综采工作面设计范例

安徽矿业职业技术学院综采工作面电控开关的PLC设计指导员： 班级： 姓名： 论文导师： 淮北矿业集团房庄煤矿综采工作面3.3KV供电系统可行性论证报告2006年2010年我公司煤矿井下采区供电系统由660V提高到1140V这一电压等级运行了将近4年，在这期间还采取了综采放顶煤工艺产量由过去的1000万吨上升到1845万吨，本次采区电压由1140V提升到3.3KV是对供电系统电气设备又进行的一次影响深远的重大变革，从这个意义上出发我公司领导先后去神符、兖州、晋城、淮南、唐山、大同等现已将采区供电电压提升到3.3KV的兄弟单位调研，最终决定选用：太矿生产的MGTY400-/930/3.3采煤机张家口煤机厂生产的SGZ880/1050工作溜张家口煤机厂生产的SGZ880/1050后部溜西北煤机二厂生产的SZZ-1000/400转载机西北煤机二厂生产的PLM-3000破碎机长沙变压器厂生产的KBSGZY-2000-6/3.3移动变电站德国贝克公司生产的KE3002-450组合磁力真空起动器山东泰安开关厂生产的BXBB500/3.3配套馈电开关天津电缆厂生产的MCPT-3.3KV3X95(mm)2电缆天津电缆厂生产的MCPT-3.3KV3X70(mm)2电缆天津电缆厂生产的MYPTJ-6KV3X95(mm)2电缆天津电缆厂生产的MYPTJ-6KV3X185(mm)2电缆从房庄煤矿丈八中央配供至采区供电距离为4500m,供电方式为185(mm)2电缆双回路供电。3.3KV系统总负荷3630KW。(1140V系统负荷为2570KW)，(660V系统250.7负荷KW)。下面从以下几方面进行论证：二、 先进性3.3KV供电系统移动变电站一、二次馈电装置采用了目前最先进的工控机模式，具备过载、漏电、短路、缺相、漏电闭锁等保护并且直接显示在窗口上并有直观状态时间记忆显示控制。采用程序语言直接由电控中央处理器CPU发出指令改变状态进行控制，整定方式由面板触模式按键输入，在一次二次装有各自一套PLC工控机，留有信号，闭锁等专用485接口。真空磁力起动器为多路抽屉式接口，每一抽屉为两路最多可排六路，换向硬件采用电动机控制的换向结构，由面板换向按钮发出指令，电动机起动进行换向，保护也是采用CPU工控机具有漏电、短路、过载、缺相、漏电闭锁等保护、配有专门的控制台台上有运行、故障等状态显示窗口，直接窗口显示屏显示，具有工作可靠，使用方便等优点，可以说是较目前为止最先进的电控系统。三、 可靠性分析：3.3KV供电系统设计方案见附图主要技术参数：电缆MYPTJ-3X85X4800m/6.0电缆MYPTJ-3X95X1000m/6.0电缆MCPF3X95X200/3.3电缆MCPT-3X70X3.3X400m4根(主系统)电缆MYPTJ-3X95X200/6.0MCPT-3X70/3.3X4004根电缆支系统MCPT-3X95X200/3.3移动变电站KBSGZY2000-6.0/3.3额定电压一次6KV二次额定电压3.3KV，一次额定电流200A,二次额定电流390A,—次负荷开关250A（PLC工控机控制），二次防爆馈电装置额定电流500A（PLC工控机控制）型号BXBB500/3.3过载（含相不平衡）1〜8倍额定电流。漏电闭锁值100K,漏电保护动作值50K瞬间动作切断3.3KV磁力真空起动器：额定电压3.3KV，额定电流450A（每一抽屉两路）最多组合6路。采煤机MGTY400-930/3.3D2X400KW截割电机，2X45为牵引电机，40KW泵电机，电机功率因数cosC取，0.88电机效率n取0.95，整机电流为194.6A，工作机运输机SGE880/1050,额定电压3.3KV，额定电流113A,功率因数cos^=0.87，电机效率n=0.94,转载机SZZ-1000/400,额定电压3.3KV，额定电流84A，功率因数cos^=0.87，电机效率n=0.94。破碎机PLM-3000,额定电压3.3KV，额定电流42A,功率因数cos^=0.88，电机效率n=0.94，电机功率200KW,3.3KV系统，分别为185电缆，各供两趟干线，根据电缆手册交联聚乙烯绝缘电力电缆（YJLV）6KV185铜线为载流量为415A,第一条干线所带负荷为2580KW，第二趟干线为1050KW，第二趟干线的支线中还带有1140V820KW其中备用310KW。四、技术测算评价与主要研究的问题用两趟185铜芯电缆分两条干线分带3630KW负荷完全可以实现；因为185铜芯电缆载流量415A趟，两趟共可实现830A负荷分配。且185电缆为6000V系统，3.3KV系统负荷为3630KW电流为下表设备型号电机功率（KW）电压等级（KV）额定电流（A）换算一次IeMGTY-400-930/3.3D9303.3192SGZ-880/105010503.3110SGZ-880/105010503.3110SZZ-1000/4004003.384PLM-3000/2002003.342二台乳泵两台加压泵8201.1432136303.3538296A注表中含3.3KV干线中的1014KV电压等级负荷820KW参与干线运行，从电流计算得知3.3KV负荷3630KW在6KV呈现电流296A，有一趟185铜芯电缆完全满足。第1条干线变压器容量选择：=0.56X1530/0.65=856.8/0.65=1318.2KVASo=0.56X1050/0.65=584.7/0.65=899.5KVA当需用系数在0.7,加权平均功率因数在0.65情况下变压器容易值如上。