采面供電設(shè)計

1/11/1播土采區(qū)1307采面供電設(shè)計計算TOC\o"1-5"\h\z、概述 1二、變電所及采面配電點位置的確定 2.變電所位置確定 2.采面配電點位置的確定 2三、負荷統(tǒng)計及其配電點變壓器容量的選擇 2.負荷統(tǒng)計 2.低壓開關(guān)及配電點動力變壓器選擇 3四、電纜的選擇 5￡高壓電纜選擇 7.高壓電纜截面的校驗 7.采煤機供電低壓電纜的選擇 8.采面溜子低壓電纜的選擇 8.乳化泵低壓電纜的選擇 9.噴霧泵低壓電纜的選擇 9.按啟動條件校驗各電纜 10五、過電流保護裝置整定計算 11六、《12307采面供電圖》見附圖1-1 15七、《12307采面設(shè)備布置圖》供電圖見附圖2-2 15概述該采煤工作面位于播土工業(yè)廣場以東約2100m處，工程垂直埋深47-150m。切眼長度240m,采長1400m左右。工作面采用單一傾斜長壁后退式綜合機械化采煤法，采用MG-300/730-WD采煤機進行采煤，一次采全高。采用SGZ960/800中雙鏈刮板輸送機、SZZ960/250轉(zhuǎn)載機和DSJ120/50/200X型可伸縮皮帶輸送機進行運輸，并配備輪式破碎機進行破碎。上下端頭采用ZZG6200/19/38型支撐掩護式液壓支架，切眼中間采用ZZ4800/18/38型支撐掩護式液壓支架。二、變電所及采面配電點位置的確定變電所位置確定根據(jù)采區(qū)變電所位置選擇原則，采區(qū)變電所要位于負荷中心，并且采用就近原則進行選擇。采面動力供電應(yīng)由播土采區(qū)東二里塊井下變電所進行供電。供電電壓為10KV，供電線路長度為1680米左右。采面配電點位置的確定工作面動力由采面下運巷設(shè)備列車移動變電站提供。移動變電站設(shè)置在采面運輸巷內(nèi)，且敷設(shè)供移動變電站的專用軌道，軌距為900mm，并將其設(shè)置在距采面切眼下出口150m位置。各設(shè)備安裝詳細位置見附圖（1-1）。三、負荷統(tǒng)計及其配電點變壓器容量的選擇負荷統(tǒng)計工作面聲光信號、電話、各絞車、水泵電源用原來低壓專用供電線路，所以不參與本次設(shè)計。工作面負荷見下表。序號設(shè)備名稱設(shè)備型號電機功率臺數(shù)電壓等級1采煤機MG—300/730—WD730KW11140V2采面輸送機SGZ-960/800800KW11140V3乳化泵GRB315/31.5200KW21140V4噴霧泵BPW315/16K125KW21140V5轉(zhuǎn)載機SZZ-960/250250KW11140V6破碎機PCM-200200KW11140V工作面總負荷為：EPe=2680KW采用需用系數(shù)法求變電所負荷：SA二KXEPe/COS①pj式中SA——變電所負荷kVA；KX——具有相同需用系數(shù)的一組用電設(shè)備的額定負荷之和kW;在這里采用查表方法獲得。COS①pj——用電設(shè)備的加權(quán)平均功率因數(shù)。低壓開關(guān)及配電點動力變壓器選擇根據(jù)12307綜采面構(gòu)成情況和現(xiàn)場實際情況，初步確定用4臺移動變壓器向采面及運輸巷主要設(shè)備供電。3臺使用，一臺備用。4臺組合開關(guān)，低壓開關(guān)采用貝克廠家生產(chǎn)的8SKC9215-3000/1140/660V(PLC)。移動變壓器采用北京朗威達生產(chǎn)的KBSGZY系列移變。低壓開關(guān)分組。根據(jù)安全、可靠，便于檢修的原則。配電點移變動力負荷和低壓開關(guān)動力負荷分配，具體負荷分配方案如下：A組負荷由設(shè)備列車1#移動變電站提供，供電電壓為1140V0B組負荷為:破碎機200KW、轉(zhuǎn)載機250KW，總功率為450KW。B組負荷由設(shè)備列車2#移動變電站提供，供電電壓為1140V。A組負荷為：WG-300/730-WD采煤機組730KW，噴霧泵2*125KW(一備一用)和乳化泵2*200KW(一備一用)，總功率為1380協(xié)。注：其中一臺噴霧泵和一臺乳化泵作備用。C組負荷由設(shè)備列車3#移動變電站提供，供電電壓為1140V。C組負荷為：溜子機頭400KW、溜子機尾400KW，總功率為800KW。現(xiàn)對低壓開關(guān)負荷及其移變進行分組：A組：1#組合開關(guān)所帶負荷分別為噴霧泵、乳化泵。B組：2#組合開關(guān)所帶負荷分別為破碎機、轉(zhuǎn)載機、噴霧泵、乳化泵。