综采工作面供电设计计算

1、综采工作面供电设计计算一、已知资料：工作面所在煤层为III煤，水平为一水平，盘区为三盘区。工作面走向长度，工作面倾向长度8倾角一,煤层厚度平均厚度面容重，采煤方法为走向长壁后退式一次采全高。设备选用)工作面设备型电牵引采煤机。(所)采煤机，西安煤机有限公司生产的型电牵引采煤机。总装机功率为，其中台截割电动机，每台功率，额定电压,额定电流；额定功率因数：，台交流牵引电动机，每台功率，额定电压直流，额定电流9额定功率因数:8两台截割电动机不同时起动。2)工作面刮板输送机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司制造的型输送机，机头及机尾其额定功率为/额定电压面伏面的双速电动机，其额定电流)顺槽机电设备()

2、破碎机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司生产的型破碎机，其额定功率为5额定电压4额定电流。()转载机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司生产的型转载机，其额定功率为5额定电压4额定电流所2面型面输/送所2面型面输/送4机面，面每部，面额额定电流所2面。.带速5带宽。()乳化液泵，无锡威顺煤矿机械有限公司产型台，额定功率，额定电压4额定电流。()喷雾泵，型，台，额定功率5额定电压4额定电流.回柱绞车，型台，额定电压，额定电流()采煤机、刮板输送机控制开关，采用型磁力真空起动器，额定电压，额定电流X(双回路)。(7)转载机、破碎机、乳化泵、喷雾泵控制开关，采用型磁力起动器，额定电压4额定电流X(四回

3、路)。二、工作面设备布置如附图综采工作面供电系统负荷计算：1.电压等级：中央变电所经过米送来高压，经过移动变电站分别向用电设备供电。（）电压，采煤机和刮板输送机。（）电压，转载机、破碎机、泵站。（）电压，绞车、水泵等。负荷统计根据用电设备电压等级、设备的布置位置，拟选用4台移动变电站，按移动变电站分组进行负荷统计。综采工作面负荷统计移动变电站设备名称部位电动机型_号电动机数额定功率额定电压额定电流额定功率因数型采煤机截割电机XX牵引电机XX调高电机小结功率刀加权平均功率因移动变电站设备名称型号电动机型号电动机数额定功率额定电压额定电流额定功率因数e刮板输送机（双速电动机XX小结功率刀加权平均功

4、率因e移动变电站设备名称型号电动机型_号电动机数额定功率额定电压额定电流额定功率因数e转载机破碎机乳化泵喷雾泵小结功率刀加权平均功率因移动变电站设备名称型号电动机型_号电动机数额定功率额定电压额定电流额定功率因数e潜水泵回柱绞车小结功率刀加权平均功率因三、移动变电站容量选择：根据供电系统的拟定原则，拟选择4台移动变电站。由于采煤机(总装功率)、刮板输送机()单机容量较大，再考虑过电流保护装置灵敏系数要求，分别由台移动变电站来供电。1、1号移动变电站选择1号移动变电站拟向采煤机供电，其计算负荷为ScadeNcosUwm1ScadeNcosUwm115200.851788kVA式中K需用系数，取K

5、=1dedecosq加权平均功率因数，取选取1选取1台额定容量为满足供电的要求。、2号移动变电站的选择号移动变电站拟向刮板输送机供电，变压器的容量计算值为S二一deN-caCOSQ号移动变电站拟向刮板输送机供电，变压器的容量计算值为S二一deN-caCOSQ114000.85二1647kVAwmII式中：K需用系数，取K1,cosQdedewm，/额定容，/额定容,量,，满足要求。)号移动变电站的选择号移动变电站拟向乳化泵、喷雾泵、破碎机、转载机等供电，变压器的计cospcosp现有型移动变电站,现有型移动变电站,，满足要求。其额定容量式中：P315K0.40.6ma0.40.6,0.588d

6、e乙P1005NK工PS_deN-caCOSQwm0.588,1005087679.24wmII)4号移动变电站的选择cospcosp现有，满足要求。型现有，满足要求。型,移,动/变1电,站，其额定容量式中：P22K0.40.6max0.40.6,0.578de乙P74NK工PS_deN-caCOSQwm0.578,740.87wmIIII四、供电系统的拟定及高压电缆选择根据综采工作面机电设备的布置情况，各台移动变电站所带的负荷，初步拟定出如附图所示的综采工作面供电系统图。为了节省篇幅，将供电系统的初步计算图与校核计算后的供电系统图绘制在一张图上，即图中的电缆型号、起动器的型等是在校核后选定的

