采面供電設(shè)計(jì)

1、 綜采工作面供電設(shè)計(jì)榆樹泉工作面是我公司的首采工作面，工作面斜長(zhǎng)180m，坡度18°，服務(wù)年限較長(zhǎng)，裝機(jī)容量大，為了確保該采面的安全可靠的供電，綜采工作面的供電系統(tǒng)主要由高壓供電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)三部分組成，高壓（10KV）由中央變電所高爆開關(guān)（BGP47-10 /200)通過MYPTJ-8.7/10 (3×35+3×16/3+3×2.5)阻燃移動(dòng)式橡套屏蔽電纜（全長(zhǎng)3500m，電壓10000V）直接送往綜采工作面容量為兩臺(tái)1250KVA移動(dòng)變電站，途經(jīng)井底車場(chǎng)西翼運(yùn)輸大巷運(yùn)輸順槽（皮帶機(jī)頭）移動(dòng)變電站，這樣可很好地回收電纜。工作面低壓動(dòng)力電源

2、額定電壓等級(jí)為1140V，順槽皮帶機(jī)頭低壓動(dòng)力電源額定電壓等級(jí)為660V，電源由中央變電所高爆開關(guān)（BGP47-10 /200)通過MYPTJ-8.7/10 (3×35+3×16/3+3×2.5)阻燃移動(dòng)式橡套屏蔽電纜（全長(zhǎng)1200m，電壓10000V）送往運(yùn)輸順槽800KVA移變主要供順槽皮帶機(jī)、張緊絞車等，該電纜選用MY 3*70+1*25橡套礦用阻燃電纜供給，全長(zhǎng)400m。從順槽機(jī)頭總饋一次側(cè)并電纜3*25+1*16橡套礦用阻燃電纜至綜采工作面串車660V低壓總饋，作為巖石電鉆和信號(hào)照明和煤電鉆綜合保護(hù)裝置的電源線。在采區(qū)電氣安全方面，采區(qū)各種電氣設(shè)備使用礦

3、用隔爆型，采區(qū)全部使用礦用阻燃型橡套電纜，使用瓦斯電閉鎖，風(fēng)電閉鎖和漏電閉鎖，使用開關(guān)均具有漏電保護(hù)裝置，照明和煤電鉆均使用660變127V的綜合保護(hù)裝置。1、 綜采工作面用電負(fù)荷計(jì)算用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表：名稱功率（KW)數(shù)量膠帶輸送機(jī)2×751雙滾筒采煤機(jī)7301乳化泵電機(jī)1322前部刮板機(jī)2×1601破碎機(jī)1101轉(zhuǎn)載機(jī)1601張緊絞車7.51煤電鉆1.22回柱絞車調(diào)度絞車巖石電鉆1.53照明信號(hào)綜保31合計(jì)1751.4總負(fù)荷為1751.4KW，其中：移動(dòng)變電站所帶總負(fù)荷為1584KW， 同時(shí)工作的最大負(fù)荷為1542KW。中央變電所低壓負(fù)荷為167.4KW，同時(shí)工作最大負(fù)荷為

4、153KW。一、計(jì)算工作面電力負(fù)荷并選擇移動(dòng)變壓器1、工作面電力負(fù)荷按下式計(jì)算： 式中：P移動(dòng)變電站所供設(shè)備功率之和，1542KW Kx共用工作系數(shù)0.613 cos工作面電力負(fù)荷平均功率因數(shù)可取0.7 Pd工作面最大一臺(tái)電機(jī)的額定功率，采煤機(jī)730KW2、根據(jù)工作面用電負(fù)荷計(jì)算：S=1507KVA，選用KBSGZY1250/10/1200/693防爆移動(dòng)變電站和KBSGZY630/10/1200/693各一臺(tái)。3、確定采區(qū)電纜的截面、芯數(shù)及長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況選擇電纜截面應(yīng)滿足下列條件：a、電纜的正常工作負(fù)荷電流應(yīng)等于或小于電纜允許持續(xù)電流；b、應(yīng)對(duì)距移動(dòng)變電站最遠(yuǎn)，容量最大的電動(dòng)機(jī)（如采煤機(jī)、