根据煤矿电工手册,变压器选型原则，S实选三SB计算，选S,=2000KVAS2=2000KVAB 1 2第二条干线变压器容量选择：S,=0.56X1050/0.65=584.7/0.65=899.7KVAB21S“-0.56X510/0.65=285.6/0.65=439.4KVA820KW中有310KW备用当需用系数在0.56加权平均功率因数在0.65的情况下变压器容量值如上。根据煤矿电工手册，变压器容量选型原则S实选三SB计算，选S21=2000KVAS22选1000KVA。第1条干线允许的长期工作负荷电流实际值I’=0.56X1530X103/3X3300X0.65=856800/3715.14=230.57Ag11I=0.56X1050X103/3X3300X0.65=588000/3715.14=158.27Ag22第2条干线允许的长期工作负荷电流实际值Ic’=0.56X1050X103/3X3300X0.65=588000/3715014=158.27Ag21I=0.56X510X103/3X1140X0.05=285600/1283.41=222.5A根据煤矿电工手册电缆选型原g22则I三1,因此3.3KV供电系统移动变电站一次应设计予留3个电源进线装置以适应并线要yg求，二次侧同样予留2个电源出线装置以适应并线要求。第一条干线中Ig11应选3X95(mm)2电缆一根。也可选3X120(mm)2一根。但3X120(mm)2电缆弯曲半径矿用叉子车又不适应。第1条干线中Ig12和第2条干线Ig21应选3X95(mm)2电缆一根，第2条干线中Ig22选3X95(mm)2电缆一根，也能满足要求，供电系统设计应为附图。 §供电系统的电压损失测算如下：K=S72000=1318.2/2000=0.159K=S72000=899.3/2000=0.5f1B1 f2B2K=S720000=899.7/2000=0.5K=S71000=439.4/1000=0.44f3B2 f4B4第1干线SB1负荷电流257.05A,第二台变压器负荷电流为195A，第2干线SB的为195A,B1 B21SB22为211.6A，第1干线支线电压损失：3.3KV△U]=X0.059X192X400/4.25X70=290.62V△U=X0.05X84X400/4.25X70=97.8V2U3=0.5XX42X400/4.25X70=48.5VU=0.5X113X400/4.25X70=131.57V4△U5=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V第2干线支线电压3.3KV△U=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V6△U7=0.5XX113X400/4.25X70=131.57V第1干线6KV电压：供4200m时△U1=X0.65X126.8X4200/4.25X185=762V第二条干线电压为：△U=X0.65X87.05X4200/4.25X185=526.04V=AU32△U=X0.65X42.27X4200/4.25X185=254.12V4当最末端电动机起动时电压应为△U允=3300-0.7X3300=990V。变压器的电压损失△UBB损，因为无资料故为缺项。系统短路电流也为缺项，根据煤矿电工手册，供电系统电压损失应为△U=AUd+△U+△U △U应＜△U允许故=X0.65X126.8X4200/4.25X185=689.9V其它电压损失均能满足。因此6KV系统从中央配起只能供3800m,3300V只能供370m,从中央配起供到工作面设备处最远距离为4170m否则将出现因电压损失超限而设备长期运行导致故障发生，解决办法有1、 第采取分散负荷，增加电缆根数。2、 增大电缆截面。3、 总之按起动条件AU允应小于990伏。应做为主要研究的问题：必要时在系统安装后按起动条件实测电压降。4、 现我国频率为工频50HZ，电缆漏电故障多发3.3KV系统应采用金属网蔽布带或橡胶带，对应导线屏蔽连接时镀锡处理，使用监视型屏蔽电缆与馈电开关的漏电保护配合提高安全水平实现火花不外露。5、 电气设备修理时绝缘材料不能降低，因为3.3KV操作过电压，根据原煤炭工业部有关资料显示其1.14KV时为5.5倍，6KV时为7倍。3.3KV时操作过电压应展开研究，应建立测量操作过电压的模似试验装置，以便经济合理选择电气设备的绝缘，保证供电质量。6、 关于安全保护问题：采区电气设备的电压等级由过去660V、1140V和6KV并存，现改为6KV、3.3KV、1.14KV、660KV四三种电压并存，设备绝缘损坏时人触电危害增大，目前可采取的措施是：设备安装或系统连接后以及运行中定期测量接地芯线绝缘电阻值，和在运行中外观检查接地装置的完整及完好性，漏电保护必须采用监视型和屏蔽电缆，保护接地装置可靠配合提高安全性。五、经济效益问题的估算：五、 经济效益问题的估算：3.3KV综合机械化采煤机设备投资6000万设备生产能力按10000吨/日产计，工作面长度为245m，截深为0.75m，每班割两刀，该面设计能力300万吨/年，若当年达产则当年除给职工开资和扣除各种费用外当年就能收回投资，因为按吨煤平均价230元计，则可产出煤300万吨，折人民币690000000元，经济效益可观。可实现当年投资见效。根据今年中国煤炭工业协会召开关于煤炭价格会议得知煤炭市场看好电煤供不应求，关键是品种质量问题，考虑外围因素，地质条件，通风及人员培训过程，在5~6年内完全可以收回投资，并有盈利。