综采工作面供电系统设计.docx
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综采工作面供电系统设计
2044综采工作面供电系统设计
一、概述:
2044综采工作面位于20采区西翼第二分段。
工作面走向长度为330m(其中2044边界道110m),倾斜长为75m,采高3米,煤炭可采储量7。
3万吨;2044工作面三机配备,MG160/375W型采煤机,SGB630/220型刮板输送机、ZY2500-14/32型掩护式液压支架和DZ2.5-25/100单体液压支柱,机巷安设一台SGW-40T型刮板输送机(90m),一台SPJ-800皮带输送机(130m),一台SPJ-800皮带输送机(110m),工作面总装机容量为1153KW。
二、煤的运输系统
工作面375型采煤机组SGB-630/220刮板运输机SGW-40T顺槽溜子SPJ-800型皮带运输机运煤上山SPJ-800型皮带运输机SPJ-1000型固定第三台皮带运输机SPJ-1000型固定第三台皮带运输机SPJ-1000型固定第二台皮带运输机SPJ-1000型固定第一台皮带运输机
20区煤仓12T蓄电瓶电车运输地面翻灌笼地面皮带
地面煤仓。
三、2044综采机巷和工作面设备的选择
1、根据该工作面的情况,2044运煤上山选择一台(110m),2044机巷一台SPJ-800型皮带运输机(130m),另外机巷还选择一台SGW-40T刮板运输机作为顺槽溜子(90m)工作面选择一台SGB-630/220型刮板运输机(75m),工作面还选择一台375机组,泵站选择二台MRB-12.5/31液压泵,一台工作,一台备用.
2、机组喷雾系统,水源来自南风井千吨水池供给。
四、2044工作面电气、电缆的选择
1、根据前面设备的选择,工作面选择357的机组及SGB-630/220型刮板运输机,其电压等级为1140V,应选择一台KBSG-630/6型移动变电站对其供电,2044机巷的溜子、皮带和乳化液泵站以及回风绞车电压等级为600V,应选择一台BKD1-500/6型移动变电站对其供电,12度临时变电站以及干线选择DW80系列馈电开关,作为断电和保护,2044机巷溜子、皮带和乳化液泵电控采用QCZ83-120(225)型真空开关,回风绞车电控采用QC83-80N磁力开关,工作面375机组和SGB-630/220型刮板运输机电控采用BJZ300/1140真空开关。
2、根据前面电气设备的选择,对工作面选择357的机组及SGB-630/220型刮板运输机,其电压等级为1140V,应选择UCPQ和UPQ电缆,对2044机巷溜子皮带运输机、回风绞车和乳化液泵以及运煤干线的溜子皮带运输机,其电压等级为660V,应选择U电缆。
五、设备运输线路:
1、、机巷设备运输线路:
地面二水平环形车场12度上磨盘---12度二甩车场2044运煤上山2044机巷2044顺槽。
运输线路布置图详见附图一所示。
②、机组、工作面溜子设备运输线路:
地面二水平环形车场12度上磨盘12度二甩车场2044风巷2044工作面。
运输线路布置图详见附图一所示。
六、供电系统的设计:
从供电的合理性及设备运输、回撤方面考虑,临时变电所、移变以及泵站安设位置就选择2074综采工作面安设的位置。
1、2044采区的负荷统计:
(见下表)
设备名称
规格型号
台数
电机功率kw
备注
割 煤 机
MG160/375W
1
375
刮板运输机
SGB-630/220
1
220
刮板运输机
SGW-40T
2
160
双机
吊挂皮带
SJP-800
1
90
吊挂皮带
SJP-800
1
60
乳 化 泵
XRB2B-125
1套
75
一台工作一台备用
绞车
JD-40
1
40
回柱绞车
2
44
小绞车
JD-25
1
25
小绞车
JD-11.4
3
34.5
固定皮带
SJP-1000
3
166
12度绞车房供电
合 计
7台1套
528(1153)
2、根据工作面设备布置情况,确定2044机采工作面的供电系统设计见附图二所示。
3、变压器容量的选择计算:
按需用系数法计算变压器的容量和台数。
①选择机、风巷设备变压器容量、台数
