进线端作为短路点，计算髙压短路电流; 计算低压短路电流时，短路点一般选在变压器的二次母线上和低压配 电线路的首、末端。二、短路回路元件阻抗计算1#移变供电系统1、电源系统电抗取西一变电所母线短路容量为50mva,则xx = £ =竺=0. 0288 qs 50式中：u2e移变二次侧额定电压sd采区变电所6kv母线短路容量,

24、mva2、高压电缆阻抗折算到低压电缆阻、抗值采煤机高压电缆myptj-3. 6/6-3*50-1650m折算到低压电缆的阻、抗值为:118他厶=1.18x0.448x1.65(6.3/1.2)2=0. 032 =0. 0048 qx 二 x。厶 _ 0.081x1.65 厂眉(63/1.2)23、移动变电站阻、抗值rb=0.0135q, xb=0. 1072 q4、低压电缆阻、抗 采煤机干线电缆mypt-1.9/3. 3-3x95-15m的阻、抗r沪 1. 18rol=1. 18x0. 247x0. 015=0. 0044qxgi=xol=o. 075x0. 015=0. 0011 q 采煤机

25、支线电缆mypt-1. 9/3. 3-3 x95-325m的阻、抗rzl=l. 18rol=l. 18x0. 247x0. 325=0. 0947qxzl=xol=o. 075x0. 325=0. 0244q5、短路回路总阻、抗d点：工 r = r】+rb = o 032+0. 0135 = 0. 0455 qsxi = xx+ xi+xb=0 0288+0. 0048+0. 1072=0. 1408 qd5 点：sr5=2r1+rgi+rzi=0. 0455+0. 0044+0. 0947 = 0. 1446 qsx5= sxi+xgi+xzi=0. 1408+0. 0011+0. 0244

26、 = 0. 1663 q6、短路电流di点:=%1200. =4055a2 竝 r)2 +(sx)22vo.o4552+o.14o82=1. 155 心(2)= 1 155x4055=4683. 53a1200. =2723a2竝 r)2 + (zx)22 jo4462+0.16632(3)"5=1. 155 4 =1 155x2723=3145a2#移变供电系统输送机高压电缆myptj-3.6/6-3*50-10m和myptj-3. 6/6-3*50- 1650m折算到低压电缆的阻、抗值r _1.18/?0l = 1.18x0.448x1.66(6.3/1.=°-0322

27、qx2=4 0,081x1,66k：(6.3/商"eq2、输送机干线电缆mypt-1. 9/3. 3-3x95-15m的阻、抗值rg2=l. 18r0l=l. 18x0. 247x0.015=0. 0044qxg2=xol=o. 075x0. 015=0. 0011 q 3、输送机机尾支线电缆mypt-1. 9/3. 3-3x50-315m的阻、抗值rz2=1. 18rol=1. 18x0.491x0.315=0. 1825 qxz2= xo l=0. 081x0. 315=0. 0255 q4、短路回路总阻、抗d2 点：s r2 = r2+&= 0.0322+0.0135

28、= 0. 0457 q sx2=xx+x2+xb=0. 0288+0. 0048+0. 1072 = 0. 1408 qde 点:sr6=sr2+rg2+rz2=0. 0457+0. 044+0. 1825 = 0. 2722 qsx6=sx2+xg2+xz2=0. 1408+0. 0011+0. 0255 = 0. 1674 q5、短路电流:1200, /=4053a2 竝貯 + (ex)?2>/0.04572+0.14082(3)(12=1. 155/池=1 155x4053=4681. 22a1200 l = 1877a2j(d?)2 + (zx)22>/o.27222+o.

29、16742/6=1. 1556=1. 155x 1877=2167. 94a3#移变供电系统1、高压电缆阻抗折算到低压电缆阻、抗值3#移变高压电缆myptj-3. 6/6-3*50-385m折算到低压电缆的阻、抗值d _18&)厶 _ 1.18x0.448x0.385 出一r(6.3/1.2f=°°°74q0.081x0.385(6.3/1.2)2=0. 0011 q2、移动变电站阻、抗值rb=0. 0135q, xb=0.1072q3、低压电缆阻、抗 二部皮带干线电缆my-3x70-20m. my-3x50-550m的阻、抗r萨 rol=o. 315x0

30、. 02+0. 448x0. 55= 0. 2527 qxg3= xo l二0.078 x 0.02+0.081 x 0.55二0.0461 q 二部皮带支线电缆my-3x25-15m的阻、抗rz3= rol=o. 864x0. 015=0. 01296 qx23= xo l=0. 088x0.015=0. 00132 q2、计算短路回路总阻、抗d3 点：工 r3=r3+rb=0. 0074+0. 0135 = 0. 0209 qsx3 = xx+x2+xb=0. 0288+0. 0011+0. 1072 = 0. 1371 qde 点：工 r6= s r3+rg3+rz3=0. 0209+0

31、. 2527+0. 01296二0. 28656 qzx6= sx3+xg3+xz6=0. 1371+0. 0461+0. 0013二0. 1845 q12003、计算两相短路电流j)= =4 讣 a2曲)2 + (zx)22a/0.02092+0.137121200仃3= 1.155 打3=1 155 x 4326=4996. 53a 厂=1760a2 如 r)2 + (x)22a/o.286562+o.13712仃6=1 155仃4=1. 155x1760=2032. 8a第八节 过电流保护装置的整定计算与校验一、高压配电装置中过电流保护的整定(一)1#回路:1、所选矿用髙压隔爆配电装置b

32、gp9l-6ak,开关所带电流互感器的变流比ki二200,变压器侧的变压比kb=6/1. 2=52、过载保护的整定动作电流为二 1.05ic/kbii=1.05x (456+50+256) /5x200=0.8001a取 igzd=0 8a3、过电流速断保护的整定j二13(iqc+ij/kk=1. 3x (119x5.8+337+50+256)/5x200=1. 74al<l=l21=2. 18g 0.8取动作电流整定倍数汕尸24、灵敏系数校验按移变二次出线端最小两相短路电流校验，其灵敏度为:k二 /厂 二 4055/5 二2. 02>1. 5 满足要求 叭 2x200(二)2#回路：1、所选矿用高压隔爆配电装置bgp9l-6ak,开关所带电流互感器的变流比ki二200,变压器侧的变压比心二6/1. 2=5o2、过载保护的整定动作电流为1咖二l05h/kk=1.05x(2x80+98+98) /5x200=0.373a取i咖