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综采工作面供电设计

8103综采供电设计单位:机电科整定时间:二零一九年一月供电设计设计审批计算人:机电科:机电副总:机电矿长:总工:一、工作面概况与设备选型配置1、8103切眼长度为240m,切眼与两顺槽成90°夹角,方位角为135°17′41″。

切眼为矩形断面净宽7m,净高3m(沿煤层顶底板掘进)。

2、8103运输顺槽长度为1883m, 顺槽为矩形断面净宽5.0m,净高3.5m(沿煤层顶底板掘进),方位角为225°17′41″。

采用锚杆+钢筋网+梯子梁+锚索联合支护,供回采工作面进风、行人、运煤。

3、8103辅运顺槽长度为1813m, 顺槽为矩形断面净宽5.0m,净高3.5m。

方位角为225°17′41″。

采用锚杆+钢筋网+梯子梁+锚索联合支护,供回采工作面回风、行人、运料。

4、8103综采工作面采用走向长壁后退式综合机械化一次采全高采煤方法,全部垮落法管理顶板。

采用MG550/1220-WD型采煤机一台双向穿梭采煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,滚筒自旋使其截齿将煤破碎。

采煤机端头斜切进刀,割三角煤采煤,按割煤—移架—推刮板输送机顺序进行,利用机组滚筒和输送机铲煤板将煤自行装入运输机,采用SGZ900/1050型双中心链可弯曲刮板输送机一部,支护利用ZY6800/18/38型液压支架。

8103运输顺槽采用SZZ900/315型转载机一部,配备PLM2200型破碎机一台和DSJ100/80/2*250型带式输送机一部负责原煤运输。

5、8103工作面两顺槽辅助设备配置:(1)8103运输顺槽为工作面配备BRW400/31.5型乳化泵两套,一用一备。

为工作面配备BPW320-10M型喷雾泵两套,一用一备。

工作面排水设备选用两台BQS50-100/5-45型潜水泵。

(2)8103辅运顺槽排水设备选用BQS50-50/2-13/N 型潜水泵一台。

8103综采工作面及顺槽负荷统计表8103综采工作面电气设备选型表二、供电系统的选择确定工作面采用MG550/1220-WD型滚筒式采煤机为综合机械化采煤,为保证供电质量和安全,根据8103综采工作面巷道布置,按需用系数法计算变压器容量和台数。

综采工作面电源来自采区变电所10kV母线段,高压采用三路供电,采区变电所DJ33-01-018#高防敷设一路高压电缆MYPTJ-8.7/10-3*95+3*25/3+3*2.5-2600M至综采工作面DJ36-01-05#KBSG-2500/10/3.3/1.2YZ 负荷中心移变供采煤机、转载机、乳化泵、喷雾泵共计1965.5kW ,从采区变电所DJ33-01-022#高防敷设一路高压电缆MYPTJ-8.7/10-3*95+3*25/3+3*2.5-2600M至综采工作面DJ36-01-06#KBSG-2500/10/3.3YZ 负荷中心移变供刮板机、破碎机总功率1250kW 。

从采区变电所DJ33-01-019#高防开关馈出一路高压电缆MYPTJ-8.7/10-3*50+3*25/3+3*2.5-730M 至8103运输顺槽皮带机头DJ36-02-06#KBSGZY-630/1.2移动变电站供8103运输顺槽皮带和8103辅运顺槽电源总功率共计613kW 。

三、电气设备的选择和校验 1、变压器容量的选择按需要系数法计算变压器的容量:S T=Kx φcos e∑P Kx=0.4+0.6 ∑e dP P其中 S T -------工作面的电力负荷视在功率(kVA ); ∑e P -----工作面用电设备额定功率之和(kW ); cos Φ-----工作面的电力负荷的平均功率因数; Kx--------需要系数;Pd--------最大一台(套)电动机功率;(1)安装于8103综采工作面控制采煤机、转载机、乳化泵、喷雾泵、移动变电站选择:Kx=0.4+0.6×5.1965550=0.57S T=Kx φcos e ∑P =0.57×7.05.1965=1600kVA根据∑N S ≥S T ,上述负荷供电选用一台KBSG2500/10/3.3/1.2YZ 型负荷中心能满足要求。

(2)安装于8103综采工作面控制刮板输送机、破碎机的移动变电站选择:Kx=0.4+0.6×12501050=0.9 S T=Kx φcos e ∑P =0.9×7.01250=1607kVA根据∑N S ≥S T ,上述负荷供电选用一台KBSG2500/10/3.3/1.2YZ 型负荷中心能满足要求。

(3)安装于8103运输顺槽偏口控制顺槽皮带、水泵的移动变电站选择: S T =Kx φcos e ∑P =0.7×7.0613=613kVA根据《供电设计规范》输送机系数选0.6-0.7功率因数取0.7; 根据∑N S ≥S T ,选用一台KBSGZY630/10/1.2型移变能满足要求。

2、移动变电站高压开关的选择(1)配电装置额定电压:选定为10kV 。

(2)高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。

变压器最大长时工作电流即额定电流I e 为:I e =Uee ⨯3S式中 S e —变压器额定容量,kV .A ; U e —变压器高压侧额定电压,kV 。

(3)DJ36-01-05移变高压开关的选择: 高压侧额定电流为I e =Uee ⨯3S =A14410KV3500kVA 2=⨯根据计算在采区变电所选择PBG-400/10Y 高防开关一台,移动变电站高压侧选择KBG-630/10Y 型高压真空配电装置。

(4)DJ36-01-06移变高压开关的选择 高压侧额定电流为I e =Uee ⨯3S =A14410KV3500kVA 2=⨯根据计算在采区变电所选择PBG-200/10Y 高防开关一台,移动变电站高压侧选择KBG-630/10Y 型高压真空配电装置。

