中组煤0910综采工作面供电设计.docx
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中组煤0910综采工作面供电设计
神华集团乌海能源有限公司
平沟煤矿
中组煤0910综采工作面
供电设计
单位:
综采队
负责人:
王铁军
编制人:
李文平
2011年2月10日
目录
第一章供电系统概况
第一节供电系统
第二节供电设施的型号、用途及位置
第三节供电设计及整定
第二章设备质量标准及措施
第一节设备质量标准
第二节措施
第三章设备维护管理措施
第一节低压开关
第二节移变
第四章电器设备操作规程
第一节电器设备操作要领
第二节电缆
第五章电工专业安全技术措施
第六章规章制度
第一节电气管理制度
第二节设备包机制度
第三节防爆检查管理制度
第四节维护电工岗位责任制
第五节井下值班电工岗位责任制
第六节设备及电缆明细
第一章供电系统概况
第一节供电系统
一、概述
(1)采区巷道及设备布置
图1为采区巷道及设备布置
本采区为缓倾斜煤层,倾角平均为8°30',工作面长203米,煤层厚度2.10~3.40米,煤质中硬,容重1.59t/m3。
(2)采煤方法
采用单煤层布置,走向长壁后退式采煤法。
工作面采用MGTY300/700—1.1D双摇臂滚筒采煤机,ZY6000/17/35液压支架。
(3)主要运输设备
工作面采用SGZ—764/630型可弯曲刮板机,SZZ—764/160桥式转载机,DSJ—100/63/125型皮带输送机。
(4)电压等级
引至中组煤变电所6000V,至配电点变为1140V,供工作面电源。
引至中组煤变电所6000V,至配电点变为660V供皮带电源及上下巷抽排水。
工作面照明、信号电源为127V。
(5)采区通风系统
新鲜风流由1号、2号副井、主斜井—→1070大巷—→中组煤石门—→中组煤轨道下山—→中组煤轨道下山延伸—→0910工作面下巷—→采区工作面—→工作面轨道巷—→中组煤南部风道—→中组煤回风立井。
(6)运输系统及其它
工作面落煤经工作面刮板输送机—→顺槽转载机—→皮带输送机—→经溜煤道—→中组煤皮带输送机—→中、下组煤联络皮带输送机—→下组煤皮带输送机—→集中巷皮带输送机—→主煤仓—→主井大倾角皮带—→地面。
根据生产技术部提供的技术资料,该工作面的涌水量不大,有滴水或淋水现象。
第二节供电设施的型号、用途及位置
设备名称
型号
数量
编号
用途
整定值
位置
移
变
KBSGZY--1000/6
1
A-7-6
变压
500A
设备列车
KBSGZY--800/6
1
A-7-7
变压
500A
KBSGZY--630/6
1
A-7-8
变压
500A
真
空
馈
电
KBZ3—200
1
A-11-49
控下巷低压
50A
下巷
KBZ—400
1
A-11-51
控皮带机
160A
KBZ20—400
1
A-11-78
控上巷总开关
70A
上巷
真
空
开
关
QJZ—2000/1140
1
A-17-349
控破碎机
80A
下巷
控转载机
120A
控乳化液泵
150A
控采煤机
500A
控刮板机
低速:
120A
高速:
240A
BQJZ—200
1
A-17-48
控皮带机
150A
QBZ—30
3
A-17-96
控水泵
11A
下巷
A-17-90
控水泵
11A
A-17-341
控水泵
11A
上巷
QBZ—30N
A-17-83
控游车
10A
A-17-200
控11.4KW绞车
15A
A-17-84
控11.4KW绞车
15A
上巷
QBZ—120N
1
A-17-198
控无极绳绞车
30A
信号照明综保
ZBZ—4.M
1
A-13-59
信号照明
下巷
ZXZ8—2.5
1
A-13-26
信号照明
上巷
第三节供电设计及其整定
用电设备名称
台数
电动机
备注
额定功率KW
额定电压KV
采煤机电机
5
700
1140
刮板机电机
2
630
1140
乳化液泵电机
2
400
1140
破碎机
1
110
1140
转载机
1
160
1140
总计(∑Pe)
11
2000
1140
表1工作面负荷统计
一、工作面供电方式及供电电压的选择确定:
