22052工作面供电系统设计

22052综采工作面供电系统设计单位：机电科设计：审核：科长：机电矿长：日期：2010年6月1日22052工作面供电系统设计书一、 概况22052综采工作面为枣园煤业的一个工作面，该工作面切眼长155m,回风巷长610m,机巷长610m,煤层最大倾角23度。采煤方法为综采放顶煤工艺。二、 设备选型（一）工作面设备选型1、液压牵引双滚筒采煤机MG132/320-W1台2、转载机SGZ-730/751部3、刖部刮板输送机SGZ-630/2X1321部4、后部刮板输送机SGB-630/150C1部（二）运输顺槽设备选型1、乳化液泵站BRW200/31.52套2、可仲缩胶带输送机SSJ-800/2X451部3、刮板输送机SGZ-630/40T2部4、回柱绞车JH-51部5、注水泵BZW-125/162套6、液压钻ZDY1900S4台、潜水泵BQW-5.52台7、照明综保ZBZ-4/1272部（三）轨道顺槽设备选型1、无极绳绞车JWB-75J1部2、瓦斯泵2BEA305-11部三、电压等级及供电系统设置（一） 22052工作面的电源来自T50变电所，电压为6KV。根据工作面主要设备的容量与布置情况，采用1140V单种工作电压，其中工作面内综采设备的电压等级为1140V；照明灯及信号、红灯的电压等级为127V。轨道顺槽绞车、无极绳绞车、瓦斯泵、液压钻机（机巷使用1140V电压）、回柱绞车、水泵等电压等级为660V，照明灯及集中控制的电压等级为127V。22052工作面设计一趟高压和两趟低压回路供电：由-150变电所高爆(PJG-200/6)31#开关引一趟6KV高压，为两个移动变电站1000KVA和400KVA提供电源、担负切眼液压泵等主要负荷；甘150变电所500KVA的干式变压器，担负瓦斯泵站、液压钻、水泵、无极绳绞车等负荷，提供660V电源。正常的瓦斯断电范围是22052工作面及运输、轨道顺槽所有非本安型电气设备，通过T50m变电所内的31#高爆开关和采面的两个移动变电站的低压馈电开关执行断电，实现瓦斯电闭锁。四、 移动变电站与配电点位置的确定担负22052工作面切眼设备供电的2#、5#移动变电站及其开关装在机巷内移动设备列车上，可随工作面的推进，而移动。详见设备布置示意图。五、 负荷统计及移动变电站选择22052工作面供电负荷统计明细表如下:设备名称规格型号电机台数额定功率(KW)额定电压(V)额定电流/启动电流(A)合计(KW)安装地点米煤机MG132/320-W33201140203/704转载机SZB-730/75175114047.7/290前部溜SGZ-630/2X1322132114083.9/503后部溜SGB-630/2X75275114047.7/2901#注水泵BZW-125/16137114030/1801133工作面1#乳化液泵BRW200/31.51125114090/5402#注水泵BZW-125/16137114030/1802#乳化液泵BRW200/31.51125114090/540照明综保ZBZ-4/127241140皮带机SSJ-800/2X4524566030/180刮板输送机SGZ-630/40T14066026/156138运输槽液压钻机BZY1900S43766041/246潜水泵BQW-5.522X5.56606/36

无极绳绞车JWB-55J15566060/360无极绳绞车JWB-55J15566060/360回柱绞车JH-517.56608/48对工作面供电系统拟定的原则，选择2台移动变电站，其容量选择如下：ZPKS= exbCOS9式中zP 移动变电站所带全部负荷eK需用系数，K=0.4+0.6Pd P 最大一台电机功率x x ZP d平均功率因数 e5#移动变电站向工作面前部溜（264KW）、乳化液泵站（125KW）供电，输出电压等级1140V,其需用容量计算值为：工PK389x0.8S=ex= =366.1KVATOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"bcos9 0.85P 264K=0.4+0.6 d—=0.4+0.6x =0.8x 工P 389cos9—功率因数，°.85。选择1台KBSGZY-400/6型移动变电站，其额定容量为400kVA〉366.1kVA能够满足要求。5#移动变电站向采煤机（320KW）、2#乳化液泵（125KW）、后部溜（150KW）、转载机（75KW）、两台注水泵（2X37KW）、，其需用容量计算值为：―zPK749x0.52 e 0.85COS90.85=458.2KVA=458.2KVA=0.4+0.6d—=0.4+0.6x =0.52ZP 749ecosp——平均功率因数，°.85。选择1台KBSGZY-1000/6型移动变电站，其额定容量为1000〉458.2kVA能够满足要求。六、供电设备的选型及供电系统的拟定根据供电设备的选型原则及所选设备的电动机型号规格，初步设计见附图所示的供电系统。