六、 项目进展与试验安排：该项目试验地点房庄煤矿北丈八S8101综采面，时间2004年8月〜10月安装，10〜12月人员培训，2005年〜2006年正式动作完毕，项目实施期一年，实施期内工作由公司机电动力部负责组织：由房庄煤矿（机电科）机动部负责整理落实综采工作面供电系统运行资料，运行过程中将3.3KV供电设计实施情况，运行故障分类统计，解决问题的办法及措施，搞成书面材料报集团公司机电处科技中心。由机电动力部、科技中心起草计划任务书，以便让3.3KV供电系统运行在我公司打下良好的基础。在实施过程中供电系统运行报告（3.3KV）。ZF5600-1.7/3.0型大吨位低位放顶煤支架和RX400/25型液箱，GRB-315/31.5型乳泵和KPB315/16A型加压泵QX360/30A型水箱的运行报告。MGTY400-930/3.3D型电牵引采煤机运行报告。SGZ880/1050型工作面运输机，SZZ-1000/400转载机，PLM-3000破碎机运行报告四个报告均属于综采工作面供电及运行资料。七、 地面综机队厂房应增设3.3KV电气试验装置及工具。1、 设备如下：电源电压产生装置：需配6KV/3.3KV变压器一台容量1000KVA，3.3KV配电装置1台。6KV高压配电装置一台（特殊型）能用汉字显示电流，电压、起动电压降等功能。共计资金约30万元。2、 保护装置及工具如下：供应部门需购置3.3KV的接线装置，3.3KV绝缘测试装置，验电笔、高压绝缘靴。3、 管理资料完善。机电动力部应外出调研收集兄弟单位的管理经验管理资料，以完善国内3.3KV系统无资料运行状态，尽快收集资料进行人员培训，以便持证上岗。3.3KV供电系统通过电控设备，先进性论证，可靠性分析，主要技术数据测算与评价，主要问题的研究，经济效益问题的估算，项目进展与试验安排，并且提出了当前急需解决的问题，最后的结论是：3.3KV供电系统采用目前为止最先进的工控机PLC技术系统方案布置是可靠的，通过系统主要技术数据测算证明可以立项解决，并要对文中产要研究和急需的问题在今年开始着手解决特别是技术参数的收集与人员培训，要抓紧抓好，不留死角，为集团公司十年双百亿战略目标打好基础。77年〜79年我们在综采上马时管理干部换了一代新型科学技术人员，我们的产量上了一个台阶，这次我建议要把现场操作人员一工人换成大中专毕业生，文化程度不够的要逐步退到1140伏系统和660V系统配套的一般队组，3.3KV供电系统的重点队一律为大专以上文化程度标准不能降，因为神符、大同、兖州、晋城、潞安都这样做了实践证明管理是产生于人员素质，人员素质高了管理自然上去了，要建立机制，有文凭、有水平、有教养热爱煤炭事业的人才能做领导，否则会事与愿违。上述报告请予以审定。供电负荷为3755KWKW,共分为三个分支，第一分支为采煤机、后工作面运输机、乳泵、喷雾泵；(380+320+315)+(315*2+250+45*2)=1015+970=1985kw附表：工作面负荷统计表序号名称型号功率备注1采煤机MGTY300/700-1.1D700KW2前运输机10kvSGZ--764/500250KWX23后运输机SGB—764/630315KWX24转载机SZZ—880/315315KW5交带输送机SSJ-1200/3*200200KWX35破碎机PCM-160160KW6乳化液泵站MRB-300/315250KWX27乳化液箱RB-300/3158喷雾泵KPB-320/6.345KWX29附属设备注水泵，水泵，绞车等.260KW10合计3755KW第二分支为工作面运输机、转载机、破碎机；250*2+250+160=910kw第三分支为皮带机及回风设备。200*3+260=860kw供电设计如下图：根据各路符负荷调配情况和综采工作面需用系数选择原则：(I)KX=0.4+(0.6XPamx/£Pe)=0.625KX=0.4+(0.6pamx/工Pe)=0.6060.595KX=0.4+(0.6*PamX/^Pe)=0.59(W)—(。宀曲尸0.570&加权平均综放工作面分别取，许用KX=0.65cose取0.7根据各路负荷情况，选变压器(电站)容量。三、 变压器(电站)容量的选择与计算S1=KX£Pe/coS^=0.65*1015/0.7=942.5，可选1000KVA或者1250KVAS2=KX£Pe/cos0.65*.970/0.7=916.5，可选1000KVA或者1250KVAS3=KX£Pe/coS^=0.65*910/0.7=845kw，可选1000KVA或者1250KVA9S4=KX£Pe/cos^=0.65*860/0.7=650kw,835根据电压损失:，和线路短路电流计算最后确定。取800KVA四、 按长时允许电流密度选择电缆S=I/JI 干线电流 J-----经济电流密度g一g 已知该采区第一干线用1000KVA移动变电站2台，10/1.14KVI£PV3U=2000/V3*10=115.5ATOC\o"1-5"\h\zg1=e/ eI£PV3U=1000/V3*10=57.7Ag2= e/ eI£PV3U=800/17.32=46.2Ag3= e/ eS_I_.J3=115.5/J3=66.39mm2，选用MYJV3X70-216AS2=Ig2/1.73=57.7/1.73=33.4mm2，选用MYJV3X35-138AS3=I3//1・73=46.2/1.73=26.8mm2，选用MYJV3X35-138A五、 、正常运行时电压损失校验根据GB10KV电压等级允许的电压损失为6—8%，和实际图纸测量，距井下中央变电所3400米计算，既综放工作面高压供电距离3000米千伏级为420米。