综采工作面设备选型及供电设计方案.docx
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综采工作面设备选型及供电设计方案
3002放顶煤综采工作面设备选型及供电设计
供电设计概述
一、工作面原始资料及设备选型:
1、3002工作面为缓倾斜煤层,煤层平均厚为5.7米,煤质松软,高瓦斯。
工作面长度为165米,进回风顺槽的走向长为1270米。
2、此工作面为综采工作面,用后退式采煤方法。
回采用可调高的4MG-200W型双滚筒采煤机,支架采用放顶煤型号为ZF3200/27/17过渡架和ZFQ2600/24/16中间架,工作循环为两班生产,一班检修。
3、工作面采用一部SGZ—630/264刮板运输机与采煤机配套,另一部SGZ—630/264刮板运输机与放顶煤支架配套。
进风顺槽配有SZB—764/110型转载机、SDJ-800/2*55型伸缩带式输送机。
一部SDJ-20A型回柱车用于拉进风顺槽转载机和伸缩皮带机尾。
进风顺槽设有液压泵站,回风顺槽配有JD—11.4、JD—25型调度绞车用于运输设备和材料。
二、工作面供电系统简述及供电方式:
1、10KV高压系统由高压防爆配电箱、高压双屏蔽软电缆、高压电缆连接器和2台KBSGZY630/10/0.69/1.14KV移动变压器等组成。
低压660V由低压馈电开关(设有漏电、过流、短路、过压、欠压保护装置),经过橡套移动屏蔽电缆接至真空起动器,通过橡套移动屏蔽电缆馈电给各用电设备。
2、井底中央配电室配出电压10KV至采区配电室,由一回路高压供电至移动变电站。
(工作面负荷大,为了减少电压损失,由移动变电站供电)。
主要用电设备:
采煤机组、前部刮板输送机、乳化泵、转载机、后部刮板输送机、胶带机、回柱车、调度绞车,均采用660V供电电压(其中,前部刮板机、转载机、1#乳化泵、胶带输送机为1#移动变压器供电;后部刮板输送机、采煤机、2#乳化泵、回柱车由2#移动变压器供电)。
煤电钻和照明、信号采用127V供电。
3、移动变压器所带负荷采用干线式和辐射式混合供电。
4、移动变压器安装布置在进风顺槽,距工作面进风口300米处。
三、移动变压器容量选择
1、供采煤机、后部刮板输送机、2#乳化液压泵、回柱车(电压为10KV/0.66KV)移动变压器的确定:
即用公式:
SBJ=KX∑P/COSΦ
需用系数按下式确定:
KX=0.4+0.6PS/∑PN=0.4+0.6×264/561=0.682
(供工作面电机台数为两台以上时,也可以电动机额定电流及额定电流和计算,不考虑需用系数)
SBJ=KX∑P/COSΦ=561×0.682÷0.7=546KVA
2、供其它负荷变压器容量的确定:
(10000V/660V)
KX=0.4+0.6PS/∑PN=0.4+0.6×264/559=0.683
SBJ=KX∑P/COSΦ=559×0.683÷0.7=545KVA
根据变压器的计算容量,按SBe≥SCA选择变压器。
1、电压为10000V/660V的移动变电站,计算容量为546KVA,选择630KVA的干变。
2、电压为10000V/660V的移动变电站,计算容量为545KVA,选择630KVA的干变。
四、采区高压电缆的选择
1、高压电缆确定遵循的原则:
⑴、供移动变电站的高压电缆选用监视型屏蔽橡胶电缆。
⑵、电缆的长度按LS=K·L计算:
L——巷道实际长度。
K——增长系数。
橡胶K=1.1铠装K=1.05
2、高压电缆截面的选择:
⑴、供10000V/660V干变高压电缆的选择:
①、按经济电流密度选择电缆截面:
根据公式:
Sj=In/Jn(两台设备不考虑需用系
数)
综采工作面取:
300×2×5小时=3000小时。
Jn取2.25
Icn=I1N1+I1N2=(SN1+SN2)
=732×103/1.732×6000×0.7=100A
Sj=In/Jn=100/2.25=45㎜2
选用50㎜2电缆一根。
②、按持续允许电流校验电缆截面:
KIP≥IgKIP=173A≥Ig=100AK取1.0
③、按电压损失校验截面:
液压绞车房配电室至移动变电站:
根据公式△U1=K·P·L=1.882×0.732×0.22=0.275%
电缆长度L=200×1.1=220M=0.22KM
井底中央配电室至液压绞车房配电室:
△U2=K·L·P=0.797×0.732×1.16=0.677%
地面配电室至井底中央配电室:
△U3=K·L·P=0.566×0.732×0.6=0.249%
移动变电站高压回路的电压降为:
△Uy=△U1+△U2+△U3=1.201%<7%合格
⑵、供6000V/660V干变高压电缆的选择:
①、按经济电流密度选择电缆截面:
根据公式:
Sj=In/Jn(两台设备不考虑需用系数)
Jn取2.25
In=KX∑P/√3·U·COSΦ
=415×0.58/1.732×6000×0.7=33A
Sj=In/Jn=33/2.25=15㎜2
选用35㎜2电缆一根。
②、按持续允许电流校验电缆截面:
KIP≥IgKIP=135A≥Ig=33AK取1.0
③、按电压损失校验截面:
液压绞车房配电室至移动变电站:
根据公式△U1=K·P·L=1.882×0.415×0.22=0.171%
电缆长度L=200×1.1=220M=0.22KM
井底中央配电室至液压绞车房配电室:
△U2=K·L·P=0.797×0.415×1.16=0.383%
地面配电室至井底中央配电室:
△U3=K·L·P=0.566×0.415×0.6=0.141%
移动变电站高压回路的电压降为:
△Uy=△U1+△U2+△U3=0.695%<7%合格
按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面:
