xx矿综采工作面供电设计.doc

（一）综采工作面主要条件 该工作面属于 8煤层一盘区，平均煤层厚度 5m，工作面长度 225m,走向长度为 2000m， 平均倾角 3-5 度，采用一次采全高采煤工艺，可采最高煤层厚度 5.5m，工作面采用三进两 回布置方式。 矿井井下高压采用 10KV 供电，由西翼盘区变电所负责向该综采工作面供电。西翼盘区 变电所双回 10KV 电源来自地面赵庄 110KV 站 815、816 号盘，采用两趟 MYJV22240mm 供电，电缆长度 3400m。变电所高压设备采用 BGp9L-10 型高压隔爆开关，保护选用上海山 源 ZBT11 综合保护，盘区变电所距综采工作面皮带机头 200m。 （二）设备选用 1、工作面设备 采煤机选用德国艾柯夫公司生产的 SL500 型采煤机，其额定功率 1815KW，其中两台截 割主电动机功率为 750KW,额定电压为 3300V；两台牵引电机功率为 90KW,额定电压为 460V; 调高泵电机电压 1000V，功率 35KW，破碎机功率 100KW，额定电压为 3300V。两台主电动机 同时起动。 工作面刮板输送机采用山西煤机厂制造的 SGZ1000-Z700 型输送机，机头及机尾都采 用额定功率为 350/700KW 的双速电机，额定电压为 3300V。 2、顺槽设备 1）破碎机采用山西煤机厂制造 PCM-315 型破碎机，其额定功率 315KW,额定电压 1140V。 2）转载机采用山西煤机厂制造 SZZ1200/315 型转载机。其额定功率 315KW,额定电 压 1140V。 3）顺槽带式输送机采用晋煤集团机电总厂生产的 SSJ-140/250/3*400 型输送机（1 部），驱动电机额定功率 3400 KW,循环油泵电机额定功率 318.5KW,冷却风扇电机额定功 率 35.5KV,抱闸油泵电机额定功率 24KW,额定电压均为 1140V，自动涨紧油泵电机额定 功率 12KW，卷带电机额定功率 15KW,电压 1140V。皮带机采用 CST 启动方式。 4）乳化液泵站三泵二箱，乳化液泵采用无锡威顺生产的 BRW400/31.5 型液泵，其额 定功率 250KW,额定电压 1140V。 5）喷雾泵采用无锡威顺生产的 BPW516/13.2 型（2 台），其额定功率 132KW,额定电压 1140V。 3、其它设备 移动列车处安装 JH2-18.5 慢速绞车两部，用于移动列车牵引。绞车电机功率 18.5KW, 额定电压等级 1140V；顺槽皮带机机头安装电磁除铁器一台，型号 RCDC-25S，电机功率 30KW, 额定电压 1140V；皮带顺槽巷采用 2 台 15KW 排污泵临时排水，额定电压 1140V；其余巷道 排水设备及水仓处固定离心泵就近接取电源或另设移动变电站供电。 （三）工作面移动变电站及配电点位置的确定 工作面电源电压为 10kV,来自 200m 以外的盘区变电所。根据用电设备的容量与布置， 采用 1140V 和 3300V 两种电压等级供电，照明及保护控制电压采用 127V。在顺槽皮带机机 头设置移动变电站及配电点，为顺槽皮带机供电；在顺槽皮带巷距工作面 100-200 米处设移 动列车，将移动变电站，采煤机、工溜、转载机、破碎机控制开关，液压泵站、喷雾泵及其 控制开关装在移动列车上，可以随着工作面的推进定期在轨道上进行移动。见设备布置示意 图。 （四）负荷统计及移动变电站选择 按用电设备额定电压分为 1140V 和 3300V 两种，按移动变电站二次侧两种电压等级选 取 **矿综采工作面供电设计 选择 Sbe 1250KVA Sb 1075.3KVA 根据井下移动变电站要求选取型号为 KBSGZY 型移变。 pj 0.7 cosj b S Pe Kx 1394 0.54 1075.3KVA 选择 Sbe 1250KVA Sb 1074.1KVA 2其它设备移动变电站选取（4移变） kx 0.40.6 pb / pe 0.40.6315/13940.54 pj 0.85 cos j b S Pe Kx 913 1 1074.1KVA 选择 Sbe 2000KVA Sb 1647.1KVA 2、1140V 用电设备变电站选取 顺槽皮带机容量较大，且为固定供电设备，单独选用一台移动变电站，其余设备选用一 台移动变电站。