1329综采工作面供电设计

　　1329综采工作面供电设计

　　总工程师：

　　生产副经理：

　　安全副经理：

　　机电副经理：

　　人力资源部：

　　通风灭火部：

　　生产技术部：

　　机电运输部：

　　审 核：

　　编 制： 多斌学

　　日 期： 二00八年八月二十日

　　第一节 配套设备

　　1、采煤机主要技术参数

　　型号：MG200/501-QWD

　　生产能力：1700t/h(最大生产能力)

　　总装机功率：501千瓦(2×200千瓦+2×45千瓦+11千瓦)

　　机面高度：1200mm

　　机面宽度：1200mm

　　过煤高度：470mm

　　摇臂回转中心距：6500mm

　　滚筒水平中心距：10617mm

　　卧底量：437mm(采用φ1600mm滚筒)

　　牵引方式：机载交流变频调速无链牵引一拖一式

　　牵 引 力：589千牛～491千牛

　　牵引速度：0——9m/min

　　滚筒直径：ф1600mm

　　电 压：1140V

　　采 高：1.5——3.2

　　适应倾角：37度

　　适应煤层硬度：f≤4

　　截深：0.63m

　　布置方式：多电机横向布置三段结构

　　技术参数满足工作面开采条件

　　2、前部刮板输送机主要技术参数：

　　型号：SGZ764/200

　　运输能力：900t/h

　　刮板链速度：0.94m/s

　　刮板形式:中双链

　　圆环链规格:2×ф30×108mm

　　圆环链破断负荷:1130KN

　　刮板间距:1080mm

　　中部槽规格：(长×宽×高)1500×764×283mm

　　中部槽联接方式:哑铃销联接

　　紧链方式:闸盘紧链兼手动伸缩机尾可微调

　　卸载方式:端卸

　　电动机型号:YBSD—200/100—4/8(双速水冷)

　　电压：660V/1140V

　　传动机：38.4:1

　　冷缺方式：水冷

　　3、后部刮板输送机主要技术参数：

　　后部溜子采用40型溜子，安装前对40型溜子进行改制(封底、焊补联接耳座等)，配额定电压为660/1140V的电动机。

　　型号：SGW-620/40T

　　铺设长度：90m 运输能力：150T/h

　　电动机型号：DSB-55(风冷)

　　电机功率：55KW 额定电压：660/1140V

　　电动机转速：1470r/min

　　刮板链形式：边双链

　　4、转载机主要技术参数

　　转载机采用40型溜子，安装前对40型溜子进行改制(封底、焊补联接耳座等)，配额定电压为660/1140V的电动机。

　　型号：SGW-620/40T

　　铺设长度：90m 运输能力：150T/h

　　电动机型号：DSB-55(风冷)

　　电机功率：55KW 额定电压：660/1140V

　　电动机转速：1470r/min

　　刮板链形式：边双链

　　5、胶带输送机主要技术参数：

　　型号：DSJ—80/40/2×55

　　运输能力：400T/h 运输长度：125m

　　带 宽：800mm 运行速度：2.0m/s

　　传动滚筒直径：ф500mm 托辊直径：ф108mm

　　总围包角：454° 电动机型号：DSB—55

　　功率：2×55KW 转速：1475r/min

　　额定电压：660V

　　机头外型尺寸(高×宽)： 2020×2941mm

　　机尾搭接长度：2.5m 整机重量：117T

　　6、乳化液泵站主要技术参数：

　　根据支架的要求，必须选用两泵一箱的乳化液泵站，保证一泵工作，一泵备用。

　　型号：WRB-200/31.5

　　公称压力：31.5MPa 公称流量：200L/min

　　电机功率：125KW 电机转速：1479r/min

　　外型尽寸：2365×960×985mm 重量：3000kg

　　乳化液泵箱

　　型号：RX-1500型

　　外型尺寸：2860×930×1223mm 重量：1000kg

　　第二节 供电设计计算

　　一、供电方式及设备布置方案

　　1329综采工作面采煤机、前部溜子、转载机、后部溜子采用1140V电压供电,工作面其它设备全部采用660V电压干线式供电，其电源均取自2660采区变电所。根据1329工作面巷道条件，设备的布置方案为：

　　将工作面移动变电站、低压总开关装在设备列车上组列后布置在五系统技改下山下车场平巷内，乳化液泵站装在设备列车上布置在回风巷距切眼上口150米处，工作面采煤机、前部刮板输送机、后部刮板输送机、转载机控制开关采用干线式布置在进风顺槽内。

