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综采工作面供电设计

一、概述:51101工作面10KV电源来自中央变电所,工作面机巷走向长度1360米, 工作面采长200米,从由该工作面用电设备的容量与布置来看,该工作面3300V 及1140V用电设备应采用移动变电站方式供电,2台移动变电站和乳化液泵站放置51101机巷设备列车。

二、负荷统计:三、移动变电站的选「择工作面采用移动变电站方式供电。

由中央变电所提供一路10K V电源,分别供到一台1600KVA移动变电站(供工作面3300V采煤机)和另一台1600KVA移动变电站(供工作面刮板运输机、乳化液泵、喷雾泵和转载破碎根据供电系统拟定原则,选择两台移动变电站,其容量分别决定如下:1、移动变电站(T1)向930KW采煤机组供电,供电电压为3450V。

K ix=0.4+0.6(P ima>/ 艺Re)=0.4+0.6(400/930)=0.66加权平均功率因数取cos© wm=0.7S ib= 2 P ie K ix/cos ©wn=930X 0.66/0.7=874KVA故移动变电站(T1)选用KBSGZY-1600/10/3.45干式变压器S 1e=1600KVA> Sb=874KVA 满足工作需要2、移动变电站(T2)向2*315KW运输机、250KV乳化液泵站、75KW喷雾泵站、200KW转载机和160KW破碎机供电,供电电压为1140V,共计负荷1315KWK1x=0.286+0.714(P 1ma/ 2 Re)=0.286+0.714(630/1315)=0.628加权平均功率因数取cos © wm=0.7S *=2 Re KMcos ©wm=1315X 0.628/0.7=1179KVA故移动变电站(T2)选用KBSGZY-1600/10/1.2干式变压器S 1e=1600KVA> Sb=1179KVA 满足工作需要四、电气设备的选型本次设计采用3300V 1140V两种电压等级,故所有选择的低压电器设备、电缆,均为千伏级。

根据煤矿井下电气设备选型原则,列表说明设备的控制开关选型配置情五、高压电缆的选择计算:1、高压回路A、初选高压进线电缆并对其校验:(1) 按设计规定初选高压进线电缆为:MY PTJ8.7/10KV 3*50矿用电缆(2) 按长时允许负荷电流校验电缆截面:艺P 总=2255KWI y=E P 总x K/( U e COS ©w)K=0.4+0.6(P maJ 艺P ie)=0.4+0.6(400/2255)=0.51加权平均功率因数COS© wm=0.7I y=2255x 0.49/( V3x 10x 0.7)=94.2A其主截面为50m) l fh = 173A> I y =94.2A 满足需要(3) 按经济电流密度校验高压电缆截面:A = I fh /I jI j -经济电流密度,查《综采设计手册》下册表 6-1-4得知 2I j =2.25A/mmA j =94.2/2.25=41.9mm 2 v A e =50m) 满足需要(4) 按热稳定校验电缆截面:中央变电所10KV 母线上的最大短路容量为100M VA 其最大三相稳态短路 电流为:.3 Sj—I 鬲=100蒂 X 10=5.8KA最小两相稳态短路电流为:I d2⑵=5.8 X 0.866=5KA按下式求得变电所到综米工作面移动变电站间咼压电缆的截面为:I3J j2A minI=5000X 0.5/93.4=26.7mmC式中t j ――短路电流的假想时间,即热等效时间、考虑井下的高压过电 流保护为连续动作,取假想时间为t j =0.25s;C ――电缆的热稳定系数,铜芯橡套电缆C=93.4所需最小截面A min =26.7 mr i K A=50mfri 满足需要。

故所选高压电缆均能满足供电热稳定要求。

(5) 按允许电压损失校验:10KV 及以下高压线路中的电压损失按 <<全国供用电规则 >>,正常负荷 下的电压偏移不得超过7%.要求:△ U% =刀 KPL < 7%K ----- 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数;L ----- 各串级连接电缆的长度,KMP -----电缆输送的有功功率MW7%-----允许电压损失的百分数;地面变电所至中央变电所下井电缆:1000M K=0.397中央变电所至配电所电缆:1050M K=0.397配电所机巷移变高压电缆配电点:1200M K=1.298刀KPL = 2.66 (0.397*1+0.397*1.05+1.298*1.2 ) =6.3%<7%因此至高压电缆的最远端即工作面移变一次侧接口处电压损失△ U%=6.3%<7% 满足要求六、移动变电站负荷侧电缆选择与计算选择原则:根据电压等级和长时允许工作电流机械强度选择电缆截面。

1、控制采煤机的1600KVA移变(T1)馈出主干线、支线电缆选择:总装机容量930KW/平均数功率因数CO环°n取0.7需用系数K=0.4+0.6(P max/ 艺Re)=0.4+0.6(400/930)=0.658I= K 刀P N X 103/ V3L N COS©3n=0.658 X 930/ (V3X 3.3 X 0.7 ) =152A 移变T1低压侧至控制采煤机干线选用MYPTJ-1.9/3.3-3 X 95电缆供电;I fh =255A> I e=152A 满足供电要求。