0910综采工作面采用从中组煤变电所供给6KV高压直接供工作面,在距工作面140米处设配电点,利用移动变电站变压后向工作面设备供1140V电源。
具体供电方式详见供电系统图。
四、移动变电站的选择及台数、型号的确定。
移动变电站容量计算
Sb=
Sb=
KVA
式中:
∑Pe=700+200+630+200+110+160=2000KW
Kχ=0.4+0.6
=0.4+0.6×700÷2000=0.60
Sb——变压器计算容量。
KVA
Kx————需用系数取0.7
————加权平均功率因数,取0.7
∑Pe————工作面设备总容量(KW)
Pe————工作面最大一台设备的功率:
采煤机700KW
根据以上计算为满足要求,故选用1000KVA、800KVA、630KVA移动变压器各一台。
故选型号为:
KBSGZY--1000/6、KBSGZY--800/6、KBSGZY--630/6移动变压器各一台。
五、工作面的负荷分配
考虑到工作面总负荷大,一根电缆不能满足使用要求等特点。
本设计将移动变电站的总负荷分为三个回路供电。
详见供电系统图。
六、工作面电缆的选择计算
(一)电缆长度确定
根据设备到移动变压器的距离,确定系统中各段的电缆长度。
在选用电缆长度时,橡套电缆按10%余量考虑。
(二)工作面采煤机、刮板机电缆截面的选择计算
<1>移动变电站二次允许的电压损失
ΔU=U2e-0.95Ue=1200-0.95×1140=117V
U2e————移动变电站二次额定电压
Ue————工作面设备电动机端电压
<2>1#移动变电站电压损失计算
Pd——变压器短路损耗(1000KVA查资料6100W)
Se——变压器额定容量,KVA;
Ur%=
=
Ur%——变压器额定负荷时电阻压降百分数。
Ux%=
=
Ux%——变压器额定负荷时电抗压降百分数。
Ud%——变压器额定负荷时阻抗压降百分数。
(1000VA查阅资料为6)
——变压器所带负荷的加权平均公率因数。
(取0.7)
——为0.714
I2——正常运行时变压器二次侧实际负荷电流,A;
I2e——变压器二次侧额定电流,A;
1#移动变电站电压损失值为
=1200
=55.83V
<3>2#移动变电站电压损失计算
Pd——变压器短路损耗
Se——变压器额定容量,KVA;
Ur%=
=
Ur%——变压器额定负荷时电阻压降百分数。
Ux%=
=
Ux%——变压器额定负荷时电抗压降百分数。
Ud%——变压器额定负荷时阻抗压降百分数。
——变压器所带负荷的加权平均公率因数。
(取0.7)
——为0.714
=
I2——正常运行时变压器二次侧实际负荷电流,A;
I2e——变压器二次侧额定电流,A;
2#移动变电站电压损失值为
V
<4>采煤机电缆截面确定
根据允许电压损失确定电缆截面的计算公式为
ΔUgy=117-
A=
式中A——电缆截面积,mm2;
γ——电缆导体芯线的电导率,m/(Ω·mm2);
∑Pe——干线电缆所带负荷额定功率之和,KW;
Lg——干线电缆实际长度,Km;
ΔUgy——干线电缆中最大允许电压损失,V;
ηpj——加权平均效率。
综采工作面最大的用电设备是采煤机,电缆是由厂家出厂时配备的专用95mm2电缆。
<5>刮板机电缆截面确定
ΔUgy=117-
A=
式中A——电缆截面积,mm2;
γ——电缆导体芯线的电导率,m/(Ω·mm2);
∑Pe——干线电缆所带负荷额定功率之和,KW;
Lg——干线电缆实际长度,Km;
ΔUgy——干线电缆中最大允许电压损失,V;
ηpj——加权平均效率。
综采工作面用电设备刮板机,电缆是由厂家出厂时配备,低速专用35mm2电缆,高速专用75mm2电缆。
<6>按起动条件校核
电动机最小允许起动电压为
V
式中Ue——电动机额定电压,V;
KQ——电动机最小允许起动转矩MQmin与额定转矩Me之比值。
aQ——电动机在额定电压下的起动转矩MeQ与额定转矩Me之比值
查表KQ=1.2;aQ=2.5。
起动时工作机械支路电缆中电压损失
V
式中γ——支路电缆芯线导体的电导率,m/(Ω·mm2);
LZ——支路电缆实际长度,Km;
cosφQ——电动机起动时的功率因数;
AZ——支路电缆的芯线截面,mm2;
