12302综采工作面供电设计.doc
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1、12302综采工作面供电设计(一)主要地质参数及采煤工艺工作面煤层为23层煤,工作面开切长度为90米,顺槽倾斜长900米,采煤方式为倾斜长壁后退式、留底煤。根据设备布置和负荷需要,该工作面采用两台移动变电站,均由中央采区变电所9号柜供电,变电站供电电缆采用MYJV22-6KV 370长度为1000米,一台1250KVA变电站及一台2000KVA变电站与乳化液泵站共同放置在31902下顺联巷,其中1000KVA变电站供电电压为1140V;另一台2000KVA变电站供电电压为3300V,距离工作面150米处配置两台真空组合开关,一台电压为1140V的组合开关控工作面转载机破碎机等负荷;另一台电压为
2、3300V的组合开关控工作面机组及刮板机负荷,乳化液泵站由KBZ2-400/1140真空组合开关控制,工作面上、下顺设备均采用真空电磁起动器控制。信号、照明和扩音电话127伏电源采用ZBZ-10.0M/1140.660供给,供电线路采用MY-500 3*4+1*4电缆,照明采用节能防爆灯和防爆荧光灯,信号系统扩音电话采用KXH-1声光组合信号器及打点机。综采工作面巷道及设备布置如图1所示(二)设备选用1、工作面设备选用采煤机 MG450/1040-WD型 1台刮板输送机 SGZ764/630型 1台2、运输巷设备选用转载机 SZZ730/200型 1台破碎机 PLM1500型 1台胶带机 DS
3、J100/2*75型 4台电滚筒 1台水泵 10台无极绳绞车 JWD-75J型 1台3、回风巷设备选用多用双速绞车 SDJ-28 型 2台坑道钻机 ZDY1200 S 1套泥浆泵 3NB-150/7-7.5 1台无极绳绞车 JWD-75J型 1台4、设备负荷统计表名称设备型号电机数量额定功率额定电压功率因数额定电流备注采煤机MG450/1040-WD5104033000.85180刮板机SGZ764/630225033000.87110转载机SZZ730/200120011400.85120破碎机PLM1500116011400.8579乳化泵MRBZ400/31.5225011400.891
4、50胶带机DSJ100/7547511400.863*55涨紧车45.511400.853双速绞车SDJ-2824511400.862*25钻机ZDY1200 S12211400.8613泥浆泵13711400.854泥浆泵100D*213711400.852*22绞车JD-1.642511400.852*15无极绳JWD-75J27511400.852*45油泵25.511400.852*3电滚筒14511400.85水泵107.511400.86用电设备总负荷:1670+1130.5=3177KW 5、开关整定、校验祥见表-6(三)电压等级工作面的电源电压为6kv,来自中央采区变电所。根据
5、用电设备的容量及布置,采用1140V及3300V两种电压等级供电,照明灯、工作面通讯电压采用127V。(四)移动变电站与配电点位置的确定一台移动变电站(1140V)放在420运输想上山中部处,乳化液泵站放置在420运输巷上山皮带头处。另一台移动变电站放在运输顺槽离工作面150米处。采煤机组、转载机,供电电压为3300V;其余1140V电气设备供电电压为1140V;泵站电源引自组合开关(1140V),由移动变电站(1140V)采用MYP-1140 3*95+1*16电缆供电,供电电压为1140V;将另一台组合开关(3300V)放在输顺槽离工作面150米处,负责向工作面的采煤机、刮板机供电。 (五
6、)负荷统计及移动变电站选择负荷统计表见表11、根据供电系统拟定的原则,选择第一台移动变电站,向工作面转载机、破碎机、乳化液泵站、上下顺设备供电,供电电压为1140V。其其需用容量计算值为: Sb1=PeKx/cospj=15770.476/0.80=926.48kvA式中,Sb1所计算的电力负荷总视在功率,千伏安; Pe参加计算的所有用电设备额定功率(不包括备用)之和,千瓦;Kx-需用系数,Kx=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6250/1130.5=0.53 Pd-最大电动机功率,千瓦cospj-加权平均功率因数,查煤矿电工手册表10-3-1,取cospj=0.7初选用1台KBSGZY