求电缆的电压损失：L]+L2=3000 S=70mm2第一回路负荷1985KW,根据煤矿井下电缆安装运行，维修管理工作细则选取10KV70mm2cosQ=0.61K%=0.514%x=0.68Q/kmR=0.42Q/kmU%Pe*L%中，Pe为ML为km。G1= wU%1985/1000X3X0.514=3.06%G1=UG2%=Pe2xLXK%式中Pe2为MW，L为KMU%=910/1000X3X0.514%=1.4%G2Ue%=860/1000X3X0.514%=1.326%G3COSQ=0.7K%=0.562%x=0.68Q/kmR=0.42Q/km时U%Pe*L%中，Pe为ML为km。G1= wU%1985/1000X3X0.562%=3.347%G1=UG2%=Pe2XLXK%式中Pe2为MW，L为KMU%=910/1000X3X0.562%=1.534%G2U%=860/1000X3X0.562%=1.449%G3£Pe=1.15+0.98=2.13MWU%=2.13X3X0.514%=3.284%G1U=△U/100*Ue=3.284%/100*1000=324V送到移动变电站一次。G G1计算变压器的电压损失，变电站技术参数如下：容量：1250KVA(上海)空载△P=3100W，短路△N=7400W，阻抗电压百分数U,%=6%dUr%=AP/Se=3100/1250X10=0.248%U%=VU2-U2%=5.99%X dRB=1015/1250=0.81负荷率，(cos©=0.7；sin©=0.714)Ub%=B(UR%*cos©+Ux%*sin©)=0.81*(0.248%*0.7毛则渠煤矿综采工作面供电设计续+5.99%*0.714)=4.3%U△U%/100*U=4.36%/100*1140=49Vb=b 2e容量：1000KVA(上海)空载△P=2600W，短路△N=6100W，U%=6%(cos©=0.7；sin©=0.714)B=980/1000=0.98Ur=AP/Sxco=2600/10*1000=0.26%U%=VUd2-UR2%=V62-0.26%=5.928%XUb%=B(Ur%*cos©+Ux%*sin©)=0.98*(0.26%*0.7+5.928%*0.714)=0.98%(0.182+4.23)%=4.323%U△U%/100*U=4.323/100*1140=48.24Vb=b 2e容量：800KVA(上海)空载△P=2300W，短路△N=5100W，U%=5.5%(cos©=0.7；sin©=0.714)B=827/800=1.03△U%=2700/10*1000=0.27%U%=VUd2-UR2%=V5.52-0.272%=V30.25-0.0729%=5.49%XU%=1.03(0.00287%*0.7+5.49%*0.714)=1.03(0.00196+3.92%)=4.02%bU△U%/100*U=4.02/100*660=26.53Vb=b 2e，容量：800KVA(上海)空载△P=2300W,短路△N=5100W,U5.5%(cos©=0.7；sind. d= 1©=0.714)B=825/10*800=0.825△U%=2300/800*10=0.2875%U%=VUd2-UR2%=V5.52-0.2875%=5.49%XUb%=B(Ur%*cos©+UX%*sin©)=0.825*(0.28%*0.7+5.49%*0.714)=0.825%(0.1995+3.91)%=3.395%U△3.39%/100*660=22.374V*b=IZ1=380*103/V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=248AT=315*103V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=206AZ2I=250*103V3*1140*0.85*0.91=38000/1527.26=163AZ3U=V3*I*L,cos©/Ys=V3*248*400*0.85/42.5*70=49VZ1 Z11*十U=V3*1*L,cos©/Ys=V3*206*400*0.85/42.5*70=40VTOC\o"1-5"\h\zZ2 Z21* 十U=V3*1*L,cos©/Ys=V3*163*400*0.85/42.5*70=32.3VZ3 Z31* 十I 1015*103+980*103=1995000/13102.58=152.2AG1=U,=V3I/Lcos©/42.5*50=总G1 G1V3*152.1*3000*0.85/2125=316.3VI970*103/V3*10000*0.85*0.89=970000/13102.58=74AG2=U、宀=V3IO*Lcos©/42.5*35=326828.4/1487.5=219.7VTOC\o"1-5"\h\z总G2 G2I700*103/V3*10000*0.85*0.89==534.25G3=U,=V3I?Lcos©/42.5*35=314638.58/1487.5=211V总G3 G3U、=△U+△U+△U=316.3+49+19.2=384.5V总1 G1 B1 Z1U=△U+△U+△U=219.7+48.24+20.9=208.8V总2 G2 B2 Z2U.=△U+△U+△U=211+32.3+26.53=269.82V总3 G3 B3 Z3UW允许值6-8%合格。