IQ——电动机的实际起动电流,A;
A
IQe——电动机在额定电压下的起动电流,A;
UQmin——电动机最小允许起动电压,V;
Ue——电动机额定电压,V。
cosφQ=0。
58;sinφQ=0.815。
起动时变压器中的电压损失
V
式中IBQ——起动时流过变压器的电流,A
=1259.74A
cosφpj——其余电动机加权平均功率因数,0.84;
sinφpj——0.54;
∑Ii——其余电动机正常工作电流之和;
cosφBQ——起动时变压器加权平均功率因数,
刮板机起动时的电压损失
V
289.11<1200-820.8=379.2V
故满足起动要求。
七、低压电网短路电流计算
煤矿井下低压电网是中性点绝缘的供电系统,只可能发生三相短路或两相短路。
由计算可知,三相短路电流要大于两相短路电流,所以在选择开关校验其遮断能力时,要用三相短路电流;而校验开关过流保护装置的灵敏度时,则要用两相短路电流。
为防止短路电流所造成的各种危害,通常采用两个措施。
一方面按最大短路电流选择开关设备,要求开关遮断容量大于所保护电网可能产生的最大短路电流;另一方面整定保护装置按最小短路电流校验其灵敏度,这样即使在开关保护的电网内产生最小的短路电流,过流保护装置也能可靠的动作。
采煤机两相短路电流计算
式中
——两相断路电流,A;
E20——变压器二次侧的开路电压,V;
∑R——短路回路内一相电阻的总和,Ω;
∑X——短路回路内一相电抗的总和,Ω。
95mm2电缆400米长的电阻及电感
R=0.209×0.4=0.0836Ω
X=0.076×0.4=0.0304Ω
变压器阻抗
式中RBr、XBr——分别表示变压器每相电阻值和电压值,Ω;
——变压器绕组电抗压降百分值,%;
Ud——变压器绕组阻抗压降百分值,%;
Ur——变压器绕组电阻压降百分值,%;
Pd——变压器短路损耗,W;
U2e——变压器二次侧额定电压,KV;
SBe——变压器额定容量,KVA。
灵敏度校验
式中Ix——过流继电器动作电流整定值,A;
IQe——电动机额定起动电流,A。
——两相断路电流,A;
刮板机两相短路电流计算
式中
——两相断路电流,A;
E20——变压器二次侧的开路电压,V;
∑R——短路回路内一相电阻的总和,Ω;
∑X——短路回路内一相电抗的总和,Ω。
70mm2电缆400米长的电阻及电感
R=0.293×0.4=0.1172Ω
X=0.078×0.4=0.0312Ω
变压器阻抗
式中RBr、XBr——分别表示变压器每相电阻值和电压值,Ω;
——变压器绕组电抗压降百分值,%;
Ud——变压器绕组阻抗压降百分值,%;
Ur——变压器绕组电阻压降百分值,%;
Pd——变压器短路损耗,W;
U2e——变压器二次侧额定电压,KV;
SBe——变压器额定容量,KVA。
灵敏度校验
式中Ix——过流继电器动作电流整定值,A;
IQe——电动机额定起动电流,A。
——两相断路电流,A;
满足要求
八、工作面低压开关的选择及保护装置的整定计算
低压开关的选择及整定计算
工作面低压开关均选用真空磁力起动器,MGTY700-300/1.14D型采煤机用QJZ-2000/1140-12型真空磁力起动器控制,短路电流整定为6倍的额定电流,过流保护整定为500A。
SGZ-764/630S刮板输送机用QJZ-2000/1140-12型真空磁力起动器控制,短路电流整定为6倍的额定电流,过流保护整定为240A。
九、工作面机电设备的布置
1、机械设备的布置:
<1>工作面布置MGTY700-300/1.14D型机组及SGZ-764/630S刮板运输机,刮板机采用双电机拖动。
<2>工作面刮板机铺设长度203M,顺槽转载机铺设长度43M。
2、电气设备布置:
<1>工作面配电点设于0910运输顺槽内,距该工作面切眼140m处随工作面的后退而移动。
<2>将乳化液泵及开关置于平板车上和移动变电站组成设备列车进行整体移动。
十、工作面接地系统的设置
1、工作面配电点设接地极一处,采用直径Φ35mm,长度1.5M,并在其上打Φ6mm、20个孔。
接地极垂直埋入地下,并设于潮湿处。
2、设备接地线采用4mm2铜芯线制作。
3、按上述要求设移动变电站铺助接地极的接地线.