顺槽皮带巷 2 台 15KW 潜污泵可就近在移动变电站接取电源。 1顺槽皮带机移动变电站选取（3移变） 顺槽皮带机长度约为 2000m,且皮带巷坡度不大，皮带机采用两驱运行，一驱备用可满 足要求。 pj 0.85 cos j b S Pe Kx 1400 1 1647.1KVA 选择 Sbe 2500KVA Sb 2135.3KVA 2）供工作面运输机移动变电站选取（2移变） 率，对单台设备， kx 1。 pe ， pb 为最大一台设备额定功 kx 需用系数，在综采工作面， kx 0.40.6 pb cos j pj 各设备的加权平均功率因素，1移变供电 1 台采煤机组，取 0.85； pe 设备额定功率之和； pj 0.85 cosj b S Pe Kx 1815 1 2135.3KVA 1、3300V 用电设备变电站选取 由于采煤机（1815KW）、刮板输送机（2*700KW）单机容量较大，且考虑过电流保护灵 敏系数的要求，分别选用 1 台容量较大的移动变电站。 1） 供采煤机移动变电站选取（1 移变） 6184 合计 1140 单机功率 132 喷雾泵 BRW516/13.22 台 1140 单机功率 250 乳化液泵站 BRW400/31.53 台 1140 315 转载机 SZZ1200/315 1140 315 破碎机 PCM-315 4移变 KBSGZY 1250 10/1.14 1140 30 电磁除铁器 1140 驱动电机 3*400 其余电机 95 皮带运输机 SSJ-140/250/3* 400 3移变 KBSGZY 1250 10/1.14 3300 高速 2*700 低速 2*350 刮板输送机 SGZ-1000-2*700 2移变 KBSGZY 2000 10/3.3 3300、1000 460 2*7502*90 35100 采煤机 SL500 1移变 KBSGZY 2500 10/3.3 额定电压（V） 额定功率（KW） 用电设备及型号 供电设备 （五）供电系统选型与供电系统拟定 由采区变电所 1、2、3、4四台高压开关（200/5）向工作面四台移动变电站高压供电。 移动变电站高压侧开关采用真空断路器，开关具有短路、过负荷和无压释放保护。 低压馈电开关及磁力启动器按其断路器（接触器）额定电流大于等于所控制（启动） 设备额定电流进行选取，按断路器（接触器）分断能力等于或大于所通过最大三相短路电流 来校验。馈电应具备短路、过负荷、漏电跳闸及闭锁等保护，磁力起动器应具有短路、过负 荷、漏电闭锁、断相等保护及远方控制功能。 采煤机额定电流 375A，1移变选取德国贝克生产 PBE3006 型低压开关，三回 3300V 出 线，额定电流 450A，一用两备，低压开关直接向采煤机供电，另一回路出线 127V；刮板运 输机额定电流 2*143A。2移变低压侧选取英国 ALLENWEST 公司生产 AW2000 型开关，五回 3300V 出线，单回额定电流 200A，四用一备，另一回路出线 127V。3移变低压侧运行负荷 额定电流 585.1A，移变低压侧选取平阳开关厂生产 BXD-800 型真空馈电开关，皮带机三台 驱动电机的电流 256A，三台油泵额定电流 12A，三台风扇额定电流 3.5A，两台抱闸额定电 流 2.6A，采用长治海通生产Ⅱ组开关进行控制，其中 3 回采用 400A 接触器控制驱动电机， 另外 8 回采用 30A 接触器控制油泵、风扇、抱闸油泵，满足使用要求，自动油泵涨紧电机采 工作面负荷统计 ti 短路电流的假象时间，即热等效时间，取 0.25S; 93.4 C min A 0.25 15.5mm2 7 不能满足要求。 j2.25 30.7mm2 不能满足要求。 69 A I 2）按经济电流密度校验截面 mm 电缆长时间允许截流量 83A，满足要求。 I fh 69 A 取 16 2 4、供 4移变高压电缆截面选择 1）按长时间允许电流选择电缆截面 mm ＜50 mm满足要求 Amin15.5 2 2 电压损失校验 DU KP 0.038 0.3 1.14 25mm2 不能满足要求，选取 50mm2 电缆。 100 A I I fh 100 A 取 25mm 电缆长时允许截流量 113A满足要求。 2）按经济电流密度校验电缆截面。 