　　二、供电设计计算：

　　1、计算负荷

　　根据所选设备容量，将负荷分为两部分计算。第一部分为工作面千伏级设备，即：采煤机、乳化液泵、前部溜子、转载机、后部溜子;第二部分为运输顺槽和回风顺槽660伏设备，即：乳化液泵站、刮板运输机、胶带运输机、调度绞车、照明、水泵。

　　1)第一部分统计负荷为811KW。

　　需用系数Ked=0.4+0.6Pm/∑PN.M

　　=0.4+0.6×200/811

　　=0.55

　　加权平均功率因数cosφ=0.7

　　2)第二部分的统计负荷为485.2KW。

　　该部分电源取自2660采区变电所1-02#低压开关负荷侧，查表7—6，取Ked=0.6,cosφ取0.7

　　2、选择变压器

　　1)第一部分

　　ST=∑PN×Ked/cosφ

　　=811×0.55/0.7

　　=637.2KVA

　　选用一台KBSGZY-1000/6/1.2矿用隔爆型移动变电站，其额定容量为1000KVA>637.2KVA，容量满足要求。

　　2)第二部分

　　ST=∑PN×Ked/cosφ

　　=616.7×0.5/0.7

　　=440.5KVA

　　选用一台KSGB-500/6/0.69矿用隔爆型干式变压器，其额定容量为500KVA>415.9KVA，容量满足要求。

　　3、选择高压电缆截面

　　五系统下山下平巷设置一台移动变电站，向第一部分设备供电。

　　负荷电流计算：

　　I=∑PN/(1.732×U1N×cosφ)

　　=811/(1.732×6×0.7)

　　=111A

　　因考虑负荷系数为0.55时，I=111×0.55=61.05A<135A，故选用高压电缆UGSP-6000 3×35矿用双屏蔽带监视型高压橡套电缆。

　　6KV高压电源引自2660采区变电所二路4#高压开关负荷侧。

　　4、选择低压电缆截面

　　1)采煤机组负荷电缆

　　长时工作电流为：

　　Ica=Ked×PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.75×501/(1.732×1.2×0.85)

　　=213A

　　查表：选用UCP—1140 3×70+1×25+3×6型采煤机用屏蔽橡套软电缆。

　　2)采煤机干线电缆

　　其长时电流计算为：

　　Ica=Ked×∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.75×501/(1.732×1.2×0.85)

　　=213A

　　查表：选用UPQ—1140 3×95+1×50型矿用屏蔽橡套电缆。

　　3)前部溜子负荷电缆选型：

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=200/(1.732×1.14×0.8)

　　=127A

　　查表：选用UPQ—1140 3×50矿用屏蔽橡套软电缆。

　　4)前部溜子、后部溜子、转载机干线电缆

　　其长时电流计算为：

　　Ica=Ked×∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.55×310/(1.732×1.2×0.7)

　　=117A

　　查表：选用UPQ—1140 3×50+1×25型矿用屏蔽橡套电缆。

　　5)后部溜子负荷电缆的选型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=55/(1.732×1.14×0.8)

　　=35A

　　查表：选用UPQ—1140 3×50+1×25矿用屏蔽橡套软电缆。

　　6)转载机负荷电缆选型同上。

　　7)进风顺槽胶带运输机、调度绞车干线电缆

　　长时工作电流计算为：

　　Ica=∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=203.7/(1.732×0.69×0.7)

　　=244A

　　考虑其需用系数为0.6,则Ica=244×0.5=122A，查表7—4：选用U-1000 3×50矿用屏蔽橡套软电缆，其允许载流量为173A，截面满足要求。

　　8)胶带运输机负荷电缆选型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=55/(1.732×0.69×0.7)

　　=66A

　　查表7—4：选用U-1000 3×35矿用屏蔽橡套软电缆。

　　9)回风顺槽乳化液泵、调度绞车干线电缆选型

　　长时工作电流计算为：

　　Ica=∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=313/(1.732×0.69×0.7)

　　=374A

　　考虑其需用系数为0.5,则Ica=374×0.5=187A，查表7—4：选用U-1000 3×70矿用屏蔽橡套软电缆，其允许载流量为215A>187A，截面满足要求。