六、 变压器参数计算R =6400*1.142/1.252*106=9216/1562500=0.00590T1250Z““=6.5%*1.142/1.25=0.07488QT1250x=VZ2-R2=V0.074882-0.0592=0.07460T1250TTRt1000=6100*1.22/106=8784/106=0.008784QZt1000=6.65%*1.142/1=0.0864QXnn=VZ2-R2=V0.08642-0.008782=0.085950R=5100*1.142/0.82*106==0.01176QT800z =5.5%*1.142/0.8=0.0990T1250XT1250=VX^Z^-R^rV0.0992-0.011762=0.09830七、 计算系统的两相短路电流(1)10KV第一回路：已知电缆断面选择为50mm2L=3000米S=70mm2L2=400米换算为290米-L2 换系统短路容量为70MVA系统X=0.01208根据煤矿井下电缆按装运行维修细则10KV电缆K%=0.514R=0.420/kmX=0.080/km高压电缆只※-X.L=0.42*3=1.26Q乂※=X.L=0.08*3=0.24QZR=只※KB2+Rb=1.26/8.772+0.0059=0.0223QZX=(X+乂※)/8.772+X※严b(0.01208+0.24)/8.772+0.0764=0.07968QI=1140/2V(ZR2)+ZX2=1140/2J0.02232+0.079682dl=1140/2J0.006846=1140/0.1655=6888.22AI段点，电缆S=70mm2L=0.29KmL=400米电压为1140VK%=0.31d2 换 实R=0.319Q/kmX=0.078Q/km2ZR=0.0223+RLc=0.0223+0.319*0.29=0.01148Q2换2ZX=0.07968+X.L=0.07968+0.078*0.29=0.1023Q换t=1140/2J0.11482+0.10232=1140/2J0.01318+0.01047d2=1140/2J0.023645=3713A第二回路为10KV入井电缆。已知电缆断面选择为S=35mm2L=3000米L换=4290mL2=400mS2=70mm2L2=290m换根据煤矿井下电缆按装运行维修细则，10KV电缆负荷钜K%=0.694cosQ=65K%=0.68cosQ=0.7R=0.6Q/kmX=0.08Q/km高压电缆只※-X.L=0.6*4.29=2.574Q换乂※=X.L=0.08*4.29=0.3432QZR=只※R=2.574/8.772+0.0059=0.03937QZX=X※乂※严(0.01208+0.343)/8.772+0.0764=0.08102QbI=1140/2J(ZR2)+ZX2=1140/2J0.039372+0.081022d4=1140/2J0.00806==6347AI段电缆电缆S=70mm2L=290mL=400米电压为1140VK%=0.31%R=0.319Qd5 换 2/kmX=0.078Q/kmZR=0.03937+RL=0.03937+0.319*0.29=0.4862044ZX=0.08102+XL=0.078*0.29+0.08102=0.103604. 4I=1140/2J0.48622+0.10362=1140/2J0.2364+0.01073d5=1140/2J0.02471=1140/0.99425=1146A第三回路为10KV电缆。已知电缆断面选择为S=35mm2L=3000米L=4290mSo=70mm2L2=290m换根据煤矿井下电缆按装运行维修细则，10KV电压损失钜K%=0.694cosQ=0.65K%=0.68cosQ=0.7R=0.6Q/kmX=0.08Q/km变压器为800KVA/0.69高压电缆： RxX.L=0.6*4.29=2.5740换乂※-X.L=0.08*4.29=0.34320换ZR=只※+R=2.574/8.772+0.01176=0.045230BZX=X孤+乂1=(0.01208+0.343)/8.772+0.09831=0.1029Qb1=660/2J0.45232+0.10292=660/2J0.002046+0.01059=2936Ad6I段电压=660V电缆S=70mm2L=1500md7L=1086mK%=0.091%R=0.319Q/kmX=0.078Q/km换ZR=0.04523+RL=0.04523+0.319*1.086=0.39710换ZX=0.1029+XL =0.078*0.1086+0.1029=0.18760.换馬=660/2J0.39172+0.18762=660/2J0.15343+0.0359=660/2*0.4343=660/0.8686=759A八、整定值的计算与校验KSGZY—1250/10/1.2二次开关整定值计算KSGZY800—10/0.6二次开关整定值计算工I=1 +其余各台额定电流=230*8+230+34.5+42.5+28.75Zmax+28.75=2434.5A当第三路干线送1600m35mm2换算为2288米时，R=0.6Q/kmX=0.08Q/km只探=R.L=0.6*2.288=1.37280换乂※=X.L=0.08*2.288=0.1830换ZR=1.372/8.792+0.01176=0.02960QZX=(0.1208++0.1832)/8.772+0.09831=0.11085Q准确点=660/270.02962+0.118052=660/2V0.000876+0.010176=660/2*0.011046=660/0.2102=3039.8AI/Z^=3139.8/2434.5=1.28/1.5倍(不合格)d6Z因此第三回路10KV部分电缆仍须50mm2.,长度为1600米。