7、，并标注在图上。1.高压电缆选择()型号的确定，向移动变电站供电的高压电缆选用电缆。向台移动变电站供电的总负荷电流：maxcaK工P,103maxcaK工P,103cosQ0.578,3999,1033,10000,0.7196.3wmK需deP300用系数，K0.4,0.6、Pnax0.4,0.6x=0.595de乙戸3999Ncos加权平均功率因数，取wmU额定电压。N2）按经济电流密度初选主截面其经济截面为：lmax.wlmax.weJed196.32.2587.2TOC o 1-5 h z经济电流密度查表，取J。ed最后选高压电缆的长度，其型号可选现有xX5所用电缆截面偏大，热稳定校验

8、和电压损失校验均能通过时，满足使用要求。（3）按长时最大允许负荷电流校验查表得XX型电缆的长时最大允许负荷电流1长时最大负荷电流I6caII，满足要求。cap（）按热稳定条件校验电缆截面AIph2406x。-8.5，满足热稳定要求。minssC141式中/一=2406。考虑电缆入口处发生短路时，其值最大,ss逅x12ar也就是最不利的情况。5）按允许电压损失校验电缆截面供电系统见图，MYJV22-X130+X/3254型0电缆查表得，cos0.74时，铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：。按公式：试中K每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，其t值可查表P电缆输送的有功功率，电缆线路长度，K

9、M=X3X用同样的方法可求出地面变电所到井下中央变电所的总压降：U2=3，I75%则总压降：5所选X/型高压电缆能够满供电的要求。五、低压电缆截面的选择1低压电缆型号的确定供电系统见图，选择的低压电缆要符合煤矿安全规程的规定。根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。向采煤机供电电缆应选双屏蔽型MT型，向喷雾泵、乳化液泵、刮板输送机等供电电缆选型。按长时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表。也可以用下面公式计算：P,103I=I=Ncan3Ucos申NNN各电缆截面初选结果列在下表中。表：按电动机额定电流与电缆机械强度要求初选

10、低压电缆截面负荷名称机械强度要求最小截面长时负荷电流长时负荷电流要求的最小截面初选标准截面长度（M）采煤机刮板机头（高速）刮板机头（低速）转载机（高速.转载机（低速.破碎机乳化液泵乳化液泵乳化液泵喷雾泵喷雾泵回柱绞车回柱绞车照明400400400450450200030052000按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面煤矿井下供电设计技术规定条规定“对距离最远、容量最大的电动机（如采煤机、工作面输送机等），在重载情况下应保证起动，如采掘机械无实际最小起动力矩数据时，可按电动机起动时的端电压不低于额定电压的75校%验。正常运行时电动机的端电压允许偏移额定电压的5%，个别特别远的电动机允许偏移不同

11、电网电压下的正常与最大允许电压损失表额定电压变压器副边额定电压正常运行时电动机负偏移个别情况下电动机最大负偏移电动机最小端电压允许电压损失电动机最小端电压允许电压损失)1号移动变电站供电系统1)正常运行时的电压损失变压器的电压损失查表得2移动变电站负载损耗A5阻抗电压，计算移动变电站每相电阻、电抗值。厂,PU2厂,PU2RN_2NTS2N4950X3.3220000.0135QZu%Zu%2NTSN0.2995QX1002000 x103XZ2-R20.29952-0.01352=0.2992QTTT1号移动变电站其负荷为采煤机，低压侧负荷电流TOC o 1-5 h zTKPX1031x152

12、0 x103“ccIdeN312.9AT-ca3Ucos3x3300 x0.85Nwm根据实际工作情况，估计需用系数为1；加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0.。85,U3I(Rcos+Xsin)TT-caTTTT3X312.9X(0.0135X0.85+0.2992x0.5268)=91.6变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.。8即5coscos0.85，sin1-cos20.5268TwmT向采煤机供电电缆的电缆电压损失：,Ubl-6PLX1031520 x400,Ubl-6nbi38.5UA耳42.5x3300 x120 x0.94scNblbl正常运行时电压损失校验向采煤机供电的

13、总电压损失,U,U+,U91.6+38.5130.1Tbl-6,U330，满足对采煤机供电的要求。p号移动变电站供电系统()正常运行时的电压损失变压器的电压损失查表得移动变电站负载损耗查表得移动变电站负载损耗A，阻抗电压，计算移动变电站每相电阻、电抗值。厂,PU2厂,PU2RN_2NTS2N49503.3220000.0135QZu%2NZu%2NTSN0.2995QT-caK工P103deN3UcosQNwm11400103333000.82298.8330021002000103XZ2-R20.29952-0.01352=0.2992QTTT2号移动变电站其负荷为刮板机，低压侧负荷电流根据