七、高压电缆截面校验按设计规定，初选MYPTJ-3.6/10-3X50+3X25/3+3X2.5型号的高压电缆，其主芯线截面A=50mm2。电缆长度为实际敷设距离850m。e（一）按照长时允许电流校验查表得这类电缆的长时允许负荷电流为I=180A。y长时负荷电流计算值为：I=KXEP/V3XUXcos^Xn=cax N N *耳1138X0.52/（1.732X6X0.75X0.85）=89.3A取100A式中工p——该电缆所担负设备的额定容量，1138kW。eK 需用系数，K=0.4+0.6Pd=0.52x x乙peU——额定电压，6000V。ecos申pj——平均功率因数，0.85。耳——平均效率，0.75。I=100AVI=180A，故所选电缆能够满足长时工作发热要求。ca y（二）按照经济电流密度校验高压电缆截面Ifn100 =Ifn100 =44.4m气50就2.25式中I――经济电流密度A/mm2,j选I=2.25A/mm2Oj所选电缆截面能满足使用要求。八、工作面低压电缆选择及校验序号电缆用途电缆规格机械强度最小截面（mm2）长时允许电流（A）根数长度（M）1米煤机MCP-1.14-3X50+1X16+4X430〜5018013702前部溜前电机：MCP-1.14-3X35+1X1016〜3513822103后电机：MCP-1.14-3X35+1X1023704后部溜前电机：MCP-1.14-3X35+1X616〜3513812205后电机：MCP-1.14-3X35+1X613906转载机MCP-1.14-3X35+1X613811907注水泵MCP-1.14-3X35+1X61381208乳化泵MCP-1.14-3X35+1X61381159照明综保MCP-1.14-3X35+1X6138110选择启动负荷最大的2#移动变电站的电缆为例进行校验,其余省略计算

(一)按照正常运行时电压损失校验电缆1(一)按照正常运行时电压损失校验电缆1、正常负荷时变压器电压损失百分数为：SAU%=—(Ucos9 +Usin9)b S r pjxpjbe458.2 / 、x(0.76x0.85+6.45x0.527)=1.871000——变压器需用容量—变压器额定容量AP4600式中S-bSbeU= =一—一=0.76rSx6 1000x6变压器内部电阻上压降百分数。AP——变压器的短路损耗U=：-(U)2-(U)2=16.52-0.762二6.45x d r变压器内部电抗压降百分数。U——变压器通过额定电流时内部阻抗上压降百分数dU=6.5%。变压器内部电压损失为：△U=AU%XE/100=1.87X1200/100=22.68Vb b 2eE——移动变电站二次侧额定电压，取值1200V2e2、电缆上的电压损失：R+X=(0.491+0.081)L=(0.491+0.081)x0.37=0.21Qx、 749AU=I(R+X)= . x0.21=125Vex V3x1140x0.85x0.75变压器和电缆共计损失22.68+125=147.68V小于174V所选电缆能够满足正常供电需求。九、短路电流的计算综采工作面短路电流计算图后附1、短路回路阻抗计算因变压器容量较大，又因短路点处于千伏级电网变压比较小，因此高压系统的阻抗不宜忽略。