7、1000/6/1.2型移动变电站,其额定容量为:1000kvASb1=926.485kvA满足供电要求。2、根据供电系统拟定的原则,选择第二台移动变电站,向工作面机组及上下刮板机供电,供电电压为3300V。其需用容量计算值为: Sb1=PeKx/cospj=15400.72/0.8=1443.75kvA式中,Sb1所计算的电力负荷总视在功率,千伏安; Pe参加计算的所有用电设备额定功率(不包括备用)之和,千瓦;Kx-需用系数,Kx=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6900/1670=0.72 Pd-最大电动机功率,千瓦cospj-加权平均功率因数,查煤矿电工手册表10-3-1,取cosp
8、j=0.8初选用1台KSGZY2000/6/3.3型移动变电站,其额定容量为:2000kvASb1=1443.75kvA满足供电要求。(六)供电设备的选型及供电系统的拟定根据供电设备的选型原则及所选设备电动机型号规格,初步设计出如图3、图4所示的综采工作面的供电系统。电源来自西部采区变电所高压配出线用PBG-400隔爆型高压开关柜。(七)高压电缆截面效验按设计规定,初选MYJV22 3*95 6KV,长度为1000米,其主芯线截面为Ae=95mm.a) 按长时允许负荷电流校验查综采技术手册表6-1-5得这类电缆的长时允许负荷电流Iy=205AIfh=PeKx10pj /Uecospj=3177
9、0.57100.8/6000/0.7=199.15A式中,Pe=3177kw-本综采工作面1#变电站各用电设备额定容量的总和,Kx-需用系数,Kx=0.4+0.6Pd/Pe=0.4+0.6900/3177=0.57Ue额定电压,取Ue=6000vcospj功率因数,查煤矿电工手册表10-3-1取cospj=0.7,pj-平均效率,估计pj=0.8因为Ifh=199.15AIy=256A,所以所选高压电缆满足长时工作发热要求。b) 按经济电流密度校验高压电缆截面Aj=Ifh/Ij=199.15/2.25=88.51mmAe=95mm 式中,Aj电缆截面,毫米;Ij经济电流密度,A/mm,查综采技
10、术手册表6-1-4,取Ij=2.25A/mm;c)、按热稳定校验电缆截面最大三相稳定短路电流为I=Sd/U=5010/6000=4811A 式中,I-三相最大稳态短路电流,安; Sd系统短路容量,取50MVA; ? U额定电压,6000伏;高压电缆截面积 AminI/C=4811/93.4=25.7mm 式中,Amin电缆短路时热稳定要求的最小截面,毫米tj-短路电流的假想时间,即热等效时间,取tj=0.25, C电缆的热稳定系数,查煤矿电工手册表10-3-3C=93.4所需最小截面Amin=25.7mm95mm,所以MYJV22-6kv 395型电缆满足综采工作面高压供电热稳定要求。(八)按
11、长时负荷电流与机械强度要求初选低压电缆截面1)、低压电缆确定遵循的原则:(1)、铠装电缆按所经路径长度1.05计算。(2)、橡套电缆按所经路径长度1.10计算。(3)、半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度一般取510米。(4)、从起动器到电动机的电缆一律采用橡套电缆。3300V、1140V设备必须用带有分相屏蔽的橡胶屏蔽电缆。(5)、固定设备一般应用铠装电缆,也可用橡套或铜芯塑料电缆。半固定设备一般应用软电缆。(6)、采区低压电缆严禁采用铝芯电缆。2)、按长时负荷电流初选低压电缆截面1、低压电缆截面的选择(组合开关,3300V、1140V):(1)、组合开关电缆截面的选择(一根95mm干
12、线,电压3300V):I=I=P3UCOS=16700.6/1.7323.30.88=199.2AKIP=199.2I=256 (选择一根95mm电缆可以满足要求。)组合开关电缆截面选用:MYPT-3.3/1.9 3*95+3*50/3,长期允许载流量为250A。(2)、组合开关电缆截面的选择(95mm、70mm干线两根,电压1140V):I=I=P3UCOS=6370.7/1.7321.140.85=256AKIP=265I=456 (合格)组合开关电缆截面选用:MYP-1140 3*95+1*25、MYP-1140 3*95+1*25共两根,长期允许载流量为456A。2、低压电缆截面的选择