K%=0.514%R=0.42Q/kmX=0.08Q/km高压电缆只※=X.L=0.42*1600=0.6720乂※=X.L=0.08*1.6=0.128QZR=只※/KB2+0.01176=0.672/8.772+0.01176=0.0205QZX=X+0.09831=(0.01208+0.1728)/8.772+0.09531=0.0971Q1=660/2V0.02052+0.09712=660/2V0.00042+0.00943d6=660/2*0.009848=660/0.1979=3335AId7段电压为660V电缆为：S=70mm2L换=1086mL=1500米K%=0.091%R2=0.3990/kmX=0.0780/kmZR=0.0205+R.L=0.0205+0.319*1.086=0.3670换ZX=0.0971+XL=0.0971+0.078*1.086=0.0850.换Id7=6600/2V0.3672+0.08472=660/2V0.1347+0.0072=660/2V0.142=880A/从计算得制知，第三回路主干线10KV用50mm2为合格整定值计算第一支路：ZIZ=I+其余各台额定电流a、 KJZ--1000A—1140D负荷为1015KW最大一台为300PI=189*8+300*6.3+250*0.63=1858.5A2I2/I2=3713/1858.5=1.9倍，合格b、 KJZ--1000—1140D整定1858.5Ac、 QJZ—4*315真空接触器整定第一支路整定为237.5A第二支路整定为210A第三支路整定为156.25A第一干线第二台移变整定值为 1878A，第一支路双速开关按说明书整定，第二支路QJZ—4*315按如下值250KW按152.7A整定，45KW按28.1A整定。I2点=3713AId3/I21.5倍，合格d3 d3第二干线移动变电站二次开关整定工IZ=I +其余各台额定电流ZmaxI“=196A*8+2*156.25+100=1568+312.5+100=1980AZ4I/I-6347/1980=3.2三1.5倍，合格。d4Z4=该第一支路按双速电机高低速额定电流和双速开关整定公式整定。315KW转载机按198A整定；160转载机按100A整定；I=1380+460+142.5+34.75+172.5+19.5+22.5=2131.75AeQmax根据煤矿井下电缆按装运行维修细则,660V系统，70mm2铜芯电缆,R=0.34Q/km,X=0.078Q/km,L=0.4km,R=0.34*0.4=0.136=1380+460+142.5+34.75+172.5+19.5+22.5=2131.75AeQmax根据煤矿井下电缆按装运行维修细则,660V系统，70mm2铜芯电缆,R=0.34Q/km,X=0.078Q/km,L=0.4km,R=0.34*0.4=0.136QX=0.078*0.4=0.0312QU,=V3*I V3*1380(Rcos©+Xsin©)=2390.16总 Qmax=(0.136*0.5+0.0312*0.87)=227VU=V3*IV3*2131.75(Rcos©+X*sin©)=Qmax Qmax=d5 d5Z5d、第三回路KSGZY—800KVA移变二次开关整定：工IZ=I +其余各台额定电流ZmaxI=230*8+230*2+42.5+28.75=2371Az6I/I6=3335/2300=1.45略小于1.5倍，若超过计算长度时，应改为50mm2电缆。d6z6I点=887A, IZ7=28.5Ad7 Z7I/I=887/3021.5倍，合格。d7Z7九、起动电压校验-cosQ=0.5时，sin©=0.87第一回路I =187.5*8*75%=1125AQmaxIc=1125+187.5+57.0+12.5+56025=1483AeQmax根据煤矿井下电缆按装运行维修细则，查70mm2铜芯电缆，R=0.319Q/km，X=0.078Q/km,L=0.4km,r=r*0.4=0.1276QX=0.078*0.4=0.0312QU,=V3*IQ=V3*1125(Rcos©+Xsin©)=1948总 Qmax=(0.1276*0.5+0.027)=176VU=V3*IV3*1483(0.1276*0.5+0.0312总 Qmax=*0.87)=2568(0.0638+0.027)=233.1V第二回路I =198.6*8*75%=1180AQmaxIc=1180+198.6+156.25+50=1535AeQmaxU,=V3*I V3*1180(Rcos©+Xsin©)=总 Qmax=(0.1276*0.5+0.027*0.87)=185.5VU=V3*I_V3*1535(Rcos©+Xsin©)=Qmax Qmax=2658(0.0638+0.027)=241.3V第三回路I =198.6*8*75%=1180AQmaxIc=1180+156.2*2+100=1592.5AeQmaxU,=V3*I V3*1180(Rcos©+Xsin©)=总 Qmax=2403.75*(0.0638+0.027)=185.5VU=V3*IV3*2758(Rcos©+X*sin©)=Qmax Qmax=2758(0.0638+0.027)=250.42V第四回路I=230*8*75%=1380AQmax3692.2(0.068+0.027)=350.7V考虑回风小绞车运行时，接力起动，考虑回风加一台排水泵和一台注水泵,△UQ=2390.16AQmax可以降低到1939.5A△U_V3*1939.5(0.068+0.027)=184VQmax=从起动电压校验，可知各条回路压降，均小于285V,符合要求。