变压器容量计算:
根据公式Sb=
=490kvA<500kvA(满足要求)。
式中ΣPe=528kw、Kx取0.65、Cosφ取0.7。
根据计算结果故选用一台BKD1-500/6变压器供电,皮带道固定1、2、3台皮带由12度绞车房供电,其负荷为32+60+74=166KW。
②采煤机组和工作面溜子单机功率大的特点,为了降低电压损失,将电压等级提高到1140V,选择变压器容量和台数。
变压器容量计算根据公式Sb=
=552.5kvA<630kvA(满足要求)。
式中ΣPe=595kw、Kx取0.65、Cosφ取0.7。
根据计算结果故先用KBSGXY-630/1140移变一台向采煤机组和工作面刮板输送机的供电。
4、低压网路的计算
①、电缆型号确定
根据供电电压、工作条件、敷设地点环境,确定电缆型号为:
UPQ、UCPQ3、U、UZ型。
②、电缆长度的确定
由式:
Lz=α·LX计算电缆实际长度(结果见表一)
③、电缆截面的选择计算
1)支线电缆截面的选择
由于电缆经常移动,初选时应满足机械强度要求(结果见表一)。
2)干线电缆截面的选择
由公式:
In=
来计算电缆工作时的实际电流,进而根据电缆工作时的实际电流初选电缆截面(结果见表一)。
3)用短路电流及允许的电压损失值来确定各段电缆最终的截面,其结果见表一
④、电压损失计算及校验见表一和表二
A、变压器SB
由公式:
ΔUB1%=
[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]
=
×[0.6×0.7+3.95×0.714]=4.62
ΔUB1=4.62×
=31.9V
ΔUB2%=
[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]
=
×[0.6×0.7+3.95×0.714]=4.52
ΔUB2=4.52×
=54.24V
B、各段电缆的电压损失
由公式:
△UZ=
来计算(结果见表一)。
5、低压电网短路电流
计算各开关保护装置的整定及灵敏系数校验(结果见表三、四)。
七、2044综采面机电设备一缆表(表五)
八、安装的技术要求及注意事项
①、600V低压动力电缆、1140V机组电缆、信号电缆、通讯和监控电缆、风水管路、液压管路按2044机巷断面图进行悬挂,电缆与电缆的间距和长度严格按《煤矿安全规程》。
②、所有的控制开关必须上台,电气五小必须按标准化的要求悬挂好。
③、电气安装必须达到完好标准,严禁电气设备失爆。
④、安装溜子必须达到平、稳、直,机头搭接高度、长度必须达到要求,挡煤板和返货孔按《煤矿安全规程》和矿有关规定设置。
⑤、安装溜子零部件、螺栓必须齐全、紧固,溜子安装完毕后,必须达到完好要求。
⑥、安装皮带时,斜度要一致,钢丝绳必须收紧后不能出现高低不平,面底托辊和挡偏托辊必须按图施工。
主要电缆选择及电压损失一缆表
(一)
序号
地 点
巷道实长(m)
电缆实长(m)
实际工作电流(A)
初选电缆截面(mm2)
终选电缆截面(mm2)
电压损失
ΔU(V)
1
5#~8#接线盒
64
70
206
70
70
6.16
2
8#接线盒~9#
94
100
206
70
70
8.8
3
9#~10#
130
140
155
50
70
7.89
4
10#~11接线盒#
45
50
87
25
35
3.71
5
11#接线盒~12#
27
30
87
25
35
2.23
6
12#~13#
9
10
19
10
25
0.22
7
6#~16#接线盒
45
50
180
50
70
3.85
8
16#接线盒~15#
13
15
34
16
25
0.61
9
16#接线盒~17#
36
40
180
50
70
2.52
10
17#~18#
19
20
69
25
50
0.83
11
18#~19#
27
30
69
25
50
1.25
12
19#~20#
100
110
48
16
35
4.52
13
20#~21#
93
100
59
16
25
4.59
14
21#~22#
110
120
29
16
25
5.51
15
22#~23#
