旬东煤业公司长安煤矿4203综采工作面供电设计.doc

旬东煤业公司长安煤矿 4203综采工作面供电设计 2011年3月 4203综采工作面供电设计 一、综采工作面供电系统及变电所位置的确定 1、变电所位置的确定 根据煤矿安全规程、煤矿工业设计规范和煤矿井下供电设计技术规范的要求，结合该区域实际的地质条件，在4203皮带巷绕道处设一所变电所，计划安装移动变电站两台，主要供电负荷为采煤机、刮板运输机、刮板转载机、破碎机和胶带运输机，乳化液泵站和低压660V供电用移动变电站计划安装在轨道上山变电所内。 2、电压等级的确定 根据2010版煤矿安全规程的要求和现有采、掘工作面设备技术水平确定变电所高压机工作面移动变电站电源侧电压为10000V；综采工作面机电设备电压为1140V（其中采煤工作面采用MG400/940-WD型采煤机，电压等级为3300V），电源取自4203综采变电所移动变电站；轨道顺槽的乳化液泵站设备电压为1140V，生产辅助设备电源电压为660V，电源取自轨道上山变电所两台移动变电站；各工作面的煤电钻、信号及照明电压为127V。 3、负荷计算及变电站容量、台数的确定 1）刮板运输机、刮板转载机、破碎机和胶带运输机供电变压器确定。 1594KVA 式中变压器计算容量，KVA； 由变压器供电的设备的需用系数, 0.69； 由变电所供电的设备额定功率之和，KW； 2080KW（负荷统计表见表1） 变压器供电的设备加权平均功率因数。 根据以上计算，选用KBSGZY-2500/10型移动变电站满足要求，电压为1140V。 2）采煤机变压器的确定 1033 KVA 式中由于变电站仅向一台设备供电， 930KW（负荷统计表见表2） 根据以上计算，选用KBSGZY-1250/10型移动变电站满足要求，电压为3300V。 3）乳化液泵站供电变压器确定 278KVA 式中由于变电站仅向一台设备供电， 250KW（负荷统计表见表3） 根据以上计算，选用KBSGZY-630/10型移动变电站满足要求，电压为1140V。 4）660V供电变压器确定 256 KVA 式中变压器计算容量，KVA； 由变压器供电的设备的需用系数, 0.36； 由变电所供电的设备额定功率之和，KW； 605KW（负荷统计表见表4） 变压器供电的设备加权平均功率因数。 根据以上计算，选用KBSGZY-630/10型移动变电站满足要求，电压为660V。 二、变电所供电系统的确定 按照采区供电系统拟定原则确定采区供电系统。根据煤矿安全规程要求、采区设备统计及上述计算过程，确定变电所为双电源供电，高压电缆一路沿轨道上山敷设，一路沿皮带上山敷设。具体配置见采区供电系统图。 负荷统计表（1）1140V移动变电站 4203综采变电所 移站KBSGZY-2500/1140V 装 机 功 率 编号 设备名称 型号 功率 数量 合计 1 前刮板运输机 SGZ764／500 2250KW 1部 500KW 2 后刮板运输机 SGZ764／500 2250KW 1部 500KW 3 转载机 SZZ960/250 250KW 1部 250KW 4 破碎机 PLW2000 200KW 1部 200KW 5 胶带运输机 SJJ1200 2315KW 1部 630KW 总 合 计 2080KW 负荷统计表（2）3300V移动变电站 4203综采变电所 移站KBSGZY-1250/3300V 装 机 功 率 编号 设备名称 型号 功率 数量 合计 1 采煤机 MG400/930-WD 930KW 1部 930KW 负荷统计表（3）1140V移动变电站 轨道上山变电所 移站KBSGZY-630/1140V 装 机 功 率 编号 设备名称 型号 功率 数量 合计 1 乳化液泵站 LRB400/31.5 250KW 1 250KW 负荷统计表（4）660V移动变电站 轨道上山变电所 移站KBSGZY-630/660V 装 机 功 率 编号 设备名称 型号 功率 数量 合计 1 运输绞车 JY-4 55KW 3部 165KW 2 调度绞车 JD-25 25KW 2部 50KW 3 调度绞车 JD-1 11.4KW 10部 114KW 4 潜水泵 QBS50/150 45KW 4台 180KW 5 回柱绞车 JH-20A 22KW 2部 44KW 6 涨紧绞车 YB 355L2-4 30KW 1部 30KW 7 管道泵 11KW 2台 22KW 总 合 计 605KW 三、设备选型 1、低压电缆的选择计算 1．1电缆的选择原则 1 按煤矿安全规程要求，选择煤矿用阻燃电缆。 2 电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。 3 向移动变电站供电的高压电缆应采用高压屏蔽电缆。 4 电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。 5 正常运行时电缆网络的实际电压损失必须小于或等于允许的电压损失，不超过7。 6 距电源最远、容量最大的电动机启动时，应保证电动机端电压不低于该设备允许的最小启动电压和保证电磁启动器有足够的吸合电压。 