十、接地系统简述为了保证可靠接地，每台设备必须装设保护接地装置，该工作面高低压接地芯线，必须把运输大巷配电室、设备列车、配电点的电器设备外壳在电器上可靠的连接起来，按标准设局部接地极，构成保护接地系统。该工作面以下地点必须设局部接地极：进风口、回风口、设备列车及每个高压接线盒处。局部接地极，埋设在潮湿处，可用直径不小于«35mm,长度不小于1.5的渡锌钢管制成。管上至少钻20个直径为5mm的透眼，敷设时必须垂直埋入地下。接地母线应用不小于50mm2扁铁或25mm2裸铜线，局部接地极外露长度不小于100mm。凡是检漏继电器总开关，设备列车、电钻开关应设辅助接地极，局部接地极与辅助接地极的距离应大于5m。辅助接地母线应用电缆。十^一、供电系统实施注意事项：1、 所有压接线工艺部分，应压接牢靠，不的松动，2、 双速电机接线时应先试验低速转向，试验完毕后。解开抵速线。接上高速线试验转向，当转向与底速一致时，接入低速，确记高、底速转向必须一致。3、 双速开关和软起动开关的操作，应严格按照说明书培训专人，定岗操作。移动变电站二次开关应按说明书培训后实施过流、漏电、短路速断整定。4、 高压开关整定值应大于移动变电站一次的额定电流值。漏电整定时限应与上一级高压开关保持合适。二1煤综采工作面供电设计编制：机电科：机电技术负责人：机电总工：2014年4月15日二1煤综采工作面供电设计I、概述：二1煤综采工作面是我矿首个综采工作面，其供电线路为两趟线路;一趟来自中央变电所10#柜下层至二1上顺槽；另一趟来自风井底变电所2#水泵起动器至二1下顺槽。其供电系统分为：二1上顺槽1#供电系统、二1上顺槽2#供电系统、二1下顺槽1#供电系统。其中：采煤机、乳化泵、喷雾泵由二1上顺槽1#供电系统供电，1140V；前后溜子由二1上顺槽2#供电系统供电,1140V；转载机、破碎机、1#、2#皮带机由二1下顺槽1#供电系统供电,1140V。一、 二1上顺槽供电系统：TOC\o"1-5"\h\z负荷：米煤机487.5KW 1部乳L化泵200KW 1部喷雾泵40KW 1部工pe=727.5KW二、 二1下顺槽1#供电系统负荷：前溜子2X200KW周后溜子2X200KW ］部工pe=800KW三、 二1下顺槽2#供电系统负荷：转载机200KW 1部破碎机110KW 1部1#皮带2X160KW ］部2#皮带2X75KW ］部Zpe=780KW以上负荷统计为该工作面的总装机容量，采面照明、信号等小功率负荷忽略不计，在校验整定计算中按设备实际最大运行方式考虑。具体开关选型，电缆配用情况详见供电系统图和设备布置图，以下将对具体方案进行检验计算。II、设备的选择、整定计算、校验：一、 功率因数：cose=0.7需用系数：Kx=o.4+o.6xPd/XPe二、 各变压器容量校验；1、 二1上顺槽1#移动变电站（1000KVA）（供采煤机、乳化泵、喷雾泵）Kx=0-4+0.6XPd/£Pe=0.4+0.6*400/727.5=0.73保煤机考虑两滚筒电机同时启动）。Sb=Kx*EPe/cos^=0.73*727.5/0.7=761KVA<800KVA （选1000KVA）故满足要求2、 二1上顺槽2#移动变电站（1000KVA）（供前后溜子）Kx=0-4+0.6XPd/£Pe=0.4+0.6*400/800=0.7Sb=Kx*EPe/cos^=0.7*800/0.7故满足要求3、二1下顺槽1#移动变电站（1000KVA）（供转载机、破碎机、1斗、2#皮带机）Kx=0.4+0.6xPd/XPe=0.4+0.6*320/780=0.65Sb二Kx*工Pe/cose=0.65*780/0.7=725KVA <800KVA（选1000KVA）故满足要求三、高压电缆选择按经济电流密度反算可以供电的容量可以供最大负荷电流为I=AJ=50*2.25=112.5AS=IU=1.732*112.5*10=1948.5KVA按长时允许负荷电流反算可以供电的容量S=IU=1.732*173*10=2996KVA按允许电压损失校验U%二工化7%U=10000*7%=700VU=〔[IL]/DS〕COSO=[1.732*173*15OO*O.7][42.5*5O]=148VV700V二1煤综采工作面主要设备明细表序号设备名称型号功率单位数量1米煤机487.5部12乳化泵BRW200/31.5200个13喷雾泵40个14前溜子2X200部15后溜子2X200部16移动变电站KBSGZY-10001000个37转载机200部18破碎机110部191#皮带2X160部1102#皮带2X75部1四、二1上顺槽1#供电系统1、 设备选择：详见附表，其分布地点详见机电设备布置图。