27
30
19
10
25
0.67
16
22#~24#
9
10
19
10
25
2.3
17
3#移变~28#
420
460
271
95
95
43.86
18
28#~29#
3
5
137
50
70
0.02
19
28#~机组
75
80
234
95
95
7.9
20
29#~电机
75
80
69
35
70
1.39
21
32#~34#
83
90
141
50
70
5.43
22
34#-36#接线盒
4
5
141
50
70
3.0
23
36#接线盒-37#
9
10
79
25
25
0.94
24
37#-38#
190
210
51
16
25
12.83
25
36#接线盒-39#
120
130
63
25
50
4.9
26
7#-26#
3
5
64
25
25
0.38
编号
开关型号
电压损失ΔU_总
(V)
校验
4#馈电开关馈出线
DW80-350
ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz
=60.91
60.91<63,满足要求
6#馈电开关馈出线
DW80-350
ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz
=37.7
58.55<63,满足要求
3#移变馈出线
KSGZY-630/6
ΔU_总=ΔUB+ΣΔUz
=107.41
107.41<117,满足要求
31#馈电开关馈出线
DW80-350
ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz
=59
59<63,满足要求
电压损失校验
(二)
编号
开关型号
保护方式
整定值(A)
短路点
电缆换算长度(m)
两相短路电流值(A)
灵敏系数
3#
移动变电站
过流继电器
1400
d20
热元件
230
4#
DW80-350
过流继电器
800
d3
240
2707
3.38
5#
DW80-350
过流继电器
750
d8
390
1781
2.37
6#
DW80-200
过流继电器
750
d4
90
5311
7.08
7#
DW80-200
过流继电器
600
d30
10
8629
14.38
9#
QCZ83-120
过流继电器
500
d5
70
5989
11.97
热元件
70
10#
QCZ83-120
过流继电器
600
d6
80
6535
10.89
热元件
90
12#
QCZ83-225
过流继电器
600
d7
100
5015
8.36
热元件
90
13#
QC83-80N
容断器
80
d9
50
6792
84.2
17#
QCZ83-120
过流继电器
700
d11
40
7236
10.33
热元件
105
15#
QC83-80N
容断器
130
d12
10
8629
66.37
18#
QCZ83-120
过流继电器
600
d10
610
1180
1.96
热元件
95
19#
QC83-80N
容断器
90
d13
15
8172
90.8
20#
QC83-80N
容断器
40
d14
21#
QC83-80N
容断器
40
d15
高低压开关整定一缆表(三)
编号
开关型号
保护方式
整定值(A)
短路点
电缆换算长度(m)
两相短路电流值(A)
灵敏系数
22#
QC83-80N
容断器
40
d16
24#
QC83-80N
容断器
80
d17
26#
QCZ83-120
过流继电器
600
d18
30
7701
12.83
热元件
90
31#
DW80-350
过流继电器
700
d24
10
8629
12.32
32#
DW80-350
过流继电器
700
d26
620
1162
1.66
34#
DW80-350
过流继电器
700
d26
550
1300
1.86
35#
QC83-80N
容断器
150
d25
37#
QCZ83-120
过流继电器
250
d28
热元件
40
38#
QCZ83-225
过流继电器
500
d27
热元件
70
39#