中央变电所母线前电源系统的电抗为U2 63X=—= =0.496Q1S80s中央变电所至采区变电所高压电缆的阻抗为（电抗值X参照铠装电缆选0取）R二rL=0.722X0.15=0.108Q02X二XL=0.063X0.15=0.009Q02采区变电所至2#移动变电站高压电缆的阻抗为R二rL=1.18X0.38X0.85=0.381QTOC\o"1-5"\h\z0 3X二XL=0.063X0.85=0.054Q0 35#移动变电站至移动变电站高压电缆的阻抗为R二rL=1.18XO.267XO.O15=0.005Q0 4X二XL=0.061XO.O15=0.001Q0 42#高压系统总阻抗为R=R+R+R=0.108+0.381=0.489Q1 2 3X=X+X+X=0.496+0.009+0.054=0.5591 2 35#高压系统总阻抗为R=R+R+R+R=0.108+0.381+0.005=0.494012 3 4X=X+X+X+X=0.496+0.009+0.054+0.001=0.56Q12 3 4折算到2#移动变电站二次侧后的阻抗为R’二0.4890.018^R’二0.4890.018^K2t徑丫折算到5#移动变电站二次侧后的阻抗为0.49411.2丿0.018Q=kS= y=0.02Q6.3?11.2丿2#移动变电站变压器的阻抗为o54 12—x—=0.008Q100SN■T100SN■TUH%UJ2N.T1001刮板输送机支线电缆阻抗为R=rL=1.18X0.522X0.38=0.234Q606X二XL=0.084X0.38=0.312Q606采煤机支线电缆阻抗为R二rL=1.18X0.38X0.37=0.166Q7 0 7X二XL=0.081X0.37=0.03Q7 0 75#移动变电站变压器的阻抗为Rs=100SH.TRs=100SH.T—x—=0.0234Q100 0.4叽U"牛空X厂100SH.T100。昇2、计算短路电流si点短路回路总阻抗R=R=0.108Q2siX=X+X=0.496+0.009=0.505Qs11 26300Uqn.T最小两相短路电流为6300Uqn.TI⑵£1=|-册“ ==、 =6100A2Jr%+x%i 2Jo.io/+o.5O52最大二相短路电流为9I(3)si=^IC2)si=7044A73S2点短路回路总阻抗R=R+R+R=0.108+0.381+0.005=0.4940s22 3 4X=X+X+X+X=0.496+0.009+0.054+0.001=0.59s21 2 3 4最小两相短路电流为U?n・U?n・t 2屁总+灶一 +Xb=4218A最大二相短路电流为傀=4871A傀=4871AS3点短路回路总阻抗R=R/+R+R=0.018+0.008+0.01=0.0360s3 5eaX二X/+X=0.02+0.057=0.0770s3 5最小两相短路电流为12002^R2S3+X212002^R2S3+X2S3_2^R2S3+X2S3=7059A最大二相短路电流为Ms= =8151A73S4点短路回路总阻抗R=R/+R+R+R=R+R=0.036+0.234=0.270s4 5ea6s36X=X/+X+X=X+X=0.077+0.312=0.3890s4 56s36最小两相短路电流为12002-7R2S4+X2S4=1267A最大二相短路电流为I(3)s4=~^I(2)s4=1463AS5点短路回路总阻抗R=R+R=0.036+0.166=0.2020s1 S37X=X+X=0.077+0.03=0.1070s1S37最小两相短路电流为^2N-T|5片 '-_J■■|T.TT 1乙l-HJ^2N-TI叫§= 亦== ==2625A2Jr%+天玉5 2Jr%+天嘻最大二相短路电流为IC3)S5=^IC2)S5=3O31A-J3S6点短路回路总阻抗6R二R//+R+R=0.108+0.0234+0.01=0.05140s6 8caX=X//+X=0.02+0.142=0.1620si 8最小两相短路电流为傀=}U潞T = 1200 =3530A2Jr%+天％最大二相短路电流为—IC2)S6=4076A十、热稳定与开关分断能力校验同上以2#移动变电站为例进行计算，其余计算过程略。（一） 移变低馈头根据热稳定需要配出的最小电缆截面；=I⑶丁/c=4076X0.5/93.4=21.8mm—J-开关动作时间；取0.25c-热稳定系数；取93.4式中I⑶为低压电缆线路首端发生短路时的二相短路电流。d因此从1#移动变电站引出的电缆为50mm2能够满足要求。（二） KBSGZY-1000移变KBZ-630低馈头处短路分断电流12.6KA，大于此处二相短路电流8.15kA,能够满足要求。十一、过流保护整定高压保护装置中过流保护整定I=X/(1.732X6X0.75X0.85)=(749+389)X0.5/(1.732X6X0.75X0.85)=85.88A取100A所选高压隔爆型配电装置的额定电流为200A〉100A，能够满足要求。1、 过载保护的整定电流倍数取2.75，其动作电流为：2.75X互感器变比=2.75X迪=110A〉100A能够满足要求。2、 短路速断保护，按照最大负荷启动时，其余应该运行的负荷已经运行情况下动作电流应为(均折算到6KV侧)I=耳+工Ie.Kx=167.6X6+554.99X0.53=1300Ad短路整定在考虑重载启动原则，选择参数为7.0即7.0X殂=280A ,满足要求。低压过流保护整定及校验(2#移动变电站为例进行校验)2#移动变电站低馈头整定：工P•Kx103 749x0.51x103I=e x = =303.47Af 3UcosQ耳 3x1140x0.85x0.75e Pipi所选移动变电站低压配电装置的额定电流为630A〉303.47A,能够满足要求。1、 过载保护的整定电流倍数取0.75档，其动作电流为：I=0.75X475.615=356.712A〉333.45A 能够满足要求。2、 短路速断保护，按照最大负荷启动时，其余应该运行的负荷已经运行情况下动作电流应为：I=Iqe+工Ie•Kx=571.5+380.3=951.865AszdIqe