采面供电设计

1/11/1播土采区1307采面供电设计计算TOC\o"1-5"\h\z、概述 1二、变电所及采面配电点位置的确定 2.变电所位置确定 2.采面配电点位置的确定 2三、负荷统计及其配电点变压器容量的选择 2.负荷统计 2.低压开关及配电点动力变压器选择 3四、电缆的选择 5£高压电缆选择 7.高压电缆截面的校验 7.采煤机供电低压电缆的选择 8.采面溜子低压电缆的选择 8.乳化泵低压电缆的选择 9.喷雾泵低压电缆的选择 9.按启动条件校验各电缆 10五、过电流保护装置整定计算 11六、《12307采面供电图》见附图1-1 15七、《12307采面设备布置图》供电图见附图2-2 15概述该采煤工作面位于播土工业广场以东约2100m处，工程垂直埋深47-150m。切眼长度240m,采长1400m左右。工作面采用单一倾斜长壁后退式综合机械化采煤法，采用MG-300/730-WD采煤机进行采煤，一次采全高。采用SGZ960/800中双链刮板输送机、SZZ960/250转载机和DSJ120/50/200X型可伸缩皮带输送机进行运输，并配备轮式破碎机进行破碎。上下端头采用ZZG6200/19/38型支撑掩护式液压支架，切眼中间采用ZZ4800/18/38型支撑掩护式液压支架。二、变电所及采面配电点位置的确定变电所位置确定根据采区变电所位置选择原则，采区变电所要位于负荷中心，并且采用就近原则进行选择。采面动力供电应由播土采区东二里块井下变电所进行供电。供电电压为10KV，供电线路长度为1680米左右。采面配电点位置的确定工作面动力由采面下运巷设备列车移动变电站提供。移动变电站设置在采面运输巷内，且敷设供移动变电站的专用轨道，轨距为900mm，并将其设置在距采面切眼下出口150m位置。各设备安装详细位置见附图（1-1）。三、负荷统计及其配电点变压器容量的选择负荷统计工作面声光信号、电话、各绞车、水泵电源用原来低压专用供电线路，所以不参与本次设计。工作面负荷见下表。序号设备名称设备型号电机功率台数电压等级1采煤机MG—300/730—WD730KW11140V2采面输送机SGZ-960/800800KW11140V3乳化泵GRB315/31.5200KW21140V4喷雾泵BPW315/16K125KW21140V5转载机SZZ-960/250250KW11140V6破碎机PCM-200200KW11140V工作面总负荷为：EPe=2680KW采用需用系数法求变电所负荷：SA二KXEPe/COS①pj式中SA——变电所负荷kVA；KX——具有相同需用系数的一组用电设备的额定负荷之和kW;在这里采用查表方法获得。COS①pj——用电设备的加权平均功率因数。低压开关及配电点动力变压器选择根据12307综采面构成情况和现场实际情况，初步确定用4台移动变压器向采面及运输巷主要设备供电。3台使用，一台备用。4台组合开关，低压开关采用贝克厂家生产的8SKC9215-3000/1140/660V(PLC)。移动变压器采用北京朗威达生产的KBSGZY系列移变。低压开关分组。根据安全、可靠，便于检修的原则。配电点移变动力负荷和低压开关动力负荷分配，具体负荷分配方案如下：A组负荷由设备列车1#移动变电站提供，供电电压为1140V0B组负荷为:破碎机200KW、转载机250KW，总功率为450KW。B组负荷由设备列车2#移动变电站提供，供电电压为1140V。A组负荷为：WG-300/730-WD采煤机组730KW，喷雾泵2*125KW(一备一用)和乳化泵2*200KW(一备一用)，总功率为1380协。注：其中一台喷雾泵和一台乳化泵作备用。C组负荷由设备列车3#移动变电站提供，供电电压为1140V。C组负荷为：溜子机头400KW、溜子机尾400KW，总功率为800KW。现对低压开关负荷及其移变进行分组：A组：1#组合开关所带负荷分别为喷雾泵、乳化泵。B组：2#组合开关所带负荷分别为破碎机、转载机、喷雾泵、乳化泵。C组：3#组合开关所带负荷分别为采煤机械。D组：4#组合开关所带负荷为溜子机头、机尾。A组1#移动变电站负荷计算容量：SB=KXEPe/COS①pj=0.74X450/0.74=450(KVA)式中KX—需用系数KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.6X250/450=0.74Pmax一为该组负荷中最大功率电动机的额定功率COS①pj一为加权平均供率因数，采煤工作面取0.65由计算可知选择一台KBSGZY—500/10移变向2#移动变供电满足要求。B组2#移动变电站负荷计算容量：SA=KXEPe/COS①pj=0.58X1055/0.65=941(KVA)式中KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.65X300/1055=0.58Pmax一为该组负荷中最大功率电动机的额定功率COS①pj一为加权平均供率因数，采煤工作面取0.65由计算可知选择一台KBSGZY—1000/10移变向1#移动变供电满足要求。