5、工作面運(yùn)輸機(jī)等）起動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)在重載下起動(dòng)。如采掘機(jī)械無實(shí)際最小起動(dòng)力矩?cái)?shù)據(jù)時(shí)，可按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的端電壓不低于額定電壓的75%校驗(yàn)；c、正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的端電壓應(yīng)不低于額定電壓的7%10%。由于采區(qū)的用電設(shè)備一般屬于間歇性負(fù)荷，允許在正常運(yùn)行時(shí)電壓降可略低一些，一般電纜截面取決于起動(dòng)情況；d、電纜末端的最小二相短路電流應(yīng)大于饋電開關(guān)整定電流值的1.5倍。電纜長(zhǎng)度的確定a、鎧裝電纜所需要的實(shí)際長(zhǎng)度L，應(yīng)比敷設(shè)電纜巷道的實(shí)際長(zhǎng)度增加5%；b、固定敷設(shè)的橡套軟電纜的實(shí)際長(zhǎng)度L，應(yīng)比敷設(shè)電纜巷道的實(shí)際長(zhǎng)度增加10%；c、移動(dòng)設(shè)備用的橡套軟電纜的長(zhǎng)度L，除應(yīng)按實(shí)際使用長(zhǎng)度選取外，尚需增加一段機(jī)頭

6、部分的活動(dòng)長(zhǎng)度，約35米左右。（3）10KV高壓電纜的選擇根據(jù)綜采工作面負(fù)荷選擇高壓進(jìn)線電纜：計(jì)算電流:式中：I30工作面計(jì)算電流，A所以高壓電纜選擇型號(hào)規(guī)格MYPTJ-8.7/10 3×35+3×16/3+3×2.5的兩根。 P30工作面計(jì)算負(fù)荷（能同時(shí)啟動(dòng)的最大負(fù)荷），KW Cos工作面電力負(fù)荷平均功率因數(shù)由我國規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度表可查得，TMAX=30005000h,j=2.25A/mm2電纜截面選擇為： 所以高壓電纜選擇型號(hào)規(guī)格MYPTJ-8.7/10 3×35+3×16/3+3×2.5的兩根。我國規(guī)定導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)

7、密度表：線路類別導(dǎo)線材料年最大負(fù)荷利用小時(shí)3000以下300050005000以上架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.54（4）所選高壓電纜的驗(yàn)算 向綜采工作面供電的高壓10KV電纜的選擇，應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度、長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流、允許電壓損失校驗(yàn)。按線路電源端產(chǎn)生的最大穩(wěn)定短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定。由于現(xiàn)在工作面采用礦用阻燃高壓屏蔽電纜，根據(jù)計(jì)算電流127A，選用型號(hào)為MYPTJ-8.7/10 3×35+3×16/3+3×2.5型兩根。1） 按經(jīng)濟(jì)電流密度驗(yàn)算: I=Aj35×2.2

8、578.75A式中：A電纜主芯截面，mm2 j經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2MYPTJ-8.7/10 3×35+3×16/3+3×2.5型礦用高壓阻燃電纜，可供最大容量為： 所以選用兩根MYPTJ-8.7/10 3×35+3×16/3+3×2.5型的高壓電纜是符合規(guī)定的。2） 按允許電壓損失校驗(yàn) 10KV及以下高壓線路中的電壓損失按全國供用電規(guī)冊(cè)，在正常負(fù)荷下的電壓偏移不得超過±7，具體可以用下式從地面主變電所逐段計(jì)算到井下高壓最遠(yuǎn)點(diǎn)，即移動(dòng)變壓器的進(jìn)線端。要求： U%高壓線路中的電壓損失百分?jǐn)?shù) K兆瓦公里負(fù)荷距電纜中電壓損失百分

9、數(shù) P各串級(jí)連接電纜長(zhǎng)度，km 7%允許電壓損失百分?jǐn)?shù) 移動(dòng)變電站高壓一次側(cè)工作電流計(jì)算：Ig=60.4A根據(jù)實(shí)際工作電流Ig=60.4A，考慮高壓供電距離1400m，有一定的電壓損失及電纜強(qiáng)度，高壓安全可靠的要求和煤礦安全規(guī)程第四百六十七條條規(guī)定，移動(dòng)變電站電纜必須采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜，選用6000V高壓監(jiān)視型屏蔽橡套電纜。根據(jù)高壓電纜選型規(guī)定：電纜允許載流量大于或等于通過電纜的最大持續(xù)工作電流，UGSP3*35+1*16/3+3*2.5電纜的允許載流量為113A，所以高壓電纜選擇型號(hào)規(guī)格為UGSP3*35+1*16/3+3*2.5. 截面：35mm2 電壓損失允許壓降：V=6000-60