QCZ83-225
过流继电器
600
d29
热元件
90
35#
DW80-350
过流继电器
700
d31
33#
QCZ83-225
过流继电器
500
d32
热元件
70
34#
QCZ83-225
过流继电器
300
d33
热元件
40
35#
QCZ83-225
过流继电器
600
d34
热元件
90
高低压开关整定一缆表(四)
序号
设备名称
设备型号
数量(台)
备注
1
采煤机组
MWG160/375-W
1
容量为:
375KW
2
液压支架
QZY1800-14/32
58架
3
刮板运输机
SGB-630/220
1
容量为:
2*110KW
4
皮带机
SPJ-800
2
容量为:
2*30KW、2*45KW
SPJ-1000
3
容量为:
166KW
5
刮板运输机
SGW-40T
1
容量为:
40KW
6
乳化液泵
MRB-125/31.5C
1套
容量为:
2*75KW
7
内绞
JD-55
1
容量为:
55KW
8
内绞
JD-25
1
容量为:
25KW
9
内绞
JD-11.4
5
容量为:
3*11.4KW
10
内绞
JD-40
1
容量为:
40KW
10
回柱机
MJ_2-14
2
容量为:
2*22KW
11
移动变电站
KSGZY-630/6
1
容量为:
630KVA
12
干式变压器
BKD1-500/6
1
容量为:
500KVA
13
高压真空开关
PBG44-6S
3
100~300A
14
低压馈电开关
DW80-350
5
15
低压馈电开关
DW80-200
2
16
低压真空开关
DQZBH-300/1140
2
17
低压真空开关
QCZ83-225
6
18
低压真空开关
QCZ83-120
4
19
低压磁力开关
QCZ83-80N
2
20
煤电综控开关
ZZ8L-2.5
1
21
煤电钻
1
容量为:
1.2KW
22
综采面机电设备一缆表(五)
2044综采工作面供电系统
设
计
说
明
序
号
设备名称
型号
单位
数量
预算金额
(万元)
备注
1
割煤机
MG160/375-W
台
1
150
2
刮板运输机
SGB-630/220
台
1
145
3
刮板运输机
SGW-40T
台
5
60
4
乳化泵
XRB2B-125
套
1
14.8
5
移动变电站
KSGZY-630/1140
台
1
14.2
6
真空开关
BJZ-300/1140
台
2
3.68
7
真空开关
QCZ83-120
台
7
2.52
8
馈电开关
DW80-350
台
3
1.44
9
馈电开关
DW80-200
台
2
0.9
10
矿用橡套电缆
U型矿用橡套电缆
米
520
5.00
电缆的截面详见供电系统图
11
UPQ屏蔽电缆
3×95+1×35
米
460
10.58
12
UCPQ屏蔽电缆
3×70+1×25mm2+3×6
米
80
3.3
13
UPQ屏蔽电缆
3×35+1×16
米
80
2.85
14
合计
408.61
②、3#馈电开关至4#馈电开关边界一台初选U3×50㎜2的矿用橡套电缆5m。
(查表得允许载流量为173A)
根据公式
=162A<173A(满足要求)式中Kx取0.65、
ΣPe=175kw、Ue=660v、Cosφ取0.7。
②、4#馈电开关至边界一台溜子开头初选U3×35㎜2的矿用橡套电缆80m。
(查表得允许载流量为138A)
根据公式
=97A<138A(满足要求)
式中Kx取0.65、ΣPe=120kw、Ue=660v、Cosφ取0.7。
由以上计算得出:
5#馈电开关至泵站开关开关初选U3×25㎜2的矿用橡套电缆40m(查表得允许载流量为113A)和边界机巷一台溜子开关至边界机巷二台溜子开关初选U3×25mm2的矿用橡套电缆40m也合格。
(查表得允许载流量为113A)。
③KBSGXY-630/1140移变至2074工作面采煤机开关电缆初选UPQ3×95mm2的矿用橡套屏蔽电缆420m。
(查表得允许载流量为250A)
根据公式
=244.8A<250A(满足要求)式中Kx取0.65、
ΣPe=595kw、Ue=1140v、Cosφ取0.8。