附:
供电系统图
第二章设备质量标准及措施
第一节设备质量标准
1、上下顺槽设备必须保证台台完好,井下防爆电器设备及五小电气无失爆。
2、设备和电缆标志牌齐全,如型号、规格、容量、整定值、包机人等。
3、设备电缆布置排列整齐,高压与低压间距不得小于100mm,严禁电缆悬挂在水管下面。
4、过流保护整定必须符合实际要求。
5、高压隔爆开关应安装,欠压保护、短路保护、过负荷保护;真空高压隔爆开关还应设过压保护,矿用一般型高压开关应设欠压保护和短路保护。
6、所有的电机应使用真空接触器。
7、127V信号照明系统使用综合保护。
8、非本安系统电缆消灭“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”。
第二节措施
1、按规定要求配备齐全各种保护、保险以及机构装置,使之准确灵敏,安全可靠。
2、包机人按标准要求进行日常检修,并按设备定期检修内容,逐项进行月检和年检。
3、按电气试验制度进行各种试验,要求准确规范,并应做好详细的试验记录。
4、严禁甩掉各种保护进行作业。
第三章设备维护管理措施
第一节低压开关
一、旬检
1、防爆面的检查并涂凡士林。
2、检查触头的开距及同时接触度。
3、检查机械闭锁及手柄的位置是否正确。
4、检查整定值,并及时改写在供电系统图的相应开关上。
5、清理开关容腔内的灰尘及杂物。
二、季检
1、测接地电阻。
2、检查开关的接触器及压力。
3、调整动出头的压力及接触面
第二节移变
一、季检
1、测接地电阻。
2、按电气试验制度进行各种试验,要求准确规范。
3、检查磁柱有无裂纹及放电痕迹。
第四章电器设备操作规程
第一节电器设备的操作要领
1、严格执行停送电制度,停送电要由专人负责,并持“有人工作,不准送电”的指示牌,上好闭锁螺栓,以防误送,严禁带电移动、拆装、检修电器设备和线路,停电后要进行验电和放电,然后方可进行工作,检修完毕后进行全面检查,确认无误后方可联系送电。
2、所有电器设备严禁明火操作,使用普通型电器,仪表检测设备时,必须制定安全措施,并经总工程师批准。
3、电气设备检修时,对防爆面应妥善保管,不得碰伤碰坏,保护防爆面的光洁度,防爆性能,并涂上防锈油或凡士林油。
4、每季度应对过载、短路、漏电保护整定一次,不经主管部门的同意,不得更改各保护系统的整定值。
5、总电源开关的电流整定值应大于分段开关的整定值。
6、工作面固定配电点应设接地极。
7、任何一种继电器保护装置失灵时,电气设备不准投入运行。
8、电气设备各连接装置必须紧固、可靠。
9、电工必须熟悉供电系统,每台设备应设标志牌,注明型号、用途、电压等级、功率、电流整定值。
10、各电气设备应有检修及运行记录。
11、其他要求按《煤矿安全规程》第454——458条规定进行。
第二节电缆
1、电缆必须悬挂整齐,并达到“三无”要求,要有足够的弯曲半径。
2、吊挂点的距离不大于3米,严禁用铁丝吊挂。
3、拆、接、移动电缆时,电缆插销应妥善保管,不得砸碰,不得放在水中浸泡,不用的电缆插销应加堵盖。
4、电缆芯线损伤时,应按部颁发的规定执行。
第五章电工专业安全技术措施
1、严格遵守本工种岗位责任制,上班时不得干与本职无关的工作。
2、井下供电、电气设备的检查、检修、移动,必须严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定,及矿有关停送电制度,严禁带电检修,搬迁电气设备,电缆和电线、检修或搬迁前,必须切断电源。
3、瓦斯浓度超限时,禁止进行电气检修作业。
4、两个或两个以上工种联合作业时,必须指定专人统一指挥,严禁在他人停电作业的线路上或设备上擅自进行工作。
5、操作高压电气设备时,操作人员必须带绝缘手套,穿高压绝缘鞋或站在绝缘台上操作。
6、同一供电系统和同一控制系统有多少人同时工作时,必须注意相互之间的影响和保证相互之间的安全。
7、修理后达不到防爆要求的电气设备严禁使用。
8、送电前必须检查拆除整体放电装置无误后,方可送电。
9、使用摇表及万用表等仪器测电气设备、电缆时,放电前与测试前必须检查瓦斯浓度,不超限时方可进行测试。
10、电缆悬挂点的间距在水平巷道内不得超过3米,不应遭受淋水和滴水,电缆上禁止悬挂任何物体。
11、高低压电缆放在巷道同侧,电缆间距应大于0.1米。
12、36V以上和由于绝缘性能受损带危险电压的电器设备,机架等都有保护接地。
13、供电系统应做到无鸡爪、无羊尾巴、无明接头。
14、检修人员必须全面仔细检查,每台电气设备发现问题及时处理,设备不得带病运转。