C組：3#組合開關(guān)所帶負荷分別為采煤機械。D組：4#組合開關(guān)所帶負荷為溜子機頭、機尾。A組1#移動變電站負荷計算容量：SB=KXEPe/COS①pj=0.74X450/0.74=450(KVA)式中KX—需用系數(shù)KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.6X250/450=0.74Pmax一為該組負荷中最大功率電動機的額定功率COS①pj一為加權(quán)平均供率因數(shù)，采煤工作面取0.65由計算可知選擇一臺KBSGZY—500/10移變向2#移動變供電滿足要求。B組2#移動變電站負荷計算容量：SA=KXEPe/COS①pj=0.58X1055/0.65=941(KVA)式中KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.65X300/1055=0.58Pmax一為該組負荷中最大功率電動機的額定功率COS①pj一為加權(quán)平均供率因數(shù)，采煤工作面取0.65由計算可知選擇一臺KBSGZY—1000/10移變向1#移動變供電滿足要求。C組3#移動變電站：負荷計算容量：SC=KXEPe/COS①pj=0.70X750/0.65^861(KVA)式中KX—需用系數(shù)KX=0.4+0.6XPmax/EPe=0.4+0.6X400/800=0.70Pmax一為該組負荷中最大功率電動機的額定功率COS①pj一為加權(quán)平均供率因數(shù)，采煤工作面取0.65由計算可知選擇一臺KBSGZY—1000/10移變向3#移動變供電滿足要求。D組移動變電站為備用移變。該移變高壓側(cè)帶電，負荷側(cè)處于備用狀態(tài)。由于本單位有KBSGZY—1000/10移變4臺，所以可以直接選用。均滿足使用要求。四、電纜的選擇電纜的選擇必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定。必須選用取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標志的阻燃電纜。對固定敷設(shè)的高壓電纜：在水平巷道或傾角在45°以下的井巷內(nèi)，應(yīng)采用聚氯乙烯絕緣鋼帶或細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜、交聯(lián)聚乙烯鋼帶或細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜；在進風斜井、井底車場及其附近、中央變電所至采區(qū)變電所之間，可以采用鋁芯電纜；其他地點必須采用銅芯電纜。低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯，采區(qū)低壓電纜嚴禁采用鋁芯。向采煤機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等主要設(shè)備供電的電纜選用MYCP型。從東二里塊井下變電所到采面配電點之間的高壓電纜，由一條高壓電纜電纜進行供電。其余低壓電纜采用MY型。按長時允許負荷電流選擇電纜截面詳細參數(shù)見下表。電纜用途電纜名稱電纜規(guī)格長時允許電流（A）額定電壓（V）長度（M）供采煤機采掘機用屏蔽電纜MYCP3X9525011402X450供轉(zhuǎn)載機采掘機用屏蔽電纜MYPC3X702051140100供破碎機采掘機用屏蔽電纜MYCP3X702051140150供乳化泵采掘機用屏蔽電纜MYCP3X70205114050供噴霧泵采掘機用屏蔽電纜MYCP3X70205114040供采面溜子采掘機用屏蔽電纜MYCP3X9525011402X4501.高壓電纜選擇用長時間允許電流選擇高壓電纜截面。按照公式：Klp^IaIa=SP/3i/2UeCOS①=194.25V250AMYJV226/10KV3*70的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在該環(huán)境中的載流量為250A，所以滿足我們的使用要求。配備長度為1700m。在上式中：Ip為空氣溫度25℃時，電纜允許的載流量。K環(huán)境溫度不同時，載流量的修正系數(shù)。WP該系統(tǒng)中各臺電機功率總和。Ue為系統(tǒng)電壓。COS①為綜采工作面設(shè)備平均功率因素。