煤礦綜采工作面供電設(shè)計(jì)說明

附件

2:（一）綜采工作面主要條件該工作面屬于3225m,走向長度為

2000m，平均傾角3-5

度，采用一次采全高采煤工藝，可采最高煤層厚度

5.5m，工作面采用三進(jìn)兩回布置方式。礦井井下高壓采用

10KV

供電，由西翼盤區(qū)變電所負(fù)責(zé)向該綜采工作面供電，西翼盤區(qū)變電所雙回

10KV

電源來自地面***110KV

站

號(hào)盤，變電所高壓設(shè)備采用BGp9L-10

型高壓隔爆開關(guān)，保護(hù)選用上海山源

ZBT——11

機(jī)頭

（二）設(shè)備選用1、工作面設(shè)備采煤機(jī)選用德國艾柯夫公司生產(chǎn)的SL500

750KW,額定電壓為

臺(tái)牽引電機(jī)功率為

90KW,額定電壓為

460V;調(diào)高泵電機(jī)電壓

1000V，功率

35KW，破碎機(jī)功率100KW，額定電壓為3300V。兩臺(tái)主電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)。工作面刮板輸送機(jī)采用山西煤機(jī)廠制造的

SGZ1000-Z×700

型輸

350/700KW

壓為

2、順槽設(shè)備1）破碎機(jī)：采用山西煤機(jī)廠制造

PCM-315

型破碎機(jī)，其額定功率

315KW,額定電壓

1140V。2）轉(zhuǎn)載機(jī)：采用山西煤機(jī)廠制造SZZ1200/315

型轉(zhuǎn)載機(jī)。其額定功率

315KW,額定電壓

3

）

順

槽

帶

式

輸

送

機(jī)

：

采

用

**

集

團(tuán)

機(jī)

電

總

廠

生

產(chǎn)

的SSJ-140/250/3*400

KW,循環(huán)油泵電機(jī)額定功率

3×18.5KW,冷卻風(fēng)扇電機(jī)額定功率

3×5.5KV,抱閘油泵電機(jī)額定功率

2×4KW,額定電壓均為

1140V，自動(dòng)漲緊油泵電機(jī)額定功率

12KW，卷帶電機(jī)額定功率15KW,電壓

1140V。皮帶機(jī)采用

CST

啟動(dòng)方式。4

）乳化液泵站：三泵二箱，乳化液泵采用無錫威順生產(chǎn)的BRW400/31.5

型液泵，其額定功率

250KW,額定電壓

5）噴霧泵：采用無錫威順生產(chǎn)的BPW516/13.2

定功率

132KW,額定電壓

3、其它設(shè)備移動(dòng)列車處安裝

JH2-18.5

慢速絞車兩部，用于移動(dòng)列車牽引。絞車電機(jī)功率

18.5KW,額定電壓等級(jí)

1140V；順槽皮帶機(jī)機(jī)頭安裝電磁除鐵器一臺(tái)，型號(hào)RCDC-25S，電機(jī)功率30KW,額定電壓

1140V；皮帶順槽巷采用

2

臺(tái)

15KW

排污泵臨時(shí)排水，額定電壓

道排水設(shè)備及水倉處固定離心泵就近接取電源或另設(shè)移動(dòng)變電站供電。（三）工作面移動(dòng)變電站及配電點(diǎn)位置的確定工作面電源電壓為

10kV,來自

200m

以外的盤區(qū)變電所。根據(jù)用

1140V

和

3300V

及保護(hù)控制電壓采用

127V。在順槽皮帶機(jī)機(jī)頭設(shè)置移動(dòng)變電站及配

100-200

米處設(shè)移動(dòng)列車，將移動(dòng)變電站，采煤機(jī)、工溜、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)控制開關(guān)，推進(jìn)定期在軌道上進(jìn)行移動(dòng)。見設(shè)備布置示意圖。（四）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及移動(dòng)變電站選擇按用電設(shè)備額定電壓分為

1140V

和

3300V

兩種，按移動(dòng)變電站二次側(cè)兩種電壓等級(jí)選?。?、3300V

用電設(shè)備變電站選取

1

臺(tái)容量較大的移動(dòng)變電站。供采煤機(jī)移動(dòng)變電站選?。?