13、(工作面):(1)、机组电缆截面的选择(50mm支线,电压3300V):I=I=P3UCOS=10400.5/1.7323.30.9=107AKIP=107I=170 (合格)机组电缆截面选用:MCP-3300 3*50+1*16+6*4,长期允许载流量为170A。(2)、工作面刮板输送机电缆截面的选择(35mm支线,电压3300V):I=I=P3UCOS=6300.8/1.7323.30.85=103AKIP=103I=135 (合格)刮板输送机电缆截面选用: MYP-3300 3*35+1*16+6*4,长期允许载流量为135A。(3)、工作面破碎机电缆截面选择(35mm支线,电压1140
14、V):I=I=P3UCOS=1100.8/1.7321.140.85=65AKIP=65I=135 (合格)破碎机电缆截面选用:MYP-1140 3*35+1*16+6*4,长期允许载流量为135A。(4)、转载机电缆截面选择(50mm支线,电压1140V):I=I=P3UCOS=2000.9/1.7321.140.85=120AKIP=120I=170 (合格)转载机电缆截面选用:MCP-1140 3*50+1*16+6*4,长期允许载流量为170A。(5)、乳化泵电缆截面选择(35mm支线,电压1140V)I=I=P3UCOS=2500.8/1.7321.140.85=119AKIP=11
15、9I=135 (合格)乳化泵电缆截面选用:MYP-1140 3*35+1*10,长期允许载流量为135A。3、低压电缆截面的选择(干线:电压1140V)上顺干线电缆截面的选择(70mm支线,电压1140V):I=I=P3UCOS=3500.7/1.7321.140.85=145AKIP=145I=205 (合格)刮板输送机电缆截面选用: MYP-1140 3*70+1*25,长期允许载流量为205A。具体选择方法与结果见表2:按长时负荷电流与机械强度要求初选低压电缆截面(九)按允许电压损失校验电缆截面1)、正常运行时的电压损失校验、正常负荷时变压器内部的电压损失: 正常负荷时变压器内部电压损失
16、(3300V):Ub%=Sb(Ur%cospj+Ux%sinpj) /Sbe =1670(0.4850.8+4.470.6) /2000= 2.56Vub =ub%U2N/100=33002.56/100=84.48v 正常负荷时变压器内部电压损失(1140V):Ub%=Sb(Ur%cospj+Ux%sinpj) /Sbe =1130(0.610.70+3.950.714) /1000= 3.11Vub =ub%U2N/100=11403.11/100=35.45v 式中,Sb变电站实际负荷; Sbe变电站额定容量;U2N变压器二次侧的额定电压,V;Ur% -变压器内部电阻上压降百分数(1)U
17、r%=Pd/Sbe/10=9700/2000/10=0.485 Ux=4.47变压器内部电抗压降的百分数;Pd变压器短路损耗,查机械产品目录7,得Pd=9700 Ud变压器内部阻抗上压降百分数, 查机械产品目录得Ud=4.5;(2)Ur%=Pd/Sbe/10=6100/1000/10=0.61 Ux=3.95变压器内部电抗压降的百分数;Pd变压器短路损耗,查机械产品目录7,得Pd=6100 Ud变压器内部阻抗上压降百分数, 查机械产品目录得Ud=4; 正常负荷时变压器内部电压损失: 式中,U2N变压器二次测额定电压,伏、线路上的电压损失:U1=PnL1(R1+X1tan)/Un(变电站至组合开
18、关,95mm3300V,1700米) =(16700.7)1.7(0.195+0.0750.62)/3.3=144 U2=PnL2(R2+X2tan)/Un(变电站至组合开关,95mm、70mm1140V,1700米) =3201.7(0.112+0.0370.62)/1.14=66.8VU5=PnL4(R4+X4tan)/Un(变电站至机组,50mm1140V,310米) =(9000.5)0.3 (0.38+0.0810.62)/3.3=21VU6=PnL5(R5+X5tan)/Un(组合开关至上刮板,35mm3300V,310米) =(6300.8)0.30(0.52+0.0840.62
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