14、实际工作情况，估计需用系数为1；加权平均功率因数取负荷统计时的值，为,U3I(Rcos+Xsin中)TT-caTTTT3298.8(0.01350.82+0.29920.5724)=94.4变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.。8即2cospcosp0.82,sinq=1一cos20.5724TwmT向刮板机供电电缆的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的刮板输送机机头电动机进行电压损失校验。,Ubl-6PL103700400,Ubl-6N_bl30.4UA耳42.5x3300 x70 x0.94scNblbl正常运行时电压损失校验向采煤机供电的总电压损失,U,U+,U94.4+3

15、0.4=124.8Tbl-6,U330，满足对采煤机供电的要求。p号移动变电站供电系统()正常运行时的电压损失变压器的电压损失抗电压抗电压45计算移动变电E占每才目电阻、电抗;值。查表得电压移动变电站负载损耗A，.查表得电压移动变电站负载损耗A，.计5算%移动变电站每相电阻、电抗值。,PU2N2NS2N3800 x1.2216000.0021QU25.512002Zu%2Nx0.0495。TS1001600 x103NXZ2-R20.04952-0.00212=0.05QTTT3号移动变电站其负荷为转载机、破碎机、乳化泵、喷雾泵，低压侧负荷电KPx1030.588x1005x103IdeN32

16、6.8AT-ca3Ucos3x1200 x0.87TOC o 1-5 h zNwm根据实际工作情况，估计需用系数为：P315K0.4+0.6max0.4+0.6x=0.588deP1005N加权平均功率因数取负荷统计时的值，为7。,U3I(Rcos+Xsin)TT-caTTTT3x326.8x(0.0021x0.87+0.05x0.4931)=24.3变压器的功率因数，取加权平均功率因数阻.7。即coscos0.82，sin1-cos20.4931TwmT向供转载机、破碎机、乳化泵、喷雾泵电电缆的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的转载机电动机进行电压损失校验。,Ubl-6PLx10

17、3315x450 x,Ubl-6nb42.2UAn42.5x1200 x70 x0.94scNblbl正常运行时电压损失校验向转载机供电的总电压损失,U,U+,U24.3+42.2=66.5,U=117,满足对采煤机供电的Tbl-6p要求。4号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失变压器的电压损失查表得1查表得1移动变电站负载损耗A700,阻厂,PU2RN_2厂,PU2RN_2NTS2N700 x0.69210020.0333QZu%2NTSN6902x100100 x1030.2142QXZ2-R20.21422-0.03332=0.06QTTT4号移动变电站其负荷为潜水泵、回柱绞车，

18、低压侧负荷电流KPxl030.578x74x103“uIdeN20.5AT-ca3Ucos3x690 x0.84TOC o 1-5 h zNwm根据实际工作情况，估计需用系数为P22K0.4+0.6max0.4+0.6x0.578deP74N加权平均功率因数取负荷统计时的值，为0.48。,U3I(Rcos+Xsin)TT-caTTTT3x20.5x(0.0333x0.84+0.06x0.5426)=1.2变压器的功率因数，取加权平均功率因数0.48。即coscos0.84，sin1-cos20.5426TwmT向潜水泵、回柱绞车供电电缆的电缆电压损失：以供电距离最远、电动机功率最大的回柱绞车电

19、动机进行电压损失校验。,Ubl-6PLx10322x200,Ubl-6Nbl9.976UA耳42.5x690 x16x0.94scNblbl正常运行时电压损失校验向供电的回柱绞车电压损失,U,U+,U1.2+9.97611.1761-21-4（j,j1-2x（870+650 x5）=335Asb-rKst-MN3x10 x0.85T335动作电流倍数n，取n倍。115开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护I31,小于I的过电流，由过载保护装置动作。sbsb-osb-o按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为：I(2)s1I(2)s1Is

20、b-r2.9715x1038-63x115，5满足要求。查表，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载损、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值I1-1II1-1I1-1xsb-oM-N，P3xUxcosN21-1x15203x3-3x0-85292-5A查表，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载损过载保护的整定值取短路保护的整定】-2】-2】-4(sb-rKst-MTN1-13x3-3x0-85x(870+650 x59328A查表