移變）

PKe

——各設(shè)備的加權(quán)平均功率因素，1#移變供電

1

臺(tái)采煤機(jī)組，取

p

e

設(shè)備額定功率之和；

需用系數(shù)，在綜采工作面，

=0.4+0.6

pb

，

p

為最大

b

pe一臺(tái)設(shè)備額定功率，對單臺(tái)設(shè)備，

選擇

be b2）供工作面運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)變電站選?。?移變）

b

PKe

選擇

be b2、1140V

用電設(shè)備變電站選取電站，其余設(shè)備選用一臺(tái)移動(dòng)變電站。順槽皮帶巷

2

臺(tái)

15KW

潛污泵可就近在移動(dòng)變電站接取電源。1)順槽皮帶機(jī)移動(dòng)變電站選?。?移變）順槽皮帶機(jī)長度約為

2000m,且皮帶巷坡度不大，皮帶機(jī)采用兩驅(qū)運(yùn)行，一驅(qū)備用可滿足要求。e

PKe

b

選擇

be b2)其它設(shè)備移動(dòng)變電站選?。?移變）

=0.4+0.6

p

/b

p

e

=0.4+0.6×315/1394=0.54

b

PKe

選擇

be b根據(jù)井下移動(dòng)變電站要求選取型號(hào)為KBSGZY

型移變。

工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

（五）供電系統(tǒng)選型與供電系統(tǒng)擬定由采區(qū)變電所

1關(guān)具有短路、過負(fù)荷和無壓釋放保護(hù)。低壓饋電開關(guān)及磁力啟動(dòng)器按其斷路器（接觸器）額定電流大于等于所控制（啟動(dòng)）設(shè)備額定電流進(jìn)行選取，按斷路器（接觸器）分?jǐn)嗄芰Φ扔诨虼笥谒ㄟ^最大三相短路電流來校驗(yàn)。饋電應(yīng)具備短路、過負(fù)荷、漏電跳閘及閉鎖等保護(hù)，磁力起動(dòng)器應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、漏電閉鎖、斷相等保護(hù)及遠(yuǎn)方控制功能。采煤機(jī)額定電流

PBE3006

型低壓開關(guān)，三回

3300V

出線，額定電流

450A，一用兩備，低壓開關(guān)直接向采煤機(jī)供電，另一回路出線

127V；刮板運(yùn)輸機(jī)額定電流

2#移變低壓側(cè)選取英國

ALLENWEST

公司生產(chǎn)

AW2000

型開關(guān)，五回3300V

出線，單回額定電流

200A，四用一備，另一回路出線

3#移變低壓側(cè)運(yùn)行負(fù)荷額定電流

585.1A，移變低壓側(cè)選取平陽開關(guān)廠生產(chǎn)

BXD-800

型真空饋電開關(guān)，皮帶機(jī)三臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流三臺(tái)油泵額定電流

2.6A，采用長治海通生產(chǎn)Ⅱ組開關(guān)進(jìn)行控制，其中

3

回采用

400A

接觸器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另外8

回采用

30A

接觸器控制油泵、風(fēng)扇、抱閘油泵，滿足使用要求，自動(dòng)油泵漲緊電機(jī)采用

KXJ3-80/1140

型專用開關(guān)，電磁除鐵器、卷帶電機(jī)選用QBZ-80/1140

型開關(guān)均滿足要求。4#移變低壓側(cè)運(yùn)行負(fù)荷額定電流

I

≥I

+∑I

K

。其中

I

為最大負(fù)荷 額定電流，取轉(zhuǎn)載機(jī)額定電流

為其余設(shè)備額定電流之和為

700A，K

為需用系數(shù)