采煤机总装机容量930KV y平均数功率因数COS)°n取0.7需用系数K=0.4+0.6(P max/ 艺Re)=0.4+0.6(400/930)=0.658I= K 刀P N X 103/ V3L N COS©°n=0.658 X 930/ V3X3.3 X 0.7=152A采煤机负荷支线选用一根MCP-1.9/3.3-3 X 95+1 X 25+4X 2.5电缆,I fh =255A> I e=152A 满足供电要求。

2、控制转载机和破碎机的1600KVA移变(T2)馈出主干线、支线电缆选择:(1)刀R=1315KW 平均数功率因数COS)°n取0.7需用系数K=0.286+0.714(P max/ 艺Re)=0.286+0.714(315/1315)=0.457匸K 刀P N X 103/ V3L N COS©°n=0.457 X 1315/ V3X 1.2 X 0.7=413A控运输机、乳化泵、转载机和破碎机的开关电缆从移变(T2)负荷侧引出,选用2根MY P-1.2-3 X 70电缆供电。

315KW运输机负荷支线选用2根MY P-1.2-3 X 70+1X 25电缆;I y=215A=> I e= 207 A 满足供电要求。

160KW勺破碎机的负荷线选用MYP1.2-3X 35的电缆1巾=138 A >I y = 105 A 满足供电要求。

200KW的转载机的负荷线选用MYP1.2-3X 35的电缆1巾=138 A >I y = 132 A 满足供电要求。

250KW的乳化液泵的负荷线选用MYP1.2-3X 50的电缆I fh =173 A>I y = 165 A 满足供电要求75KW的喷雾泵的负荷线选用MYP1.2-3X 35的电缆I fh =138 A>I y =49 A 满足供电要求七、按允许电压损失校验或复选电缆截面1、允许电压损失根据有关技术资料规定变压器低压侧到电机端子的电压损失,不能大于其允许值为合格刀△ U WA Uy。

采区低压电网的最大电压损失一般由三部分组成,即电源变压器至最远电动机端子之间总的电压损失为:U=A ◊+△□+△U Z2、1600KVA移变(3300V)及线路系统电压损失计算采区低压电网的最大电压损失一般由三部分组成,即电源变压器至最远电动机端子之间总的电压损失为:U/ □+△ U g+^ L Z①1#变压器的电压损失AUb=AUp%X U eAU P%=3(U R COS© +Usin ©)U R=(△ P/IOS%B—变压器的负荷系数,B =8S e二(930X).62/0.75) /1600=0.48U R—变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数U K —变压器在额定负荷时变压器中的电抗百分数△ P—变压器的短路损耗W由KBSGZY-1600/10移变技术参数表得知U K=3.7%,△ P=9200W•••U R=(△P/10S%=9200/(10 X600)%=0.575%△U%二,U K2-U R2 %= 3.72-0.5752%=3.655%Cos ©N=0.8sin ©=0.6△U P%=3(U R COS ©+Usin ©)%=018X0.575 X8+3.655 X6)%=1.262% △Ub=^Up%X U e=1.262%X3450=44V②支线电压损失△ U z= 3l e L Z (R o COS +X o Sin )= 1.732 X400X0.3 (0.2301 0.8+0.075 0.6)(由95mm 2电缆技术参数得知R o = 0.2301 Q/Km , X o = 0.075 Q/Km )③ 干线上的允许电压损失为△ U yg =A U y - △ U b -A U z=330-47.6-44=238V④ 按允许电压损失选择干线电缆最小截面:=930X 1360 10710000 42.5 迥.9 127=14.6mm 2 <A e =95mm 23、KBSGZY-1600/10/1.2KVA 移变及线路系统电压损失计算 按正常允许电压损失检验,系统允许损失电压△ U y = U 2n - 0.95U e = 117V而整个系统电压损失艺U=A U b + △ Ug+A U Z (1) 1600KVA 移变内部电压损失计算: 2 2R=A P/ (3*I E ) =7000/ (3*450 ) =0.01 Q 222X=1(V (U D -( △ P/10S) 2)* U e22 22= 10V (6.5 -(7000/10*800))* 1.2=0.09 Q3△ U b = [K x X 艺 P e (R b +X b X t g©)] X 10/U e3=1 X 400X (0.01+0.09 X 1.02) X 10/1140= 38V(2) 干线电压损失计算: 干线电压损失:3由厶 U g = P e X L X 10/ (D X S X U e )得3干线损失厶 Ug1= 990X 300X 10/ (53 X 70 X 1140) =70V (3) 校核A PL 103 DU e U ygA e 初选电缆截面满足要求刮板机电压损失厶U= 38+70= 108W 117V 满足要求八、供电系统图(见附图)九、短路电流的计算1、T1移变(带煤机)(1)高压电缆阻抗折算到低压侧电缆阻抗值R干鹫=0.4484*1.4/1.74 2+0.616*0.9/2*1.74 2=0.3 Q K bX干马=0.081*1.4/1.74 2+0. 084*0.9/2*1.74 2=0.05 QK b注:由51101配电所至移变电缆型号及长度为MYPTJ冰50-1400M X。

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