21、，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载损整定值取A。933动作电流倍斷.取n倍I(2)KII(2)KITsb-r2-9715x10333x4x293107-6，5满足要求、移变电站高压配电箱过流保护装置的整定过载保护整定隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即I1.05I1.05xP1.05x2000115A整定值取A。sb-oM.N3xU3x10N短路保护的整定，按躲开最大电动机起动，即刮板机起动，其一次侧动作电流计算值为：I1.21.46+,I1.2x（700+700 x5342.3Asb-rKst-MN3x10 x0.85T短

22、路整定值取A343动作电流倍数n，取n倍。115开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护I31,小于I的过电流，由过载保护装置动作。sbsb.osb.o按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为：I(2)s1I(2)s1Isb-r2.9715x1038.63x115，5满足要求。查表，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载损、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值700 x2329A3x700 x2329

23、A3x3.3x0.82I1.1I1.1x1.1xsbM-N3xUxcosN2过载保护的整定值取短路保护的整定sb.oI1.21.46+,I1.1x（700+700 x5986Asb-rKst-MN3x3.3x0.82T整定值取A。动作电流倍数n986，取n倍。329I(2)s1I(2)s1KITsb-r2.9715x10333x4x329106.8，5满足要求、移变电站高压配电箱过流保护装置的整定过载保护整定隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即I1.05I1.05x1.05x160096.9A;整定值取A。sb-oM-N3xU3x10N短路保护的整定，按

24、躲开最大电动机起动，即转载机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：12土+,/sbrKstMN1.231.23xlOx0.87x(125+250+315+315x5)=180.4A短路整定值取A动作电流倍数n=181=，取n倍。97开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护I=31,小于I的过电流，由过载保护装置动作。sbsb.osb.o按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为：I(2)slI(2)slIsb-r5.319x1033x181，5满足要求。查表，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载

25、损、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值1.11.11.1125+250+315x2643.6二1.1I二1.1x二1.1x二643.6AsbMn3xUxcos3x1.14x0.87N2过载保护的整定值取短路保护的整定TOC o 1-5 h z12土+,Isb-rKst-MNT=.x(125+250+315+315x5)=1450.4A3x1.14x0.87整定值取A。1451动作电流倍数n=，取n倍。645I(2)s1KII(2)s1KITsb-r5.319x10312x3x6

26、4510=8.3，5满足要求、移变电站高压配电箱过流保护装置的整定过载保护整定隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧额定电流来整定，即,P100I1.05I1.05x1.05x6A整定值取A。sb.MN3xU3x10N短路保护的整定，按躲开最大电动机起动，即回拄绞车起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为：I1.21.46+,I1.2x（22+15x2+22x5）=13.4Asb-rKst-Mn3x10 x0.84T短路整定值取A13动作电流倍数n一，取n倍。6开关过流（速断）保护是按过载保护的倍数进行整定的，所以取速断保护I31,小于I的过电流，由过载保护

27、装置动作。sbsb.osb.o按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数，其最小两相短路电流为：s1sbs1sb-r1.716x1033x1344，5满足要求。查表，得，移动变电站，阻抗电压查表，得，移动变电站，阻抗电压u%负载损、移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值15x222x215x222x281.1A3x0.69x0.84I1.1I1.1x1.1xsb.Mn3xUxcosN2过载保护的整定值取短路保护的整定sb.oNL2L40sb-rKst-MNT1.1x3x0.

28、69x0.84(15x2+22+1.1x3x0.69x0.84整定值取A。动作电流倍数n17881，1取n=3动作电流倍数n17881，1取n=3倍。I(2)KITsb-r1.716x1030.69T0 x3x17846.6，5满足要求、控制开关保护整定1）采煤机控制开关保护整定：过流保护装置的动作电流：I,I347.6额定电流见初选电缆截面表，取sbN短路保护装置的动作电流：取33X347.61043。N按采煤机电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，I（2）2174灵敏系数K_S_2.08.满足要求r331043N2）刮板机控制开关保护整定：刮板机机头、机尾高速电机控制开关保护整定：过流保护装置的动作电流：3（要求扌接近额定电流）sb，短路保护装置的动作电流：取35X150750AN按刮板机机头电机处最小两相短路电流校验灵敏系数，灵敏系数K仝26603.54，满足要求r53750N刮板机机头、机尾低速电机控制开关保护整定：过流保护装置的动作电流：3（要求扌接近额定电流）sb，短路保护装置的动作电流：取35X80400AN按刮板机机头电机处最小两相短路电流校验灵敏系数灵敏系数K仝26606.65，满足要求r53400N（3）转载机控制开关保护整定：转载机高速电机控制开关保护整定：过流保护装置的动作电流：3（要求扌接近额定电流）sb，短