SZX≥I(3)t1/C
I(3)——最大三相短路电流。
安
t1—————短路电流的假想作用时间。
秒
C————热稳定系数。
五、采区低压电缆选型
1、低压电缆确定遵循的原则:
⑴、铠装电缆按所经路径长度1.05计算。
⑵、橡套电缆按所经路径长度1.10计算。
⑶、半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度一般取5—10米。
⑷、从起动器到电动机的电缆一律采用橡套电缆。
1140V设备必须用带有分相屏蔽的橡胶屏蔽电缆。
⑸、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。
⑹、采区低压电缆严禁采用铝芯电缆。
2、低压电缆截面的选择:
⑴、机组电缆截面的选择(支线):
Ig=Ie=0.67×380=255A
KIP≥Ig
机组电缆截面选用:
MYP—1140—3×95㎜2,长期允许载流量为285A。
⑵、工作溜电缆截面的选择(支线):
Ig=Ie=0.67×110=74A
KIP≥Ig
工作溜电缆截面选用:
MYP—1140—3×25㎜2,长期允许载流量为113A。
⑶、工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选择(支线):
Ig=Ie=1.15×125=144A
KIP≥Ig
工作后溜和伸缩带式运输机电缆截面选用:
MYP—660—3×50㎜2,长期允许载流量为173A。
⑷、乳化泵电缆截面选择(支线):
Ig=Ie=1.15×125=144A
KIP≥Ig
乳化泵电缆截面选用:
MYP—660—3×50㎜2,长期允许载流量为173A。
⑸、转载机电缆截面选择(支线):
Ig=Ie=0.67×110=74A
KIP≥Ig
转载机电缆截面选用:
MYP—1140—3×25㎜2,长期允许载流量为113A。
⑹、破碎机电缆截面选择(支线):
Ig=Ie=0.67×132=89A
KIP≥Ig
破碎机电缆截面选用:
MYP—1140—3×25㎜2,长期允许载流量为113A。
3、低压电缆截面的选择(干线:
从6000V/1140V干变供进风馈出)
⑴、按持续允许电流选择电缆截面;
KIP≥Ig=Ie
Ig=Ie
=0.71×380×103/√3×1140×0.7=195A
根据计算结果选用:
MYP—1140—3×95㎜2电缆,长期允许载流量为285A
KIP=285A≥Ig=195A(合格)
⑵、按电压损失校验电缆截面:
△U=△UB+△U1+△U2
①、变压器的△UB电压损失:
△UB=√(△UZ%)2—(△Ur%)2
△Ur=100·Pd/Se=100×3.6/800=0.45%
△UX=√(4)2-(0.45)2=4%
△UB=(△Ur%COSΦ+△UX%SinΦ)S/Se
=(0.45×0.7+4×0.72)×742/800=3.095%
②、机组电缆(支线)的电压损失:
电缆截面为95㎜2,COSΦ=0.85得:
K=0.041%(查综采管理手册)。
△U2=K·P·L=0.041×380×0.15=2.34%
③干线电缆的电压损失(6000V/1140V干变供机组):
电缆截面为95㎜2,COSΦ=0.7得:
K=0.024%(查综采管理手册)。
△U1=K·P·L=0.024×200×0.35=1.68%
△U为正常运行时机组电动机允许的电压降,一般为10%
△U1=(10%+4.5%)-3.095%-2.34%=9.065%
干线损失△U1=7.12%<9.065%(合格)
⑶、按起动条件校验截面电缆:
(简略)
4、低压电缆截面的选择(干线:
从6000V/660V干变馈出供回风电源)
⑴、按持续允许电流选择电缆截面;
KIP≥Ig=Ie
Ig=Ie
=0.58×200×103/√3×660×0.7=145A
根据计算结果选用:
MYP—660—3×70㎜2电缆,长期允许载流量为215A
KIP=215A≥Ig=145A(合格)
⑵、按电压损失校验电缆截面:
△U=△UB+△U1+△U2
①、变压器△UB的电压损失:
同前例:
△UB=2.74%
②、伸缩皮带电缆(支线)的电压损失:
电缆截面为50㎜2,COSΦ=0.85得:
K=0.041%(查综采管理手册)。
△U2=K·P·L=0.041×125×0.04=0.205%
③干线电缆的电压损失:
电缆截面为70㎜2,COSΦ=0.7得:
K=0.091%(查综采管理手册)。
△U1=K·P·L=0.091×200×0.5=9.1%
△U为正常运行时机组电动机允许的电压降,一般为10%
△U1=(10%+4.5%)-2.74%-2.205%=11.56%
干线损失△U1=9.1%<11.56% (合格)
5、低压电缆截面的选择(干线:
从6000V/660V干变馈出供进风电源)
⑴、按持续允许电流选择电缆截面;
KIP≥Ig=Ie
Ig=Ie
=0.58×215×103/√3×660×0.7=156A
根据计算结果选用:
MYP—660—3×70㎜2电缆,长期允许载流量为215A
KIP=215A≥Ig=156A(合格)
⑵、按电压损失校验电缆截面:
计算同上:
干线电压损失△U1=10.58%<11.56%(合格)
六、短路电流计算
1、供电系统图附后
2、二次电压为1140V系统:
在考虑系统电抗和高压电缆阻抗的条件下,进行短路电流计算。
⑴、计算短路回路中每相的电阻和电抗值:
①、系统电抗值:
XS=U2/SK=1.142/200=0.007欧
②、高压电缆的阻抗值:
R=R0L/K2=0.612×0.22×1.18/(6.3/1.14)2=0.005欧(换算至6
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