0.54，I

≥200+700*0.54=578A。移變低壓 側(cè)選用平陽開關(guān)廠生產(chǎn)BXD-800

6

回

1140V

出線，額定電流

400

安，滿足使用要求。根據(jù)供電設(shè)備選型與布置擬定供電系統(tǒng)圖。（六）高壓電纜截面選擇校驗(yàn)按設(shè)計(jì)規(guī)定及礦用高壓電纜選型，初選MYPTJ

型礦用

10KV

銅芯、橡套、雙屏蔽電纜。1、供

1#移變高壓電纜截面選擇（L

）1）按長時(shí)允許電流選電纜截面I

K

e

e

---平均效率，查表得

0.9。

I根據(jù)礦用橡套電纜長時(shí)允許載流量查表得

35mm

I138A

>137A

滿足要求。2）按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)電纜截面。 mmj A---電纜主芯截面j---經(jīng)濟(jì)電流密度 A/mm 查表得

2.25根據(jù)高壓電纜經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)

35

mm不能滿足要求，應(yīng)選取

70

mm截面電纜，長時(shí)允許截流量

3）按允許電壓損失校驗(yàn)KP

——高壓電纜線路中的電壓損失百分?jǐn)?shù)。K——

兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失百分?jǐn)?shù)。 ——

電纜長度，km?！试S電壓損失百分?jǐn)?shù)。

校驗(yàn)滿足要求。

4)

熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面設(shè)井下盤區(qū)變電所

10kV

母線最大短路容量限制

50MVA，最大三相穩(wěn)態(tài)短路電流I

I

i

mm

i

i——短路電流的假象時(shí)間，即熱等效時(shí)間，取0.25S;C——電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套電纜

熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面滿足要求。2、供

2#移變高壓電纜截面選擇（L

）1）按長時(shí)允許電流選電纜截面I

K

e

e

I取

25mm

I2）按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)電纜截面。

mm

mmj 25mm電纜不能滿足要求，選取

50

mm電纜截流量

3）按允許電壓損失校驗(yàn)

KP

不能滿足要求選取

70mm

電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面A

=15.5

mm＜70

mm 滿足要求

I

mm

I

mm

mm不能滿足要求

I

mm不能滿足要求。1）按長時(shí)允許電流選電纜截面I

取

25mm電纜長時(shí)允許截流量

113A 滿足要求。2）按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)電纜截面。j 3）按允許電壓損失校驗(yàn)KP

滿足使用要求4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面A

=15.5

mm＜50

mm 滿足要求4、供

4移變高壓電纜截面選擇1）按長時(shí)間允許電流選擇電纜截面I

取

16

mm

電纜長時(shí)間允許截流量

83A，滿足要求。2）按經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn)截面j 取

35

mm電纜截面流量

3）按允許電壓損失校驗(yàn)KP

不能滿足要求。選取

70mm

電纜滿足要求。4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)電纜截面

mm

mm滿足要求。四條高壓電纜選取為：L

——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200mL

——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200mL

——MYPTJ-10——3*50+3*16+3*2.5——300mL

——MYPTJ-10——3*70+3*25+3*2.5——2200m(七)按長時(shí)負(fù)荷電流初選低壓電纜截面長時(shí)負(fù)荷電流要求電纜截面載流量大于等于電纜長時(shí)間負(fù)荷電流，電纜標(biāo)號(hào)見擬定供電系統(tǒng)圖。