高壓電纜截面的校驗按公式：力U%=3i/2*Ia*L1(R0COSC+X0SinC)/10*Ue=1.732X194.25X1.7(0.3X0.70+0.08X0.72)/10X10000=0.0153V0.07通過計算，所選電纜符合我們的使用要求。式中：力U%電壓損失百分數(shù)；la電纜中的負荷電流（A）；P電纜輸送的有功功率（KW）;按該系統(tǒng)中所帶的電動機功率之和計算。Ue該系統(tǒng)中的額定電壓（KV）；Un額定電壓（KV）；對于高壓系統(tǒng)，取UN=10KV；R0、X0高壓電纜線路中單位長度的電阻及電抗（Q/Km）；L1電纜線路的長度（Km）；COS。、Sin。、tan?！β室驍?shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。對于高壓系統(tǒng)的電壓損失按照?全國供用電規(guī)則?的規(guī)定，在正常情況下，不得超過7%，故障狀態(tài)下不得超過10%。電壓損失應(yīng)從地面變電所算起至采區(qū)變電所母線止。采煤機供電低壓電纜的選擇按長時間允許電流選擇電纜截面。In二KXWPE/31/2UeCOS①=0.65X730X1000/31/2X1140X0.65=341.3A<250X2AIn一電纜中通過的實際工作電流，A.WPe一電纜所帶負荷的額定功率之和,730KW.Ue一額定電壓，1140V。COS①一加權(quán)平均功率因數(shù)，COS①=0.65。KX=0.4+0.6XPmax/SPe=0.4+0.6X300/730=0.65由計算可知，選用95mm2截面的雙根電纜做采煤機電源線能滿足要求。采面溜子低壓電纜的選擇按長時間允許電流選擇電纜截面。In二KXWPE/3i/2UeCOS①=0.65X800X1000/3i/2X1140X0.72=365.8A<345X2AIn一電纜中通過的實際工作電流，A.WPe一電纜所帶負荷的額定功率之和,800KW.Ue一額定電壓，1140V。COS①一加權(quán)平均功率因數(shù)，COS①=0.65。KX=0.4+0.6XPmax/SPe=0.4+0.6X400/800=0.72乳化泵低壓電纜的選擇按長時間允許電流選擇電纜截面。In二KXSPE/3i/2UeCOS①=0.65X200X1000/31/2X1140X0.65=101.3A<205AIn一電纜中通過的實際工作電流，A.SPe一電纜所帶負荷的額定功率之和,200KW.Ue一額定電壓，1140V。COS①一加權(quán)平均功率因數(shù)，COS①=0.65。由計算可知，選用70mm2截面的單根電纜做乳化泵供電電滿足要求。噴霧泵低壓電纜的選擇按長時間允許電流選擇電纜截面。In二KXSPE/3i/2UeCOS①=0.65X125義1000/31/2X1140X0.65=63.3A<205AIn一電纜中通過的實際工作電流，A.WPe一電纜所帶負荷的額定功率之和，125KW.Ue一額定電壓，1140V。COS①一加權(quán)平均功率因數(shù)，COS①=0.65。由計算可知，選用70mm2截面的單根電纜做噴霧泵電源線能滿足要求。按啟動條件校驗各電纜1#移變低壓供電系統(tǒng)，由于采煤機單搖臂電機啟動電壓損失量最為嚴重，故以采煤機單搖臂電機能否可靠啟動進行校驗。電動機起動時的校驗計算按公式:力U=力U1+力U2=77.7A力U1=0.01UnPcaL0U/=37.7A力U2=Uk*St/100Ut(ur%COSO+ux%SinC)二40A式中：ZIU電壓損失；力U1為線路損失電壓，力U2為變壓器損失電壓Un該系統(tǒng)中的額定電壓(KV)；Pca線路有用功率計算值K1線路所帶負荷系數(shù)；Pn線路所帶負荷功率；n線路所帶負荷效率。St變壓器的實際負荷量；Uk變壓器器二次側(cè)電壓；Ut變壓器額定容量；ur%變壓器的電阻壓降百分數(shù)；ux%變壓器的電抗壓降百分數(shù)；L0電纜線路的長度（Km）；U*（1KW.Km負荷矩的電壓損失）取0.0245；COS。、$5。功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。所以電壓壓降：力U%二力U/1140=77.7/1140=0.068,該數(shù)值小于7%的規(guī)定，所以滿足我們的使用要求。2#移變低壓供電系統(tǒng)，由于溜子電機啟動電壓損失量最為嚴重，故以溜子單機能否可靠啟動進行校驗。