7 电缆应满足机械强度的要求。 8 在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。 1.2电缆型号的确定 根据煤矿安全规程要求及电气设备电压等级确定低压电缆型号如下 1 变电所高压电源线选用MYJV22-395型交联聚乙绝缘电力电缆。 2 工作面机组控制开关至移动变电站之间的电缆选用MYPT 370335/3型电缆，工作面机组的负荷线及控制开关之间的电缆选用MCPT-37013574型电缆。 3 综采工作面其它设备，如刮板运输机、转载机、破碎机、胶带运输机等电压为1140V的电气设备的电源线及负荷线选用UPQ-0.66/1.14系列电缆 4 采掘工作面其它电压为660V的电气设备均选用MY-0.38/0.66系列的电缆. 5 信号、照明等电压为127V的电气设备均选用MYQ-0.3/0.5型电缆。各段电缆的具体选用如表3所示。 电缆选用表（3） 序号 电缆用途 电缆型号 电缆长度 （米） 长期负荷 电流（A） 实际负荷 电流（A） 1 变电所高压电源 MYJV22 395 1000 278 248 2 采煤机 MYPT6/10-370135 1000 215 204.2 3 刮板运输机 UPQ0.66/1.14-3120150 1000 316 298 4 胶带运输机 UPQ0.66/1.14-395135 80 260 177 5 刮板转载机、破碎机 UPQ0.66/1.14-395135 1000 260 254 6 乳化液泵站 UPQ0.66/1.14-395135 1000 260 149 7 4203皮带巷660V电源 UPQ0.66/1.14-350116 1400 173 95 8 4203轨道巷660V电源 UPQ0.66/1.14-350116 1200 173 200 1.3电缆长度的确定 确定依据是变电所到工作面配电点或工作面配电点到电气设备的实际距离另加10的余量。各段电缆长度如表3所示。 2、分路设计验算 2.1采煤机计算 1、按长期负荷电流选择电缆截面 查“设备负荷统计表”（见附录，下同）采煤机的额定电流Ie。 Ie287212.16204.2 A 选择MYPT6/10-370335/3型电缆，查表此电缆长期负荷电流为215A204.7A，满足要求。 2、按电压损失校验电缆截面 R00.3151Ω/km，X00.078Ω/km，功率因数cosφ0.75,那么sinφ0.661。 △U 3.091.5 满足要求 2.2刮板运输机计算 1）两条刮板运输机功率2250KW，电缆选用UPQ3120 mm两条，在此计算其中一条。 根据 Ie，则 2250KW电机为同时启动，其电流为 Ie298A 选择UPQ0.66/1.14-3120150型电缆，查表此电缆长期负荷电流为316A298A，满足要求。 2）验算压降 R00.18Ω/km，X00.074Ω/km，功率因数cosφ0.85,那么sinφ0.526。 △U 6.21.2 满足要求 2.3转载机、破碎机计算 1、按长期负荷电流选择电缆截面 转载机破碎机250KW200KW450KW Ie转141A Ie破113A Ie总141113254A 选择UPQ0.66/1.14-395135型电缆，查表此电缆长期负荷电流为260A254A，满足要求。 2、按电压损失校验电缆截面 R00.2301Ω/km，X00.075Ω/km，功率因数cosφ0.9,那么sinφ0.435。据 △U 6.91.5 满足要求 2.4乳化液泵站计算 1、按长期负荷电流选择电缆截面 设计铺设两路电缆，分别连接两台乳化液泵站，其中一用一备。 Ie149A 选择UPQ0.66/1.14-395135型电缆，查表此电缆长期负荷电流为260A149A，满足要求。 2、按电压损失校验电缆截面 R00.2301Ω/km，X00.075Ω/km，功率因数cosφ0.9,那么sinφ0.435。据 △U 5.11.5 满足要求 2.5胶带运输机计算 1、按长期负荷电流选择电缆截面 设计铺设两路电缆，分别连接运输机两部驱动。 Ie177A 选择UPQ0.66/1.14-395135型电缆，查表此电缆长期负荷电流为260A177A，满足要求。 2、按电压损失校验电缆截面 R00.2301Ω/km，X00.075Ω/km，功率因数cosφ0.9,那么sinφ0.435. △U 0.481.5 满足要求 2.6其它660V电缆及设备整定校验均满足要求，计算从略。 3、高压部分（10KV） 3.1根据设计要求，确定变电所为双电源供电，一路引自井底中央变电所1段4高压柜，沿轨道上山敷设；一路引自2段8高压柜，沿皮带上山敷设。拟使用MYJV22 395mm的铠装电缆，每路长度均为1000米。 3.2拟选用高压开关，额定容量400A，型号为BGP43-10 3.3验算 1）、电缆电流验算 根据,因为工作面为综合机械化采煤，取cosφ0.7,则 Ia248A 查表得MYJV22 395型电缆长期负荷电流为278A. KIp≥Ia 278A78A 可用 2）、线路压降验算 查10KV电缆MW/KM 的负荷矩电压损失，取COSФ为0.7时，为0.303. 