mm）

采煤機(jī)選用

MCPR1.9/3.3KV

拖移電纜，刮板運(yùn)輸

MYPTJ1.9/3KV

型電纜，其余

1140V

電纜均選用

MYP

型礦用橡套屏蔽電纜。L

選取兩趟

120mm電纜，L

選取兩趟

70

mm

選取兩 趟

50

mm電纜。（八）按機(jī)械強(qiáng)度要求校驗(yàn)電纜截面機(jī)械強(qiáng)度要求采煤機(jī)電纜允許最小截面

35-55

mm，工作刮板輸送機(jī)為

16-35

mm，均滿足要求。（九）按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面3.3KV

系統(tǒng)允許電壓損失

E

1.14KV

系統(tǒng)為

1移動(dòng)變電站低壓配電系統(tǒng)移變參數(shù)：

be zeI

P

Wze d1)正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失校驗(yàn)推導(dǎo)參數(shù)：變壓器內(nèi)部電阻上壓降百分?jǐn)?shù)

be

r變 壓 器 內(nèi) 部 電 抗 上 壓 降 百 分 數(shù)

d

正常負(fù)荷變壓器內(nèi)部電壓損失百分?jǐn)?shù)

b

be

b

E

b

b

L5

電纜上允許電壓損失為：

bL

L

mmpel

eLmm

mm 滿足正常供電要求。2）按起動(dòng)時(shí)電壓損失校驗(yàn)電纜截面（1）阻抗等值電路圖如

1-1

所示。圖

1-1

變電站供電系統(tǒng)起動(dòng)阻抗等值電路Z1

變壓器內(nèi)部阻抗 Z2

L5

電纜阻抗 Z3

采煤機(jī)等值阻抗（2）變壓器內(nèi)部阻抗變壓器二次額定電流：I be

be

be

I

be

be

I

be

（3）L

電纜阻抗:

L

L

(4)采煤機(jī)起動(dòng)時(shí)相阻抗雙電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)

eqI

I

eq

eq

eq

回路總阻抗：

I

采煤機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓機(jī)端電壓U

I

q

qe

所以采煤機(jī)干線電纜截面滿足起動(dòng)要求。2、2#移動(dòng)變電站低壓配電系統(tǒng)。

I

P

Wbe ze ze d1)正常運(yùn)行時(shí)的電壓損失校驗(yàn)（按機(jī)尾高速電機(jī)運(yùn)行校驗(yàn)）

變壓器推導(dǎo)參數(shù)：

be

d

b

b

be

變壓器內(nèi)部電壓損失：

b

E

bL9

電纜上允許電壓損失為：

bL

L

mmpel

eL

mm

mm2）按起動(dòng)時(shí)電壓損失校驗(yàn)電纜截面（1）阻抗等值電路圖如

1-2

所示。圖

1-2

變電站供電系統(tǒng)起動(dòng)阻抗等值電路Z1

變壓器內(nèi)部阻抗 Z2

Z3

機(jī)頭機(jī)尾電纜阻抗 Z4

低速電動(dòng)機(jī)起動(dòng)阻抗（2）變壓器內(nèi)部阻抗I

bebebe

Ibe

be

I

be

機(jī)頭電纜

L

L

機(jī)尾電纜

L8

：

雙電機(jī)同時(shí)起動(dòng)：

eqI

I

eq

eq

計(jì)算總阻抗：

j

j

j

j

j

j

j

j

j

j

j

I

j

j

joI

變壓器輸出起動(dòng)電流：

bq機(jī)尾電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流： I I zq bq 機(jī)尾電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓：

I

q zq

qe

3、3移動(dòng)變電站低壓配電系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩用一備）變壓器參數(shù)：

I

be ze ze

P

Wd1）正常運(yùn)行時(shí)電壓損失校驗(yàn)變壓器推導(dǎo)參數(shù)：

be

d

b

b

be

變壓器內(nèi)部損失：

b

E

b①L10

截面反算校驗(yàn)支線電纜

L14

電壓損失為：

I

Le

L10

最小截面：

Pe

LL10

最小截面：

Pe

L

mm

L10

干線允許電壓損失

g b

le L10、L14---L24

電纜截面選取滿足要求。②L11

截面反算校驗(yàn)支線電纜

L33、L34、L35

電壓損失為：

g b L11

最小截面：

mmlL11、L33—L35

滿足使用要求。2）按起動(dòng)時(shí)電壓損失校驗(yàn)電纜截面①

阻抗等值電路圖如圖

1-3②

變壓器內(nèi)部阻抗I

bebebe

圖

1-3

變電站供電系統(tǒng)起動(dòng)阻抗等值電路圖Z

：驅(qū)動(dòng)電機(jī)起動(dòng)