2 3、供 3移变高压电缆截面选择 1）按长时允许电流选电缆截面 mm ＜70 mm满足要求 Amin15.5 2 2 j2.25 25mm2 电缆不能满足要求，选取 50 mm2 电缆截流量 173A。 3）按允许电压损失校验 DU KP 0.038 2.2 8.36 7 不能满足要求 选取 70mm2 电缆 DU 6.2 25mm2 取 25mm2 电缆长时允许截流量 113A＞105.7A 满足要求。 2）按经济电流密度校验电缆截面。 3U e cosj pj hpj3 1000 0.85 0.9 fh 105.7 A I e x 1400 1103 PK 103 C电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆 C93.4。 热稳定校验电缆截面满足要求。 2、供 2移变高压电缆截面选择（L2） 1）按长时允许电流选电缆截面 2*5m 6 4 12 慢速绞车 L36L37 30m 6 4 19.4 电磁除铁器 L35 5m 6 4 9.7 卷带 L34 5m 6 4 7.8 自动涨紧 L33 100m 6 4 24 慢速绞车 L32 200220m 70 70 200 转载、破碎 机 L30L31 2*50m 25 25 90 喷雾泵 L28L29 3*50m 50 50 160 乳化液泵 L25L27 2*5m 6 4 2.6 抱闸油泵 L23L24 102*30m 6 4 3.5 风扇 L20L22 3*15m 6 4 12 油泵 L17L19 102*30m 95 95 256 皮带主电机 L14L16 2*50m 2*50 2*50 308 6开关电源 L13 2*50m 2*70 2*70 343.6 5开关电源 L12 40m 6 6 36.9 涨紧卷带 L11 2*20m 2*120 2*120mm 548.2 顺槽皮带机 L10 2*2002*450m 50 50 143 刮板输送机 L6L9 450m 150 150 375 采煤机 L5 备注 初选截面 mm 长时负荷 电流要求 最小截面 （ 查 表 mm） 长时负荷 电流（A） 负荷名称 电缆 编号 电缆，L13 选取两趟 50 mm 电缆. （八）按机械强度要求校验电缆截面 机械强度要求采煤机电缆允许最小截面 35-55 mm2，工作刮板输送机为 16-35 mm2，均满 足要求。 （九）按允许电压损失校验电缆截面 2 mm 1140V 电缆均选用 MYP 型矿用橡套屏蔽电缆。L10 选取两趟 120mm 电缆，L12 选取两趟 70 2 2 MCPR1.9/3.3KV 拖移电缆，刮板运输机选用 MYPTJ1.9/3KV 型电缆，其余 采煤机选用 Amin 15.5mm 75 U q U q 3I zq Z4 3 374.43 4.59 2976.76V 机尾电动机起动电压 9.346 64.9 Z11 Z12 bq zq o 374.43 I I o 4.641 65.5 754.13 Z11 机尾电动机起动电流 Z1 2.492W R1 2.115W X1 1.318W X L 4 0.001W RL 4 0.003W X 2 Z2 sin j 1.317W R2 Z2 cosj 2.112W e 400 1000 P 1000 2.485W e Z2 0.9 11402 0.85 hU 2 cos j ④ 驱动电机正常运行时和 L14 电缆串联阻抗 RL11 0.174W 2 X L11 0.004W 2 L10 X X 0 L10 0.074 0.02 0.001W 2 2 l10 R 1.18R0 L10 1.18 0.16 0.02 0.002W 卷 行阻抗；Z5 风扇运行阻抗； Z6 抱闸油泵运行阻抗；Z7 涨紧电机运行阻抗；Z8 带电机运行阻抗；Z9 电磁除铁器运行阻抗；其余为对应编号电缆阻抗。 ③ L10、L11 电缆阻抗 L10 等于两条 120mm2 电缆阻抗并联，等于单条 120mm2 电缆阻抗一半。 油泵运 Z1 图 1-3 变电站供电系统起动阻抗等值电路图 变压器阻抗；Z2 驱动电机正常运行阻抗；Z3 驱动电机起动时阻抗；Z4 X1 0.046 R1 0.006W 3 1140 3Ube be I Sbe 1000 1250 1000 633.06 A 阻抗等值电路图如图 1-3 变压器内部阻抗 ① ② L11、L33L35 满足使用要求。 