10、00*0.95=300V實(shí)際電壓損失：VL=（R0cos+X0sin）=825*1.0.588*0.85+0.078*0.53)/6 103.7V式中：L高壓電纜的實(shí)際長(zhǎng)度 1400m Ro每公里電纜的電阻 0.588歐姆/Km Xo每公里電纜的電抗 0.078歐姆/Km經(jīng)計(jì)算實(shí)際電壓損失VL =103.7V，在允許壓降V=300V范圍內(nèi)，選用UGSP3*35+1*16/3+3*2.5型屏蔽高壓電纜是合理的。低壓電纜選擇低壓總負(fù)荷為179kw，其滿載工作電流最大為Ig=185A，根據(jù)電纜選型規(guī)定：電纜允許載流量大于或等于通過電纜的最大持續(xù)工作電流的原則，選用U1000 3*50+1*25型電纜

11、敷設(shè)。供電電源應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，供電電源由+572變電所中加裝了漏電保護(hù)的總饋單獨(dú)饋出。同時(shí)應(yīng)裝設(shè)使用瓦斯電閉鎖保護(hù)裝置(1)+572變電所變壓器驗(yàn)算：Sb=179*1/0.85=210.6KVA式中：P變電所變電器所供設(shè)備功率之和，179 KX共用工作系數(shù)1 COSdg加權(quán)平均功率因數(shù)0.85根據(jù)工作面用電容量計(jì)算：Sb=210.6KVA，選用KBSGZY-500/6變壓器能夠滿足需要。二、電氣設(shè)備的選用：井下電氣設(shè)備的選用必須符合煤礦安全規(guī)程第444條，454條、455條的規(guī)定，該工作面選用的電氣設(shè)備為礦用隔爆型電氣設(shè)備，該工作面選用兩臺(tái)QBZ-6*200組合開關(guān),分別向采煤機(jī)

12、、乳化液泵、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)（前溜），刮板輸送機(jī)（后溜）供電，該開關(guān)具有短路、過載、斷相、漏電閉鎖、過壓、欠壓等保護(hù)，符合煤礦安全規(guī)程的要求。低壓饋電開關(guān)選用KBZ礦用隔爆型真空饋電開關(guān)，該開關(guān)具有過載、短路、漏電、欠壓、風(fēng)電閉鎖保護(hù)功能，符合煤礦安全規(guī)程的要求，真空磁力啟動(dòng)器選用BQD、QBZ、QJZ 系列的礦用隔爆型真空磁力起動(dòng)器，該起動(dòng)器具有過載、短路、漏電、欠壓、保護(hù)功能，具有分?jǐn)嗄芰?qiáng)，壽命高等特點(diǎn)，適合頻繁操作的煤礦機(jī)械設(shè)備，符合煤礦安全規(guī)程的要求。 三、電氣設(shè)備配套表序號(hào)開關(guān)型號(hào)數(shù)量所控設(shè)備序號(hào)開關(guān)型號(hào)所控設(shè)備1QBZ-6*2002采煤機(jī)3ZBZ-44照明信號(hào)乳化液泵4

13、QBZ-30N1張緊絞車破碎機(jī)5QJZ-3151膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)6QBZ-30N1回柱絞車前溜7QBZ-30N4巖石電鉆后溜8KZB-41煤電鉆2BKD16-4002總饋9QJZ-3151膠帶機(jī)備用合計(jì)1810QBZ-30N1備用四、設(shè)備具體安裝位置如下：(1)在+590B1南巷口配電點(diǎn): 安裝1臺(tái)饋電開關(guān),3 臺(tái)真空磁力起動(dòng)器,2臺(tái)照明信號(hào)綜保 (2)+590B1南巷工作面：安裝回柱絞車1臺(tái),安裝乳泵液泵站(兩泵一箱),移動(dòng)變電站1臺(tái),隔爆組合電磁起動(dòng)器2臺(tái)，饋電開關(guān)1臺(tái),真空磁力起動(dòng)器6臺(tái),照明信號(hào)綜保1臺(tái),煤電鉆綜保1臺(tái)，刮板輸送機(jī)(前后溜)2臺(tái),采煤機(jī)1臺(tái),液壓支架22副.(3)在+5