：風(fēng)扇運(yùn)行阻抗；Z

：抱閘油泵運(yùn) 行阻抗；Z

：漲緊電機(jī)運(yùn)行阻抗；Z

：卷帶電機(jī)運(yùn)行阻抗；Z

：電 磁除鐵器運(yùn)行阻抗；其余為對應(yīng)編號(hào)電纜阻抗。③

L10、L11

電纜阻抗L10

等于兩條

120mm

120mm電纜阻抗一半。ll

L

L

L

L

L

P

P

e

ee

L

L

電導(dǎo)：g

電導(dǎo)：g

電納：b

(

5)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)和

L15

電纜串聯(lián)阻抗采用

CST

起動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為

3

倍額定電流。功率因數(shù)I取

0.5。I

= e

eq

L

L

g

b

L17（L21）電纜串聯(lián)阻抗g

b

L20（L21）電纜串聯(lián)阻抗g

b

L23（L24）電纜串聯(lián)阻抗g

b

L33

電纜串聯(lián)阻抗g

b

L34

電纜串聯(lián)阻抗g

b

L35

電纜串聯(lián)阻抗g

b

gb

g

g

b

b

g

b

gb

g

g

g

b

b

b

導(dǎo)納

g

b

L

j

L

j

j回路總阻抗：

jI

E

I

Eze

I q

j

I

3#移動(dòng)變電站供電系統(tǒng)滿足起動(dòng)要求。4、4移動(dòng)變電站低壓配電系統(tǒng)1）正常運(yùn)行時(shí)電壓損失校驗(yàn)變壓器參數(shù)同

3移變，用

兩趟干線允許電壓損失反算電纜截面，方法同

3移變低壓系統(tǒng)，校驗(yàn)可以滿足要求。2）按起動(dòng)時(shí)電壓損失校驗(yàn)電纜截面①

阻抗等值電路如圖

1-4圖

1-4

變電站供電系統(tǒng)器動(dòng)阻抗等值電路圖Z1:變壓器阻抗；Z2

乳化液泵正常運(yùn)行時(shí)阻抗；Z3：噴霧泵正常

轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)正常運(yùn)行阻抗；Z5：破碎機(jī)電機(jī)起動(dòng)阻抗；其余為對應(yīng)編號(hào)電纜阻抗。②

阻抗值計(jì)算

：經(jīng)計(jì)算：

L

L

L

L

L

L

LL

LL

LL

L

L

LL

LL

L

L

LL

變壓器負(fù)載阻抗：

回路總阻抗：

I

E

ze

I q

j

I

4#移動(dòng)變電站低壓供電系統(tǒng)滿足起動(dòng)要求。1、短路點(diǎn)的選定路首端。根據(jù)這一原則，在擬定供電系統(tǒng)圖中選定

八個(gè)點(diǎn)計(jì)以查表也可以利用系統(tǒng)阻抗計(jì)算，這里計(jì)算求得。高壓電纜阻抗：

r

L高壓電纜阻抗：

r

L電源系統(tǒng)電抗：

E

——采區(qū)變電所

10KV

母線短路容量，取

50MVA。3300V

系統(tǒng)

1140V

系統(tǒng)