電動機起動時的校驗計算按公式:力U=力U1+力U2=80A力U1=0.01UnPcaL0U/=28A力U2=Uk*St/100Ut（ur%COSO+ux%SinO）二52A式中：ZIU電壓損失；力U1為線路損失電壓，力U2為變壓器損失電壓Un該系統(tǒng)中的額定電壓（KV）；Pca線路有用功率計算值K1線路所帶負荷系數(shù)；Pn線路所帶負荷功率；n線路所帶負荷效率；St變壓器的實際負荷量；Uk變壓器器二次側(cè)電壓；Ut變壓器額定容量；ur%變壓器的電阻壓降百分數(shù)；ux%變壓器的電抗壓降百分數(shù)；L0電纜線路的長度（Km）；U△%（1KW.Km負荷矩的電壓損失）取0.0245；COS。、$也。功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。所以電壓壓降：ZU%=ZU/1140=80/1140=0.07,該數(shù)值小于7%的規(guī)定，所以滿足我們的使用要求。對于轉(zhuǎn)載機、破碎機、噴霧泵、乳化泵線路電纜不到

50米，電機功率較小。以最大設(shè)計推斷，不難看他們一定滿足使用要求。五、過電流保護裝置整定計算低壓開關(guān)的選擇及校驗，根據(jù)開關(guān)所控制的電機容量、電壓等級及使用要求選擇相應(yīng)的開關(guān)，開關(guān)的具體型號見供電系統(tǒng)示意圖。1#組合開關(guān)的過載整定計算根據(jù)：IZ=EP*Ig一回路：IZ=125*0.66=82.5A 整定為：99A二回路：IZ=200*0.66=132A 整定為：158AIg換算系數(shù)取0.66過載整定值近視等于電機額定電流值IZ2#組合開關(guān)過載電流整定根據(jù)：IZ=EP*Ig整定為：158A整定為：198A整定為：整定為：158A整定為：198A整定為：158A整定為：99A二回路：IZ=250*0.66=165A三回路：IZ=200*0.66=132A四回路：IZ=125*0.66=82.5AIg換算系數(shù)取0.66,過載整定值近視等于電機額定電流值IZ在1#組合開關(guān)損壞的情況下，將1#組合開關(guān)電源側(cè)搭入2#組合開關(guān)電源側(cè)。過載整定值近視等于電機額定電流值IZ

3#組合開關(guān)過載電流整定根據(jù)：IZ=EP*Ig整定為：237A整定為：340A整定為：整定為：237A整定為：340A整定為：158A整定為：99A二回路：IZ=430*0.66=283.8A三回路：IZ=200*0.66=132A四回路：IZ=125*0.66=82.5AIg換算系數(shù)取0.66過載整定值近視等于電機額定電流值IZ4#組合開關(guān)過載電流整定根據(jù)：IZ=EP*Ig一回路：IZ=400*0.66=264A 整定為：316A二回路：IZ=400*0.66=264A 整定為：316AIg換算系數(shù)取0.66過載整定值近視等于電機額定電流值IZ用最遠點兩相短路電流校驗其靈敏度用兩項短路電流校驗靈敏度：Km=口2/IzKm靈敏度系數(shù)；Id?兩項段度電流；IZ為電機額定電流。當整定電流達到8IZ時候，就視為短路，電子保護器動作。1#組合開關(guān)：一回路噴霧泵電纜換算長度L=40*0.73=29.2m，查表得H1d2=5980A。短路整定=8IZ=8*82.5=660A,取700A。靈敏度校驗Km=Id2/IZ=8.542>1.2所以滿足要求二回路乳化泵電纜換算長度L=50*0.73=36.5m，查表得HId2=5800A。短路整定為8IZ=8*132=1056A,取1056A。靈敏度校驗Km=Id2/IZ=5.94>1.2所以滿足要求2#組合開關(guān)：一回路破碎機電纜換算長度L=150*0.73=109.5m，查表得H1d2=4956A。短路整定為8IZ=8*132=660A,取700A。靈敏度校驗Km=Id2/IZ=7.08>1.2所以滿足要求二回路轉(zhuǎn)載機電纜換算長度L=100*0.73=73m，查表得HI2=5470Ad短路整定為8IZ=8*165=1320A,取1300A。靈敏度校驗Km=Id2/IZ=4.20>1.2所以滿足要求三回路乳化泵電纜換算長度L=50*0.73=36.5m，查表得H1d2=5800A。短路整定為8IZ=8*132=1056A,取1056A。靈敏度校驗Km二必/1廣5.92>1.2所以滿足要求四回路噴霧泵電纜換算長度L=40*0.73=29.2