14、90B2北巷 安裝破碎機(jī)1臺(tái),轉(zhuǎn)載機(jī)1臺(tái),順槽皮帶機(jī)1臺(tái), 五、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷電纜選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)的正常工作負(fù)荷電流應(yīng)等于或小于電纜允許持續(xù)電流的原則，來選擇各電氣設(shè)備的供電電纜。1、 采煤機(jī)功率：300KW工作電流計(jì)算：Ig=300/1.732*1.14*0.85179A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所以電纜選擇MCP 3×50+1×16+3×10采煤機(jī)專用電纜，電壓等級(jí)1140V/660V。2、 乳化液泵功率：125KW工作電流計(jì)算：Ig=125/1.732*1.14*0.8575A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所以電纜選擇MYP 3×25+1&#

15、215;16電纜，電壓等級(jí)1140V/660V3、轉(zhuǎn)載機(jī)功率：110KW工作電流計(jì)算：Ig=110/1.732*1.14*0.8567A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所以電纜選擇MYP 3×25+1×10電纜，電壓等級(jí)1140V/660V。4、前溜功率：110KW工作電流計(jì)算：Ig=110/1.732*1.14*0.8567A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所以電纜選擇MYP 3×25+1×10電纜，電壓等級(jí)1140V/660V。5、后溜功率：90KW工作電流計(jì)算：Ig=90/1.732*1.14*0.8554A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所

16、以電纜選擇MYP 3×25+1×10電纜，電壓等級(jí)1140V/660V。6、破碎機(jī)功率：90KW工作電流計(jì)算：Ig=90/1.732*1.14*0.8554A式中：V1電網(wǎng)額定電壓1.14KV所以電纜選擇MYP 3×25+1×10電纜，電壓等級(jí)1140V/660V。7、順槽皮帶機(jī)功率：2*75KW工作電流計(jì)算：Ig=2*75/1.732*0.66*0.802*82A式中：V1電網(wǎng)額定電壓0.69KV 所以電纜選擇MYP 3×50+1×25電纜，電壓等級(jí)1140V/660V8、石門皮帶機(jī)功率：75KW工作電流計(jì)算：Ig=75/1.732

17、*0.69*0.8082A式中：V1電網(wǎng)額定電壓0.69KV 所以電纜選擇MYP 3×25+1×16電纜，電壓等級(jí)1140V/660V三、短路電流計(jì)算： 1、移動(dòng)變電站（KBSGZY-800/6）二次出口端的短路電流Id計(jì)算變壓器二次電壓為1140V，容量為800KVA，系統(tǒng)短路容量按50MVA計(jì)算，查表得系統(tǒng)電抗XX=0.0288 6KV電纜長(zhǎng)度為1.4KM，查表得R0=0.588/KM X0=0.078/KM 高壓電纜的電抗和電阻：Rg=0.588*1.4=0.8232 Xg=0.078*1.4=0.1092KBSGZY-800/6變壓器的電抗和電阻：Rb=0.0135

18、 Xb=0.1072R=（Rg/Kb2）+Rb=0.8232/52+0.0135=0.046428X=XX+Xg/Kb2+Xb=0.0288+0.1092/52+0.1072=0.140368Id1=Ue/2=1200/2=4058A 2、采煤機(jī)1）采煤機(jī)短路電流計(jì)算MCP50mm2L=0.120KM R=0.491*0.120=0.05892 X=0.081*0.12=0.00972R=0.046428+0.05892=0.105348X=0.140368+0.00972=0.150088Id2=Ue/2=3108.5A采煤機(jī)開關(guān)的整定計(jì)算 Pe=300KW Ue=1200VIe=182A

19、(1)過流保護(hù)： Iz=182A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=1456A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id2/8Iz=3108/1456=2.13>1.2 滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：182A 短路整定為6Iz 3、轉(zhuǎn)載機(jī)1）轉(zhuǎn)載機(jī)短路電流計(jì)算 電纜截面： MYP 25mm2L=0.15KM R=0.937*0.15=0.14055 X=0.088*0.15=0.0132R=0.046428+0.14055=0.186978X=0.140368+0.01408=0.153568Id3=Ue/2=2479.8A轉(zhuǎn)載機(jī)開關(guān)的整定： Pe=110KW Ue=660VIe=66A