　　10)乳化泵负荷电缆选型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=125/(1.732×0.69×0.7)

　　=149A

　　考虑其需用系数为0.6,则Ica=149×0.6=89.4A，查表7—4：选用U-1000 3×35矿用屏蔽橡套软电缆。

　　11)调度绞车负荷电缆选型同上。

　　5、电压损失校验

　　1)工作面千伏级设备电压损失计算：

　　①移动变电站主变压器的电压损失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=6.1/1000×100=0.61

　　x%=

　　=

　　=5.47

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=637/1000×(0.61×0.7+5.47×0.71)

　　=637/1000×(0.427+3.8837)

　　=2.7

　　△UT=△UT%/100 ×U2N.T

　　=2.7/100×1200

　　=32.4V

　　式中：△PN.T—变压器的短路损耗KW

　　SN.T—变压器的额定容量

　　Us%—变压器的短路电压百分数

　　cosφT—变压器的负载加权平均功率因数

　　△PN.T、SN.T、Us%可从变压器的技术数据中查得

　　供电线路的电压损失

　　1移动变电所距低压总开关的距离只有5米，其电压损失忽略不计。

　　2设备列车放置在五系统技改下山下平巷，低压总开关至采煤机启动器的供电距离最长为500米，其电压损失为：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×213×0.5×(0.195×0.7+0.076×0.71)

　　=184.5×(0.1365+0.054)

　　=35.1V

　　3采煤机负荷电缆为300米，其电压损失计算如下：

　　△Ums2=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×213×0.3×(0.267×0.7+0.078×0.71)

　　=110.7×(0.1869+0.055)

　　=26.8V

　　则电网总电压损失：

　　△U=UT+Ums1+Ums2=32.4+35.1+26.8=94.3V<117V，故电压损失满足要求。

　　2)、同上计算，供前部溜子、后部溜子、转载机干线电缆电压损失满足要求。

　　3)、1329进风顺槽干线电缆电压损失校验如下：

　　①2660采区变电所1号变压器的电压损失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=3.1/500×100=0.62

　　Ux%=

　　=

　　=3.95

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=415.9/500×(0.62×0.7+3.95×0.71)

　　=415.9/500×(0.434+2.8)

　　=2.69

　　△UT= UT%/100 ×U2N.T

　　=2.69/100×660

　　=17.8V

　　式中：△PN.T—变压器的短路损耗KW

　　SN.T—变压器的额定容量

　　Us%—变压器的短路电压百分数

　　cosφT—变压器的负载加权平均功率因数

　　△PN.T、SN.T、Us%可从变压器的技术数据中查得

　　干线电缆的电压损失

　　①2660采区变电所4#低压馈电开关至1329进风顺槽胶带运输机起动器处干线电缆的电压损失：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×122×0.4×(1.18×0.38×0.7+0.081×0.71)

　　=84.52×(0.3138+0.0575)

　　=31.38V

　　②胶带运输机起动器至慢速绞车起动器处干线电缆选用35mm2电缆，其电压损失为：

　　△Ums2=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×33.5×0.4×(0.522×0.7+0.084×0.71)

　　=23.2088×(0.3654+0.00596)

　　=8.6V

　　因负荷电缆长度只有10米，其电压损失忽略不计。则电网总电压损失：△U=UT+Ums1+Ums2=17.8+31.38+8.6=57.8V<66V，故电压损失满足要求。

　　3)1329回风顺槽电压损失校验如下：

　　①2660采区变电所1号变压器的电压损失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=3.1/500×100=0.62

　　Ux%=

　　=

　　=3.95

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=415.9/500×(0.62×0.7+3.95×0.71)

　　=415.9/500×(0.434+2.8)

　　=2.69

　　△UT= UT%/100 ×U2N.T

　　=2.69/100×660

　　=17.8V

　　式中：△PN.T—变压器的短路损耗KW

　　SN.T—变压器的额定容量

　　Us%—变压器的短路电压百分数

　　cosφT—变压器的负载加权平均功率因数

　　△PN.T、SN.T、Us%可从变压器的技术数据中查得

　　干线电缆的电压损失

　　①2660采区变电所5#低压馈电开关至1329回风55KW调度绞车起动器处干线电缆的电压损失：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×187×0.7×(0.267×0.7+0.078×0.71)

　　=227×(0.1869+0.055)