C组3#移动变电站：负荷计算容量：SC=KXEPe/COS①pj=0.70X750/0.65^861(KVA)式中KX—需用系数KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.6X400/800=0.70Pmax一为该组负荷中最大功率电动机的额定功率COS①pj一为加权平均供率因数，采煤工作面取0.65由计算可知选择一台KBSGZY—1000/10移变向3#移动变供电满足要求。D组移动变电站为备用移变。该移变高压侧带电，负荷侧处于备用状态。由于本单位有KBSGZY—1000/10移变4台，所以可以直接选用。均满足使用要求。四、电缆的选择电缆的选择必须遵守《煤矿安全规程》的相关规定。必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。对固定敷设的高压电缆：在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆；在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可以采用铝芯电缆；其他地点必须采用铜芯电缆。低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。向采煤机、转载机、破碎机等主要设备供电的电缆选用MYCP型。从东二里块井下变电所到采面配电点之间的高压电缆，由一条高压电缆电缆进行供电。其余低压电缆采用MY型。按长时允许负荷电流选择电缆截面详细参数见下表。电缆用途电缆名称电缆规格长时允许电流（A）额定电压（V）长度（M）供采煤机采掘机用屏蔽电缆MYCP3X9525011402X450供转载机采掘机用屏蔽电缆MYPC3X702051140100供破碎机采掘机用屏蔽电缆MYCP3X702051140150供乳化泵采掘机用屏蔽电缆MYCP3X70205114050供喷雾泵采掘机用屏蔽电缆MYCP3X70205114040供采面溜子采掘机用屏蔽电缆MYCP3X9525011402X4501.高压电缆选择用长时间允许电流选择高压电缆截面。按照公式：Klp^IaIa=SP/3i/2UeCOS①=194.25V250AMYJV226/10KV3*70的交联聚乙烯绝缘电缆在该环境中的载流量为250A，所以满足我们的使用要求。配备长度为1700m。在上式中：Ip为空气温度25℃时，电缆允许的载流量。K环境温度不同时，载流量的修正系数。WP该系统中各台电机功率总和。Ue为系统电压。COS①为综采工作面设备平均功率因素。高压电缆截面的校验按公式：力U%=3i/2*Ia*L1(R0COSC+X0SinC)/10*Ue=1.732X194.25X1.7(0.3X0.70+0.08X0.72)/10X10000=0.0153V0.07通过计算，所选电缆符合我们的使用要求。式中：力U%电压损失百分数；la电缆中的负荷电流（A）；P电缆输送的有功功率（KW）;按该系统中所带的电动机功率之和计算。Ue该系统中的额定电压（KV）；Un额定电压（KV）；对于高压系统，取UN=10KV；R0、X0高压电缆线路中单位长度的电阻及电抗（Q/Km）；L1电缆线路的长度（Km）；COS。、Sin。、tan。——功率因数及与功率因数相对应的正弦、正切值。对于高压系统的电压损失按照«全国供用电规则»的规定，在正常情况下，不得超过7%，故障状态下不得超过10%。电压损失应从地面变电所算起至采区变电所母线止。采煤机供电低压电缆的选择按长时间允许电流选择电缆截面。In二KXWPE/31/2UeCOS①=0.65X730X1000/31/2X1140X0.65=341.3A<250X2AIn一电缆中通过的实际工作电流，A.WPe一电缆所带负荷的额定功率之和,730KW.Ue一额定电压，1140V。COS①一加权平均功率因数，COS①=0.65。KX=0.4+0.6XPmax/SPe=0.4+0.6X300/730=0.65由计算可知，选用95mm2截面的双根电缆做采煤机电源线能满足要求。采面溜子低压电缆的选择按长时间允许电流选择电缆截面。In二KXWPE/3i/2UeCOS①=0.65X800X1000/3i/2X1140X0.72=365.8A<345X2AIn一电缆中通过的实际工作电流，A.WPe一电缆所带负荷的额定功率之和,800KW.Ue一额定电压，1140V。COS①一加权平均功率因数，COS①=0.65。KX=0.4+0.6XPmax/SPe=0.4+0.6X400/800=0.72乳化泵低压电缆的选择按长时间允许电流选择电缆截面。In二KXSPE/3i/2UeCOS①=0.65X200X1000/31/2X1140X0.65=101.3A<205AIn一电缆中通过的实际工作电流，A.SPe一电缆所带负荷的额定功率之和,200KW.Ue一额定电压，1140V。COS①一加权平均功率因数，COS①=0.65。由计算可知，选用70mm2截面的单根电缆做乳化泵供电电满足要求。喷雾泵低压电缆的选择按长时间允许电流选择电缆截面。In二KXSPE/3i/2UeCOS①=0.65X125义1000/31/2X1140X0.65=63.3A<205AIn一电缆中通过的实际工作电流，A.WPe一电缆所带负荷的额定功率之和，125KW.Ue一额定电压，1140V。COS①一加权平均功率因数，COS①=0.65。