20、(1)過流保護(hù)： Iz=66A（2）短路保護(hù)Id3=8* Iz=528A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id/8Iz=2479.8/528=4.69>1.2滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：66A 短路整定為6Iz 4、乳化液泵1）乳化液泵短路電流計(jì)算電纜截面：MYP 25mm2L=0.03KM R=0.937*0.03=0.02811 X=0.088*0.03=0.00264R=0.046428+0.02811=0.074538X=0.140368+0.00264=0.143008Id4=Ue/2=3720.5A乳化液泵開關(guān)的整定： Pe=125KW Ue=1200VIe=75A

21、(1)過流保護(hù)： Iz=75A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=600A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id4/8Iz=3720.5/600=6.2>1.2 滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：75A 短路整定為6 Iz 5、后溜電機(jī)1）后溜短路電流計(jì)算電纜截面：MYP25mm2L=0.12KM R=0.937*0.12=0.11244 X=0.088*0.12=0.01056R=0.046428+0.11244=0.158868X=0.140368+0.01056=0.150928Id5=Ue/2=2738.1A前溜電機(jī)開關(guān)的整定： Pe=90KW Ue=1200VIe=54A (1)

22、過流保護(hù)： Iz=54A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=432A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id5/8Iz=2738.1/432=6.34>1.2 滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：66A 短路整定為6 Iz 6、前溜電機(jī)1）前溜短路電流計(jì)算電纜截面：MYP25mm2L=0.11KM R=0.937*0.11=0.10307 X=0.088*0.11=0.00968R=0.046428+0.10307=0.149498X=0.140368+0.00968=0.150048Id6=Ue/2=2832.7A前溜電機(jī)開關(guān)的整定： Pe=110KW Ue=1200VIe=66A (1)過

23、流保護(hù)： Iz=66A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=528A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id6/8Iz=2832/528=5.4>1.2滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：66A 短路整定為6 Iz 7、破碎機(jī)電機(jī)1）破碎機(jī)短路電流計(jì)算電纜截面： MYP25mm2L=0.13KM R=0.937*0.13=0.12181 X=0.088*0.13=0.01144R=0.046428+0.12181 =0.168228X=0.140368+0.01144=0.151808Id7=Ue/2=2647.8A破碎機(jī)開關(guān)的整定： Pe=90KW Ue=1200VIe=54A (1)過流保護(hù)

24、： Iz=54A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=432A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id7/8Iz=2647.8/432=6.13>1.2 滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：54A 短路整定為6 Iz 2、KBSGZY-500/6的二次短路電流變壓器二次電壓為660V，容量為500KVA，系統(tǒng)短路容量按50MVA計(jì)算，查表得系統(tǒng)電抗XX=0.0095 6KV電纜長(zhǎng)度為0.001KM，高壓電纜的電抗和電阻可忽略不計(jì)，KBSGZY-500/6變壓器的電抗和電阻：Rb=0.0068 Xb=0.0427R=（Rg/Kb2）+Rb =0.0069X=XX+Xg/Kb2+Xb =0.0095

25、+0.0428=0.0523Id=Ue/2=690/2 =6553A8、伸縮皮帶1）伸縮皮帶短路電流計(jì)算電纜截面：50mm2L=0.05KM R=0.491 *0.05=0.02455 X=0.081*0.05=0.00405R=0.0069+0.02455=0.03145X=0.0523+0.00405=0.05635Id11=Ue/2=5346A2)、伸縮皮帶開關(guān)的整定：開關(guān)QJZ-315的整定計(jì)算 Pe=2*75W Ue=660VIe=2*82A (1)過流保護(hù)： Iz=2*82A（2）短路保護(hù)Id=8* Iz=1312A（3）靈敏度系數(shù)效驗(yàn)Id11/8Iz=5346/1312=4.07>1.2 滿足靈敏度的要求（4）根據(jù)開關(guān)特性，過負(fù)荷整定為：2*82A 短路整定為6 Iz 9、巖石電鉆1）巖石電鉆短路電流計(jì)算電纜截面：4 mm2L=0