L

K

K

b bLL

LL

L

L

L

L

其余變壓器，電纜阻抗見前面。3、短路電流計(jì)算

dd

E

I

I

dI

d

L

b

E

L

b

I

d

I

d

、

——L1

號(hào)高壓電纜阻抗。L L

、

——1

號(hào)移動(dòng)變電站阻抗b b

—————低壓網(wǎng)絡(luò)短路電流電弧電阻，取

。h h

—————電流系統(tǒng)電抗。同理求得：I

I

d dI

I

d dI

I

d dI

I

d dI

I

d dI

I

d dI

I

d d1、低壓電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)①

1移變低壓配電熱穩(wěn)定需最小電纜截面為：

I

d

mm

mm滿足要求。

mm

mm滿足要求。③

3移變低壓配電熱穩(wěn)定需最小電纜截面為：

mm

mm將L11截面增加至35mm,其余負(fù)荷線根據(jù)電機(jī)喇叭嘴口徑大小改動(dòng)。L17—L19、L33—L35

均改用

16mm截面電纜。重新計(jì)算

d

點(diǎn)短路電流：I

I

d d④

4移變低壓配電熱穩(wěn)定需最小電纜截面為：

mm將

L32、L36、L37

更換為I

I

d d2、低壓開關(guān)分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)1移變低壓開關(guān)斷路器分?jǐn)嗄芰?/p>

I

d2移變低壓開關(guān)分?jǐn)嗄芰?

I

d3移變低壓開關(guān)分?jǐn)嗄芰?

I

d4移變低壓開關(guān)分?jǐn)嗄芰?/p>

I

d（十二）保護(hù)整定1、1移變高壓側(cè)開關(guān)整定1

移變高壓側(cè)最大負(fù)荷電流I

be1

移變高壓側(cè)選取額定電流

200A

隔爆配電裝置。過載保護(hù)整定電流I

取

125A〉123.6A過電流短路保護(hù)dzdz

過電流短路保護(hù)I

取

660A>652.9A1移變高壓側(cè)I

I

K

gI

K

gI

n dK

d 1高壓開關(guān)整定（200/5）過流Ⅰ段：I

I

取

18.5Ain 過流Ⅲ段：I

I

取

3.5An iK

I

dK

gI

b

2、2移變高壓側(cè)開關(guān)整定2

移變高壓側(cè)最大負(fù)荷電流I

be

2

移變高壓側(cè)選取額定電流

200A

隔爆配電裝置。過載保護(hù)整定電流I

取

100A〉95.3A過電流短路保護(hù)

dz

取I K

gIK

gI

I

db

n n n n 過流Ⅰ段：I

I

取

10Ai過流Ⅲ段：I

I

取

2.8AiK

I

dK

gI

gb

i

3、3移變高壓側(cè)開關(guān)整定3

移變高壓側(cè)最大負(fù)荷電流I

be

3

移變高壓側(cè)選取平陽開關(guān)廠生產(chǎn)

GKDZ-100/10Y，

額定電流100A過載整定范圍：0.4—1I

；短路整定范圍

3—10I

； I

I

e

dz

取I I

eK

gIK

gI

I

db

n n n n 過流Ⅰ段：I

I

取

8.5Ai過流Ⅲ段：I

I

取

2Ai4、4移變高壓側(cè)開關(guān)整定4

移變高壓側(cè)最大負(fù)荷電流

I

be

4

移變高壓側(cè)選取平陽開關(guān)廠生產(chǎn)

GKDZ-100/10Y，

額定電流100AI

I

edzdz

取I

I

eK

I

dK

gIb

n n n n 過流Ⅰ段：I

I

取

8.5Ai過流Ⅲ段：I

I

取

2Ai

K

2、低壓側(cè)保護(hù)整定計(jì)算（1）1＃移變低壓側(cè)開關(guān)低壓饋電開關(guān)額定電流

護(hù)電流

取過載保護(hù)

Iz=0.9Ie=405A

375A取電流短路保護(hù)

Iz=4Ie=1800A

1632.3AK=I/

Iz=3091/1800=1.72

1.5（2）2＃移變低壓側(cè)開關(guān)低壓饋電單回路額定電流

200A，低速長期負(fù)荷電流

長期負(fù)荷電流

143A，低速最大啟動(dòng)電流

393.3A，高速最大啟動(dòng)電流取

2

倍額定電流

低速

I取

0.4