。
deshuid
④机组电缆的截面选择:
电缆初选UCPQ3×70mm2的矿用橡套屏蔽电缆80m。
(查表得允许载流量为215A)
根据公式
=176A<215A(满足要求)式中Kx取0.65、ΣPe=375kw、Ue=1140v、Cosφ取0.7。
,
⑤工作面溜子电缆的截面选择:
电缆初选UPQ3×35mm2的矿用橡套屏蔽电缆80m。
(查表得允许载流量为138A)
根据公式
=103A<138A(满足要求)式中Kx取0.65、ΣPe=220kw、Ue=1140v、Cosφ取0.7。
,
⑥高压电缆的选择:
中央变电所至12度二甩为ZQD423×70mm2高压电缆,KBSGXY
-630/1140移变在二甩各用BGP44-6S高压开关上搭头。
(查表得允许载流量为215A)
根据公式
=51A<215A(满足要求)式中Kx取0.8、
ΣPe=595kw、Ue=6000v、Cosφ取0.9。
6、按正常运行时的允许电压损失校验电缆截面
1KBSGXY-630/1140移变供电网路的电压损失计算:
对于1140v的供电系统△UP=1200-1140×0.95=117V。
根据公式Ur%=
=1.29,查表得630KVA变压器的短路损耗PNT=8.1KW,SNT=630KVA
ur%=
=4.3式中us%=4.5;
△UT%=
=3.7
式中
=630,cosΦ=0.7,sinΦ=0.71,
△UT=
=44.4V
计算支线电缆的电压损失,本系统中,因采煤机支线最长,负荷功率也最大,所以应计算其电压损失,采煤机的负荷系数取0.8,工作效率为0.9,
=52.8V
按允许电压损失选择干线电缆截面
△Upms=△Up-△UT-△Ubc=117-(44.4+52.7)=97.1V
满足电压损失的最小截面为(取Kde=0.75)
=69.8mm2,故选择95平方毫米合格。
2BKD1-500/660变压器供电网路的电压损失计算:
对于660v的供电系统△UP=690-660×0.95=63V。
根据公式Ur%=
=1.08,查表得500KVA变压器的短路损耗PNT=8.1KW,SNT=500KVA
ur%=
=4.3式中us%=4.5;
△UT%=
=4.2
式中
=500,cosΦ=0.7,sinΦ=0.71,
△UT=
=27.7V
机道电缆的电压损失根据公式
计算得出各段电缆的电压损失为1.69V、4.5V、3.6V、5.4V、1.8V、27.7,所以总的电压损失为44.7V,低于63V,合格。
7、技术要求:
①、600V低压动力电缆、1140V机组电缆、信号电缆、通讯和监控电缆、风水管路、液压管路按2044机巷断面图进行悬挂,电缆与电缆的间距和长度严格按《煤矿安全规程》。
②、所有的控制开关必须上台,电气五小必须按标准化的要求悬挂好。
③、电气安装必须达到完好标准,严禁电气设备失爆。
④、溜子安装必须达到平、稳、直,机头搭接高度、长度必须达到要求,挡煤板和返货孔按《煤矿安全规程》和矿有关规定设置。
⑤、溜子安装零部件、螺栓必须齐全、紧固,溜子安装完毕后,必须达到完好要求。
8、低压馈电开关过流保护装置的计算整定:
①对馈电开关的整定按公式Iz≥Iqe+ΣIe
②用图表法查出各短路点的最小两相短路电流
③、按线路最远点两相短路电流对过流保护进行校验即:
通过以上计算低压馈电开关的整定值如附表一
2064工作面低压过流保护装置整定值计算表(附表一)
编号
开关型号
负荷
(KW)
整定值
(A)
电缆换
算长度
(m)
短路
电流
(A)
短路点
灵敏
系数
1
BKD1-500/660
375
700
450
1565
d1
≥1.5
2
DW80-350
200
700
430
1631
d2
≥1.5
3
DW80-350
175
700
4
DW80-200
120
600
190
3260
d3
≥1.5
5
DW80-200
55
400
6
KSGZY630/1140
595
1000
310
3119
d4
≥1.5
2044综采工作面供电系统
设
计
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