　　=54.9V

　　②因负荷电缆长度只有10米，其电压损失忽略不计。则电网总电压损失：△U=UT+Ums1+Ums2=17.8+54.9=72.7V。

　　6、短路电流计算：

1)、短路回路阻抗计算：

　　中央变电所母线以前电源系统的电抗：

　　中央变电所至采区变电所高压电缆阻抗：

　　R1=r0L1=0.616×1.8=1.1088Ω

　　高压交联电缆电抗可忽略不计。

　　2660采区变电所4#高压开关至1329工作面移动变电站高压电缆阻抗：

　　R21=r0L21=0.616×0.5=0.308Ω

　　高压侧总阻抗：R=1.4168Ω,折算到移动变电站二次侧后的阻抗为：

　　1329工作面移动变电站变压器的阻抗：

Ω

Ω

　　采煤机干线电缆的阻抗：

　　Rb0=r0Lb0=0.195×0.5=0.098Ω

　　Xb0=r0Lb0=0.076×0.5=0.038Ω

　　采煤机支线电缆阻抗：

　　Rbl=r1Lbl=0.293×0.3=0.088Ω

　　Xbl=r1Lbl=0.078×0.3=0.023Ω

　　前、后部溜子、转载机干线电缆阻抗：

　　Rb3=r3Lb3=0.38×0.5=0.19Ω

　　Xb3=r3Lb3=0.081×0.5=0.04Ω

　　工作面后部刮板输送机支线电缆阻抗忽略不计。

　　S1点短路回路总阻抗：

　　RS1=R1=1.1088Ω

　　XS1=Xsy =0.794Ω

　　S2点短路回路总阻抗：

　　RS2=R1+R21 =1.1088+0.308=1.4168Ω

　　XS2=Xsy =0.794Ω

　　S3点短路回路总阻抗：

　　RS3=Rc+RT =0.051+0.009=0.06Ω

　　XS3=XC+XT =0.029+0.079=0.108Ω

　　S4点短路回路总阻抗：

　　RS4=Rc+RT+Rb0=0.051+0.009+0.098=0.158Ω

　　XS4=XC+XT Xb0=0.029+0.079+0.038=0.146Ω

　　S5点短路回路总阻抗：

　　RS5=Rc+RT+Rb0+Rbl= 0.051+0.009+0.098+0.088=0.246Ω

　　XS5=XC+XT+Xb0+ Xbl =0.029+0.079+0.038+0.023=0.169Ω

　　S6点短路回路总阻抗：

　　RS6=Rc+RT+Rb3=0.051+0.009+0.19=0.25Ω

　　XS6=XC+XT+Xb3 =0.029+0.079+0.04=0.148Ω

　　S5点的最小两相短路电流为：

　　S5点的三相短路电流为：

　　其它各点的短路电流计算同上，详见下表：

　　S1S2S3S4S5S6

　　两相短路电流A230919404839279120132062

　　三相短路电流A266722405587322323252381

　　短路电流冲击值KV6.85.714.28.25.96.1

　　短路容量MVA29.124.411.66.74.84.9

　　7 、动热稳定性校验：

　　1)2660采区变电所4#高压配电开关动热稳定性校验：

　　2660采区变电所4#高压开关型号为BGP9L-300/6G，其额定电压为6KV，额定断流容量为50MVA>S1点最大短路容量29.1MVA，极限通过电流峰值12.5KA>S1点的短路电流冲击值6.8KA，2秒钟热稳定电流12.5KA，实际计算热稳定电流:

,短路热稳定电流满足要求。

　　2)2660采区变电所至1329工作面移动变电站高压电缆热稳定校验,根据下式计算电缆的最小热稳定截面为：

　　目前选用电缆为MYJV-10/8.7 3×35mm2高压交联电缆，其截面为35mm2>33mm2，电缆满足要求。

　　8、开关整定值计算

　　(1)采煤机起动器的整定

　　Iop.o=IN=196A 取200A

　　Iop.s=7IN=7×196=1372A 取1400A(7倍)

　　用S5点最小两相短路电流校验灵敏度：

灵敏度满足要求

　　(2)采煤机馈电开关的整定

　　Iop.o=IN=196A 取200A

　　Iop.s=7IN=7×196=1372A 取1400A(7倍)

　　用S4点最小两相短路电流校验灵敏度：

灵敏度满足要求

　　(3)前部溜子高速起动器的整定

　　Iop.o=IN=130A 取130A

　　Iop.s =7IN =7×130=910A 取1000A(7倍)