(5)高压开关分断能力校验:短路参数按采区变电所出口短路容量100MkV ·A 计算,则其最大三相稳态短路电流为:3、移动变电站高压侧保护整定计算:(1)DJ36-01-05#KBSG-2500/10/3.3/1.2YZ 移变高压侧保护整定计算:总功率:1965.5kW ,最大单机功率:采煤机电机550kW 、平均功率因数A U S I 577310000*732.110*1003dd6)3(===cosΦ=0.7、需用系数Kx=0.57、可靠系数取1.2;①过载电流:I z=1.2*Kx*∑Φ=1.2×0.57××10×0.7)=110A I z取值110A②短路电流:Id=IQe+∑IeI Qe=Pd/3Ucosϕ=550/3*10*0.85=37A≈35AId=35*8+(110-35)=355A (由于变压器送电时会产生励磁涌流,短路值取过载电流的5倍)Id取值550A式中:Id-开关短路整定值;Iz-开关过载整定值;IQe-最大的电动机额定启动电流;∑Ie-其余电动机的额定电流之和;Kx--需用系数;1.2--可靠系数;∑P-负荷总功率;Pa-容量最大电机功率;cosϕ平均功率因数取值0.7 (2)DJ36-01-06#KBSG-2500/10/3.3YZ移变高压侧整定计算:总功率:1250kW,最大设备启动功率:刮板机电机2*525kW、平均功率因数0.7、需用系数Kx=0.9、可靠系数取1.2;①过载电流:I z=1.2Kx∑cosΦN=1.2×0.9×10×0.7)=110AI z取值110A②短路电流:Id=IQe+∑IeI Qe=Pd/3Ucosϕ=2*525/(3*10*0.85)=71AId=71*7+(91-71)=517A Id取值540A(3)3#KBSGZY-630/10/1.2移变高压侧整定计算:变压器容量为630kVA,电压等级为10kV,则根据P=3UIcosϕ式得过载电流:I z=∑Φ10=36A Iz取值36A由于变压器送电时会产生励磁涌流电流,短路整定值取180A;4、高压电缆选择与校验(1)向DJ36-01-05#KBSG2500/10/3.3/1.2YZ 型负荷中心高压电缆选用MYPTJ-8.7/10-3×95+3×25/3+3*2.5型矿用10kV 铜芯橡套双屏蔽电缆,截面95mm 2,从采区变电所到顺槽负荷中心移动变电站长度选择:L=KmLm=1.08*2400=2592m式中:L m——电缆敷设路径的长度,m ;K m——电缆弯曲系数,橡套电缆取1.08(查表)。

(2)按长时允许电流选择校验电缆截面:MYPTJ-8.7/10-3×95+3×25/3+3*2.5型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆其长时允许电流为I y =237A 、综采负荷中心移变DJ36-01-05#KBSG2500/10/3.3/1.2YZ 型移变总负荷1965.5kW ;Ie=∑P ee×10=113A I y =237A >Ie=113A(3)按经济电流密度校验高压电缆截面 查表经济电流密度按I j =2.25A/mm 2A j = I fh /I j =113/2.25=50mm 2<95mm 2因此所选高压电缆满足要求。

(4)按热效应校验电缆截面:① 短路参数按采区变电所出口短路容量100 kV ·A 计算,则其最大三相稳态短路电流为:根据设备参数得知采区变电所高防开关分断能力为12.5KA >5.77KA;② 按下式求得采区变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面即Amin=Id ³×tj ÷C=5773*0.5/93.4=30.9mm ²A U S I 577310000*732.110*1003dd6)3(===所需要的最小截面30.9mm²<95mm²,因此所选高压电缆满足要求。

(5)按电压损失校验电缆截面:取负荷的功率因数cosΦ=0.7,tanΦ=1.02①地面35kV变电站至中央变电所线路电压损失为:ΔU1%=1.49②中央变电所至采区变电所线路电压损失为:ΔU2%=1.28③采区变电所至综采移动变电站线路电压损失为:ΔU3%=1.68④ΔU%=ΔU1%+ΔU2%+ΔU3%=1.49+1.28+1.68=4.45⑤ 4.45<5 电压损失符合要求;根据公式计算:()NUtgXRLPU210%•+•=∆ϕ式中ΔU%---电压损失百分数;P----有功功率kW;L----电缆的长度m;R0----线路单位长度电阻(Ω/km);X0----线路单位长度电抗(Ω/km);U N----线路额定电压kV;(6)校验高压电缆两相短路电流和短路保护灵敏度高压电缆的阻抗值:35kV变电站至井下中央变电所高压电缆阻抗(电抗值参照电缆电抗表选取)R2=R0*L=0.118*1.85=0.218ΩX2=X0*L=0.09*1.85=0.166Ω中央配电所至采区变电所电缆阻抗:R3=R0*L=0.181*1.5=0.27ΩX3=X0*L=0.094*1.5=0.141Ω采区变电所至综采负荷中心移变电缆阻抗:R 4=R 0*L=0.217*2.6=0.564ΩX 4=X 0*L=0.069*2.6=0.18Ω∑R=R 1+R T+R 2+R 3+R 4=0.068+0.065+0.218+0.27+0.564=1.185Ω∑X=Xs+X 1+X T+X 2+X 3+X 4=0.469+0.895+1.0578+0.166+0.141+0.18=2.907Ω式中: R ——高压电缆每相电阻, Ω;X ——高压电缆每相电抗, Ω;R 0——高压电缆每相每公里电阻, Ω;X 0——高压电缆每相每公里电抗, Ω;L — —高压电缆长度,km ;M — 最小两相短路电流为:灵敏度校验:k m =I d (2)/I dz =1592/640=2.4>1.5符合要求。

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