那么△UKPL0.2813.011.00.845 实际压降△U248A 可用 4、低压开关的选择 4.1、开关的选择原则 1 根据煤矿安全规程规定，变电所选用矿用防爆型开关，井下采掘工作面应选用矿用防爆型或增安型开关。 2 开关的额定电压必须大于或等于线路的实际工作电压，额定电流要大于或等于被控线路的长期负荷电流。 3 开关的额定断流容量不小于变电所母线上的实际短路容量。 4 矿用隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合被控线路的接线要求。 4.2开关选择 工作面刮板运输机控制开关选用QBZ-2200起动器，转载机控制开关选用QJZ-300起动器，破碎机控制开关选用QBZ-400开关，胶带运输机采用QBZ-400起动器，其它660V辅助运输设备选用QBZ系列矿用真空电磁起动器。 4.3工作面低压馈电开关选用KBZ-400矿用真空馈电开关。 4.4移动变电站低压保护箱选用BXBD型。 4.5开关的继电保护应符合电网和工作机械的要求 1变电所低压馈电开关应有过流、漏电和短路保护。 2变电所配出分路开关和配电点总开关应有过流保护。 3保护工作机械的开关应有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制装置。 4移动变电站低压保护开关应有过负荷、短路、欠电压和漏电闭锁功能。 5高压控制设备应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。 4.6高、低压开关型号详见下表 高、低压开关选择一览表 编号 规格型号 控制区域 额定容量（A） 负荷容量KW 负荷电流（A） 整定电流 （A） 灵敏度 01 BGJ1-400 高压开关1 400A 3010 248 0.7Ie 02 BGP43-10 高压开关2 400A 3010 248 0.7Ie 03 QBGZ-400 采煤机 400A 930 204.2 210 3.16 04 KBZ-630 总开关1 630A 1000 596 600 05 KBZ-630 总开关2 630A 1080 608 610 06 KBZ-400 前溜 400A 500 298 300 1.28 07 KBZ-400 后溜 400A 500 298 300 1.28 08 KBZ-400 转载机、破碎机 400A 450 254 260 1.51 09 KBZ-400 皮带1驱动 400A 315 177 180 4.15 10 KBZ-400 皮带2驱动 400A 315 177 180 4.15 11 KBZ-400 乳化液泵 400A 250 149 150 2.06 12 KBZ-400 轨道巷660V 400A 406 200 210 2.54 13 KBZ-400 皮带巷660V 400A 199 95 100 1.8 五、保护接地 煤矿井下保护接地系统由主接地极、局部接地极（单独接地体）、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接导线组成。煤矿井下的共同接地线是利用铠装电缆的金属钢带和橡套电缆的接地芯线，把井下所有接地装置和移动设备的外壳连接起来后，再与水仓中的接地极相连，构成井下总接地网。 根椐煤矿安全规程规定下列地点应装设局部接地极 1、采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。 2、装有电气设备的硐室和单独设置的高压电气设备。 3、低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。 4、无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面至少分别设置一个接地极； 5、连接高压动力电缆的金属连接装置。 ● 变电所的保护接地系统 变电所接地线采用面积为120mm2的钢绞线，与轨道上山运输巷的主接地母线连接起来，各电气设备外壳均采用25-50mm2的裸铜线与接地线连接，。 工作面配电点局部接地极，采用长1.5米，直径为35mm的钢管，并在钢管上至少钻20个直径不小于5mm的透眼，垂直全部埋入底板中，接地母线采用25 mm2的铜线与接地极连接。 工作面电气设备通过接线腔内的接地端子连接外壳与接地线连接，接地母线与局部接地极板连接。 煤电钻综合保护的主接地极用25mm2的裸铜线连接，辅助接地极采用与局部接地极相同的钢管垂直埋在距综保的主接地极应大于5米的潮湿处。 工作面移动设备的金属外壳采用橡套电缆中的接地芯线与配电点的控制设备外壳相连。通过电缆接到低压配电点的局部接地极，组成一个保护接地网。 测量各设备接地电阻应符合煤矿安全规程要求，不大于2欧。 长安煤矿.机电科 2011年3月 16