2、 电缆的选择、校验：2.1干线（二1上顺槽1#移动变压器至二1上顺槽配电点开关）电缆中实际工作电流的计算:I=Kx*EPel03/Ue*n*cose*f j=0.73*400*103/1140*0.85*0.7*1.732=248.5A<263A（选952）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*240*103/1140*0.85*0.7*1.732=149A<173A（502满足，考虑到距离远，选702）2.2负荷线（二1上顺槽配电点开关至工作面）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*400*103/1140*0.85*0.7*1.732=248.5A（考虑线路最远点短路电流，选择电缆截面:952mm,长时允许载流量263A：）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*200*103/1140*0.85*0.7*1.732=124A<138A（考虑线路最远点短路电流，选择电缆截面：702mm，长时允许载流量：215A）I=Kx*EPe103/Ue*n*cose*f j=0.73*40*103/1140*0.85*0.7*1.732=24.85A<36A(考虑线路最远点短路电流，选择电缆截面：352mm，长时允许载流量：138A)2.3负荷线(详见供电系统图说明)2.4终端负荷电缆的电压损失检验：变压器及支线电缆电压损失忽略不计允许电压损失：△U=Ere-0.9Ue=1190-0.9*1140=164V线路终端电压损失：△U=[(*I*L)/(DS)]*cos®二[(1.732*248.5*500)/(42.5*95)]*0.7=37.3V<i64v合格I：电缆长时负荷电流L：电缆长度D：电缆芯线导电率S：电缆截面3、动力系统整定计算3.1线路最远端折算长度：二1上顺槽1#移动变压器至二1上顺槽1#配电点开关：线路太短忽略不计二1上顺槽1#配电点开关至工作面：Lx=500*0.73=365m3.2最远端短路电流：配电点：Id⑵=2763A工作面：Id（2）=2763A3.3馈电开关整定（配电点）：Iz=248.5A故整定1000A校验：Ks=Id（2）/Iz=2763/1000=2.76>1.5Iz=149A故整定400A校验：Ks=Id（2）/Iz=6318/400=15.8>1.53.4高爆开关整定：瞬时整定：按保护到线路最远端计算，可保证保护无死区，该系统中任一点发生短路时，此开关均能迅速动作保护。3.4.1高压配电装置中过流保护的整定工作面的高压最大负荷电流为:I=ESbe/Ue/bel=1000*1000/10000/1.732=55.74A所选矿用高压隔爆型配电装置的额定电流为：Ie=100>1=55.74Abel3.4.2过载保护的整定电流倍数取0.6，其整定动作电流Izd=0.6Ie=60A3.4.3过电流短路保护的整定，按躲开最大电动机起动时，其它该先起动的机器已经起动来考虑，其一次动作电流计算值为：I=[（1.2〜1.4）/Kb]X（Iq+工Ie*Kx）dzj=（1.3/8・3）X（990+290）=200.5A动作电流倍数计算值为：n=I/Ie=200.5/100=2.005dzjdzj取动作电流整定倍数n=3>n=2.005dz dzj时间整定：按躲过电机启动：取丁=5S四、二1上顺槽2#供电系统1、 设备选择详见附表，其分布地点见机电设备布置图。2、 前后溜子由二1上顺槽2#供电系统供电,1140V2.1电缆选择、校验：2.1.1、1#配电点（供前后溜子）I=Kx*EPel03/Ue*n*cose*f j=0.7*200*103/1140*0.85*0.7*1.732=119A<138A(352mm长时允许载流量：138A；考虑距离较远，选择电缆截面：702mm长时允许载流量：215A)符合要求。2.1.2、终端负荷电缆的电压损失检验：(按最长线路进彳丁校验)允许电压损失：△U=Ere-0.9Ue=1190-0.9*1140=164V线路终端电压损失：△U=[(*I*L)/(DS)]*cos®二[(1.732*119*500)/(42.5*70)]*0.7=24.4V<164V合格I：电缆长时负荷电流L：电缆长度D：电缆芯线导电率S：电缆截面由于工作面采用大功率的机电设备，且距离变压器较远，每一次大功率机电设备的起动，均会造成采区供电网络的电压波动。煤矿供电要求：采区机电设备正常运行，其电动机端电压损失不得超过额定电压的10%，而起动时电压不能低于其系统电压的75%.该综采工作面的大功率设备中，采煤机采用变频起动，只有刮板输送(2X200KW)起动条件困难；为此选择该工作面中起动最为困难的刮板机进行校验起动条件下的电压损失，若起动电压损失不超过25%Ue。即：1200—75%=300V；则其它机电设备的起动均能满足要求。Sb=800KVA△P=6100W(负载损耗)Ur=AP/l0Sb=6100/l0*l000=0.61(变压器内部电阻上压降的百分数)Ux===4.46Ud:变压器通过额定电流时内部阻抗上电压降的百分数；Ux:变压器内部电抗上压降的百分数。△Ub%二Sb(Urcose+Uxsine)/Sb=800(0.61*0.7+4.46*0.71)/1000=2.87△Ub二△Ub%*E2e/100=2.87*1200/100=34.4V刮板机起动时供电电缆的电压损失：△U=AUbe-AUb=300-34.4=265.6V根据电压损失反算其电缆长度：△U=[(*I*L)/(DS)]*coseL=(AUDS)/(*I*cose*6)=(265.6*42.5*70)/(1.732*0.63*400*6*0.6)=503m(起动电流为6倍的额定电流，起动时功率因数为0.6)L=(AUDS)/(*I*cos①*6)=(265.6*42.5*95)/(1.732*0.63*400*6*0.6)=682m2.2、开关整定计算2.2.1、1#配电点(前后溜子)最远点电缆换算长度:Lx=500*0