由计算可知，选用70mm2截面的单根电缆做喷雾泵电源线能满足要求。按启动条件校验各电缆1#移变低压供电系统，由于采煤机单摇臂电机启动电压损失量最为严重，故以采煤机单摇臂电机能否可靠启动进行校验。电动机起动时的校验计算按公式:力U=力U1+力U2=77.7A力U1=0.01UnPcaL0U/=37.7A力U2=Uk*St/100Ut(ur%COSO+ux%SinC)二40A式中：ZIU电压损失；力U1为线路损失电压，力U2为变压器损失电压Un该系统中的额定电压(KV)；Pca线路有用功率计算值K1线路所带负荷系数；Pn线路所带负荷功率；n线路所带负荷效率。St变压器的实际负荷量；Uk变压器器二次侧电压；Ut变压器额定容量；ur%变压器的电阻压降百分数；ux%变压器的电抗压降百分数；L0电缆线路的长度（Km）；U*（1KW.Km负荷矩的电压损失）取0.0245；COS。、$5。功率因数及与功率因数相对应的正弦、正切值。所以电压压降：力U%二力U/1140=77.7/1140=0.068,该数值小于7%的规定，所以满足我们的使用要求。2#移变低压供电系统，由于溜子电机启动电压损失量最为严重，故以溜子单机能否可靠启动进行校验。电动机起动时的校验计算按公式:力U=力U1+力U2=80A力U1=0.01UnPcaL0U/=28A力U2=Uk*St/100Ut（ur%COSO+ux%SinO）二52A式中：ZIU电压损失；力U1为线路损失电压，力U2为变压器损失电压Un该系统中的额定电压（KV）；Pca线路有用功率计算值K1线路所带负荷系数；Pn线路所带负荷功率；n线路所带负荷效率；St变压器的实际负荷量；Uk变压器器二次侧电压；Ut变压器额定容量；ur%变压器的电阻压降百分数；ux%变压器的电抗压降百分数；L0电缆线路的长度（Km）；U△%（1KW.Km负荷矩的电压损失）取0.0245；COS。、$也。功率因数及与功率因数相对应的正弦、正切值。所以电压压降：ZU%=ZU/1140=80/1140=0.07,该数值小于7%的规定，所以满足我们的使用要求。对于转载机、破碎机、喷雾泵、乳化泵线路电缆不到

50米，电机功率较小。以最大设计推断，不难看他们一定满足使用要求。五、过电流保护装置整定计算低压开关的选择及校验，根据开关所控制的电机容量、电压等级及使用要求选择相应的开关，开关的具体型号见供电系统示意图。1#组合开关的过载整定计算根据：IZ=EP*Ig一回路：IZ=125*0.66=82.5A 整定为：99A二回路：IZ=200*0.66=132A 整定为：158AIg换算系数取0.66过载整定值近视等于电机额定电流值IZ2#组合开关过载电流整定根据：IZ=EP*Ig整定为：158A整定为：198A整定为：整定为：158A整定为：198A整定为：158A整定为：99A二回路：IZ=250*0.66=165A三回路：IZ=200*0.66=132A四回路：IZ=125*0.66=82.5AIg换算系数取0.66,过载整定值近视等于电机额定电流值IZ在1#组合开关损坏的情况下，将1#组合开关电源侧搭入2#组合开关电源侧。过载整定值近视等于电机额定电流值IZ

3#组合开关过载电流整定根据：IZ=EP*Ig整定为：237A整定为：340A整定为：整定为：237A整定为：340A整定为：158A整定为：99A二回路：IZ=430*0.66=283.8A三回路：IZ=200*0.66=132A四回路：IZ=125*0.66=82.5AIg换算系数取0.66过载整定值近视等于电机额定电流值IZ4#组合开关过载电流整定根据：IZ=EP*Ig一回路：IZ=400*0.66=264A 整定为：316A二回路：IZ=400*0.66=264A 整定为：316AIg换算系数取0.66过载整定值近视等于电机额定电流值IZ用最远点两相短路电流校验其灵敏度用两项短路电流校验灵敏度：Km=口2/IzKm灵敏度系数；Id?两项段度电流；IZ为电机额定电流。当整定电流达到8IZ时候，就视为短路，电子保护器动作。1#组合开关：一回路喷雾泵电缆换算长度L=40*0.73=29.2m，查表得H1d2=5980A。短路整定=8IZ=8*82.5=660A,取700A。灵敏度校验Km=Id2/IZ=8.542>1.2所以满足要求二回路乳化泵电缆换算长度L=50*0.73=36.5m，查表得HId2=5800A。短路整定为8IZ=8*132=1056A,取1056A。灵敏度校验Km=Id2/IZ=5.94>1.2所以满足要求2#组合开关：一回路破碎机电缆换算长度L=150*0.73=109.5m，查表得H1d2=4956A。短路整定为8IZ=8*132=660A,取700A。灵敏度校验Km=Id2/IZ=7.08>1.2所以满足要求二回路转载机电缆换算长度L=100*0.73=73m，查表得HI2=5470Ad短路整定为8IZ=8*165=1320A,取1300A。灵敏度校验Km=Id2/IZ=4.20>1.2所以满足要求三回路乳化泵电缆换算长度L=50*0.73=36.5m，查表得H1d2=5800A。短路整定为8IZ=8*132=1056A,取1056A。灵敏度校验Km二必/1广5.92>1.2所以满足要求四回路喷雾泵电缆换算长度L=40*0.73=29.2