15、井下电气设备运行必须符合防爆性能的各项技术要求,定期检查防爆性能、绝缘性能,对不符合规定的电气设备及配件,必须及时更换保证安全生产,严格杜绝失爆。
16、各种检查漏电装置要求灵敏度可靠,符合规定严禁甩掉不用。
17、严禁电缆堆放在一起或用铁丝悬挂。
18、所有电工应掌握电气设备的使用性能和一般维修技术,电气设备使用时,必须严格按照操作规程作业。
19、各种开关的整定必须符合设备要求,不得随意调整。
20、检查、维护、安装配件时,要设专人指挥,分工明确,互相配合,防止发生意外。
21、不准使用运输机拉运电气设备。
22、严格执行《煤矿安全规程》规定的“十不准”。
第六章规章制度
第一节电气管理制度
为保证井下安全供电,根据《煤矿安全规程》的有关规定,井下电气设备包括电缆的安装维护、检查、修理工作,必须遵守以下规定:
1、井下检修电气设备时,必须切断各个方面的电源,井下严禁带电作业。
2、停电后,工作前必须用电压等级适合并且合格的验电器,在设备进出线两侧分别验收电。
3、装设接地极线必须先接接地端直接导体端,拆接地线的顺序与此相反。
4、在工作前,检修人员应将电气设备的闭锁装置锁好,并挂“禁止合闸,有人工作”的标志牌,方可进行工作。
第二节设备包机制
1、上、下巷所有开关,必须实行包机。
2、包机的主要内容为:
负责安全运转,包维护,包检修等。
3、包机组一般以设备值班人员,维护人员组成,并确定一名包机组长。
4、实行包机必须要挂上包机组人员名牌。
第三节防爆检查管理制度
1、在日常工作中,必须加强电气设备的防爆管理。
2、井下防爆电气设备的运行,维护和修理工作必须符合防爆性能的各项技术指标。
3、防爆性能受到破坏的电气设备应立即处理或更换,不得继续使用。
4、正常运行时产生火花的电气设备应有完好的闭锁装置。
5、隔爆结合面用紧固零件、螺栓、螺母必须装有放松装置。
6、隔爆面必须涂有凡士林。
第四节维护电工岗位责任制
1、严格遵守《煤矿安全规定》和《电工操作规程》。
2、熟悉和掌握专责范围内的电器设备的构造及性能,积极维护和修理,提高设备的完好率。
3、不准带电作业,检修前必须切断电源,并验电,无电后,将导体对地放电,然后做好短路接地线工作,完毕,拆处短路接地后才能送电。
4、未经主管部门同意,不得随意改变设备的构造系统和性能,如要改变保护整定值,需经主管部门批准。
5、经检修后的电气设备要达到完好标准、防爆要求。
6、每次检修完毕,必须认真填写检修记录,遗留的问题必须在一天内处理完毕。
7、所有机电设备“三大保护”齐全,接地极符合要求,并有标志牌。
第五节井下值班电工岗位责任制
1、严格执行《煤矿安全规程》、《电工操作规程》,对本岗位安全工作负责。
2、熟悉设备线路性能,定期进行维修检查,对系统保护装置改变原来运行状态时,必须经领导同意。
3、对井下供电系统坚持做到“三无”、“四有”、“三齐”、“三全”、“一坚持”,坚决杜绝电气设备失爆。
4、不准带电作业。
5、运行中的电气设备,必须保持完好状态,采区信号必须声光系统齐全。
设备及电缆明细
设备名称
型号
单位
数量
电缆名称
规格型号
单位
米数
移变
KBSGZY--1000/6
台
1
高压电缆
UGSP3*35+1*10
米
800
移变
KBSGZY--800/6
台
1
采煤机专用电缆
UCPQ3*95+1*25+4*4
米
420
移变
KBSGZY--630/6
台
1
转载机电缆
MCP3*35+1*10+3*4
米
150
真
空
馈
电
KBZ3—200
台
1
破碎机电缆
MCP3*35+1*10+3*4
米
150
KBZ—400
台
1
刮板机低速电缆
MCP3*35+1*10+3*4
米
620
KBZ20—400
台
1
刮板机高速电缆
MCP3*70+1*10+3*4
米
620
真
空
开
关
QJZ—2000/1140
台
1
乳化液泵电缆
MCP3*35+1*10+3*4
米
30
QJZ—200
台
1
上巷低压电缆
U3*35+1*10
米
800
QBZ—30
台
3
下巷高压电缆
U3*35+1*10
米
800
QBZ—30N
台
3
QBZ—120N
台
1
信号照明综保
ZBZ—4.M
台
1
ZXZ8—2.5
台
1
无极绳绞车
JWB55J
台
1
调度绞车
JD—11.4
台
2
刮板运输机
SGZ—764/630
台
1
转载机
SZZ—764/160
台
1
破碎机
PLM—110
台
1
皮带机
DSJ—100/63/125
台
1
采煤
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