　　用S6点最小两相短路电流校验灵敏度：

满足要求

　　(4)前部溜子低速起动器的整定

　　Iop.o=IN=65A 取65A

　　Iop.s =7IN =7×65=455A 取455A(7倍)

　　用S6点最小两相短路电流校验灵敏度：

满足要求

　　(5)后部溜子起动器的整定

　　Iop.o=IN=36A 取36A

　　Iop.s =6 IN =6×36=216A 取200A(6倍)

　　用S6点最小两相短路电流校验灵敏度：

满足要求

　　(6)转载机高速起动器的整定

　　Iop.o=IN=36A 取36A

　　Iop.s =6 IN =6×36=216A 取200A(6倍)

　　用S6点最小两相短路电流校验灵敏度：

满足要求

　　(7)前部溜子、后部溜子、转载机配电总开关的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×117=129A 取130A

　　Iop.s =130×7+71.5=981.5A 取1000A

　　用S6点最小两相短路电流校验灵敏度：

满足要求

　　(8)移动变电站低压侧总开关整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×307=338A 取400A

　　Iop.s =192×7+155=1499A 取1500A

　　用S3点最小两相短路电流进行校验：

满足要求

　　取300A

　　(9)进风顺槽皮带机、调度绞车总开关的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×122=134.2A 取130A

　　Iop.k=60×7+73.8=493.8A 取500A(4倍)

　　(10)回风顺槽乳化泵起动器整定

　　Iop.o=IN=138A 取140A

　　Iop.k=7IN =7×138=966A 取1000A(7倍)

　　(11)回风顺槽乳化泵、喷雾泵、绞车总开关的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×187=205.7A 取200A

　　Iop.k=138×7+94=1060A 取1200A(6倍)

　　(12)2660采区变电所6号高压开关整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×58.4=64.2A 取60A

　　将短路电流整定为400A。

　　用S1点最小两相短路电流进行校验：

满足要求

　　(13)2660采区变电所进线总开关整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×145.05=159.6A 取160A，高压开关额定电流为300A，将拨档开关调整到0.5倍档。

　　将短路电流整定为500A。

　　用S1点最小两相短路电流进行校验：

满足要求

　　(14)中央变电所进线高压开关整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×154.21=169.6A

　　取170A，高压开关额定电流为300A，将拨档开关调整到0.6倍档。

　　取500A，高压开关额定电流为300A，将拨档开关调整到1.7倍档。

　　三、一采区安装综采工作面全井下负荷统计及供电系统存在的问题：

　　1、井下负荷统计：

　　11329综采工作面装机容量为1327.7KW，全井下负荷总计为2198.2KVA，其中有功功率为1169.31KW，无功功率为1279.63Kvar，视在容量为1682.64KVA，计算电流为154.21A。

　　22660采区变电所一回路负荷总计789.9KVA，有功功率为452.12KW，无功功率为467.45Kvar，视在容量为592.86KVA，计算电流为55.66A。

　　32660采区变电所二回路负荷总计916KVA，有功功率为653.31KW，无功功率为724.33Kvar，视在容量为975.43KVA，计算电流为89.39A。

　　42660大巷临时变电站负荷总计318.5KVA，有功功率为129.2KW，无功功率为141.98Kvar，视在容量为191.97KVA，计算电流为17.59A。

　　2、供电系统存在的问题：

　　1中央变电所供2660采区变电所一路高压电缆为ZQD20-6000 3×35型，其额定载流量为135A，正常情况下，2660采区变电所双回路分列运行，电缆额定载流量135A>55.66A,电缆截面满足要求，当二回路故障或检修时，由一路高压电缆带2660采变全部负荷时，电缆额定载流量不能满足要求。

　　2水电车间负责将一采区地面变电所供井下一、二回路高压配电柜电流互感器为150/5，同时将619、620进线高压柜的电流互感器更换为200/5，将619、620出线高压柜的电流互感器更换为400/5。

　　3一采区井下安装综采工作面后，全矿井负荷达4984KVA，35KV变电所6300KVA主变压器负荷率达79%。

　　附：1、需用电缆明细表

　　2、工作面设备明细表

　　3、工作面负荷统计表

　　4、1329综采面开关整定计算表

　　5、一采区井下负荷统计表

　　6、1329综采工作面供电图

　　7、1329综采工作面设备布置图