2）按起动时电压损失校验电缆截面 L11 最小截面 Al11 0.39mm 2 1 导纳 y g 2 b2 1.634 1 1 b1 b1 b2 2b3 2b4 2b5 1.304 g1 g1 g2 2g3 2g4 2g5 0.984 （12）、计算两个并列系统阻抗 b8 0.032 g8 0.021 （11）、电磁除铁器与 L35 电缆串联阻抗 b7 0.023 g7 0.015 （10）、卷带机运行与 L34 电缆串联阻抗 b6 0.021 g6 0.014 （9）、涨紧电机运行与 L33 电缆串联阻抗 b5 0.009 g5 0.005 （8）、抱闸油泵运行时和 L23（L24）电缆串联阻抗 b4 0.011 g4 0.007 （7）、风扇电机运行时和 L20（L21）电缆串联阻抗 b3 0.027 g3 0.016 （6）、油泵电机运行时和 L17（L21）电缆串联阻抗 b2 0.998 g2 0.587 Z2 0.864W R2 0.438W X 2 0.745W X L15 0.003W RL15 0.009W 3Ieq 3 3 3 X 0.742W R 0.429W 0.857W Z Ue 5、驱动电机启动时和 L15 电缆串联阻抗 采用 CST 起动，电机启动时起动电流为 3 倍额定电流。功率因数取 0.5。 2.4922 2 Z1 1 0.212 电纳 b X1 1.318 2.4922 2 Z1 1 0.341 电导 g 2.115 R1 -55 55.0 -55 52.9 -2.1 -2.1 -2.1 -55.0 59.8 3 1140 3移动变电站供电系统满足起动要求。 4、4移动变电站低压配电系统 1）正常运行时电压损失校验 变压器参数同 3移变，用 L12、L13 两趟干线允许电压损失反算电缆截面，方法同 移变低压系统，校验可以满足要求。 2）按起动时电压损失校验电缆截面 ① 阻抗等值电路如图 1-4 894.8 78.5 75 U sq 3I sq Z3 3 602.8 0.857 894.8V q 0.44 j0.7550.874 Z sq 602.8 I 641.0 U641.0 （15）、驱动电机实际起动电流与电压 641.0 0.582 U IZ 1102.8 3Z3 0.623 1102.8 I 1190 Eze （14）、驱动电机起动时变压器输出电流与电压 X 0.51W R 0.375W Z 0.623 回路总阻抗 Z Z1 Z 0.357 j0.51 Z21 Z22 0.351 j0.464 变压器负载总阻抗 Z Z21Z22 Z22 Z12 Z L11 6.212 j9.182 Z21 Z11 Z L10 0.371 j0.489 （13）、计算回路阻抗 2 y 12 12 12 X 9.178W R 6.038W 10.989 Z 1 0.091 导纳 y2 2 2 g2 b2 b2 b6 b7 b8 0.076 g2 g6 g7 g8 0.05 1 y 11 11 11 X 0.488W 0.612R 0.369W Z 1 -46.8 46.8 3Z3 0.412 1667.6 I 1190 Eze 回路总阻抗 Z 0.412W R 0.282W X 0.3W （3）、破碎机起动时变压器输出电流与电压 0.254W 变压器负载阻抗 Z 0.375W R 0.276WX Z L 31 0.084W RL 31 0.082W X L31 0.017W Z L 30 0.076W RL 30 0.074WX L30 0.016W Z L 28 L 29 Z L 25 L 26 Z L 25 L 26 0.026W RL 25 L 26 0.026WX L 25 L 26 0.004W X L13 0.002W RL13 0.013W Z L13 0.013W RL12 0.009WX L12 0.002W Z L12 0.009W X 5 0.405W R5 0.397W Z5 0.567W X 4 4.429W R4 1.819W Z4 1.856W X 3 4.429W R3 2.293W Z3 6.203W X 2 2.338W R2 2.293W Z2 3.275W X1