13505供电设计3改.docx
- 文档编号:7314649
- 上传时间:2023-01-22
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:44.01KB
13505供电设计3改.docx
《13505供电设计3改.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《13505供电设计3改.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
13505供电设计3改
朱家河煤矿13505综采工作面
供电系统设计
总工:
机电矿长:
科长:
审核:
设计:
姚磊
机电科
2011年6月1日
朱家河煤矿13505综采工作面
供电系统设计
一、13505综采工作面概况:
13505工作面设计为综采工作面。
该面走向长度为507米,倾向长度为145米。
工作面采用ZF3200/16/30型液压支架支护。
其运输系统为:
MG-250/600-AWD型采煤机采煤→前后SGZ730/200×2型刮板运输机→SGZ730/200型刮板运输机→DSJ100/63/2×90型皮带运输机→DSJ100/63/2×90型皮带运输机→SGZ730/200型刮板运输机→三采溜煤眼。
详情请见“13505综采工作面设备布置图”。
二、供电方案:
13505综采工作面供电等级设计为1140V和660V两个等级。
1140系统供电方案:
设计在三采皮轨联络巷安装一台KBSGZY-800/6型移动变电站;在13505轨道巷超前支护前安装一台KBSGZY-1600/6移动变电站。
设计八趟主电缆,其中四趟从1600移动变电站引出,两趟给采煤机供电,另外两趟给工作面刮板机供电;四趟从KBSGZY-800/6移动变电站引出,一趟给一部皮带供电,一趟给溜煤眼刮板机和破碎机供电,一趟给乳化液泵站供电,另一趟给二部皮带和转载刮板机供电。
660V系统供电方案:
设计两趟主电缆,从现三采进斜KBSGZY-630/6型移动变电站引出,一趟给13505轨道巷绞车供电,另一趟给压风机供电。
详情请参阅“13505工作面供电系统图”。
三、13505综采工作面的负荷情况:
名称
规格型号
数量
(台)
容量
(KW)
电压等级
(V)
备注
采煤机
MG-250/600-AWD
1
600
1140
刮板机
SGZ730/200×2
2
800
1140
各145m
刮板机
SGZ730/200
2
400
1140
一部70m
另一部35m
皮带机
DSJ100/63/2×90
2
360
1140
一部:
300米
二部:
440米
乳化泵站
BRW315/31.5
2
200
1140
两泵一箱
破碎机
PLM1000/110
1
110
1140
小计
2470
压风机
MOGF-13/7
1
75
660
双速绞车
JSDB-10
1
18.5
660
18.5KW
双速绞车
JSDB-13
2
44
660
22KW
调度绞车
JD-1.6
4
100
660
25KW
调度绞车
JD-1
3
34.2
660
11.4KW
小计
271.7
合计
2741.7
四、变压器的选择计算:
1、1140V系统
根据负荷统计表知,1140V系统的总容量为2470KW,一台移动变电站明显不能满足要求,经负荷分配后选用二台移动变电站。
(1)供采煤机和工作面刮板机的移动变电站容量的计算:
SB=Kr×∑PN/COSφ=1200KVA
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.6
∑PN=600+800=1400KW
COSφ=0.7
故选用1600KVA的移动变电站满足要求。
式中:
SB—一组用电设备的计算负荷容量,KW;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
(2)供转载刮板机、二部皮带机、一部皮带、溜煤眼刮板机、破碎机和乳化液泵站的移动变电站容量计算:
SB=Kr×∑PN/COSφ=779.57KVA
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.51
∑PN=200+180+200+180+110+200=1070KW
COSφ=0.7
故选用800KVA的移动变电站满足要求。
式中:
SB—一组用电设备的计算负荷容量,KW;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
2、660V系统
根据负荷统计表知,660V系统的总容量为271.7KW,一台移动变电站满足要求,故选用一台移动变电站。
供压风机及绞车的移动变电站容量计算:
SB=Kr×∑PN/COSφ=221.24KVA
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.57
∑PN=75+25×4+11.4×3+22×2+18.5=271.7KW
COSφ=0.7
故选用630KVA的移动变电站满足要求。
式中:
SB—一组用电设备的计算负荷容量,KW;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
五、高压电缆截面的选择计算:
按最大负荷电流校验电缆截面
最大负荷电流:
Ica=
=166A
选用MYPTJ-6KV3×70+3×25/3+3×2.5mm2型的高压电缆,其长时允许电流为230A
符合要求
式中:
Ica—正常运行时,通过电缆的最大长时负荷电缆,A;
SN—移动变电站额定容量,KVA;
∑PN—由移动变电站供电设备的额定功率之和,KW;
Ksc—变压器变比;
COSφ—用电设备的加权平均功率因素;
UN—用电设备额定电压,V。
六、低压电缆截面的选择计算:
1、按长时允许电流选择电缆:
(1)1140V系统电缆
采煤机的供电电缆为:
MYP-1140V3×120+1×35mm2其允许电流为320A
IN=Kr×∑PN/(
×UN×COSφ)=291A<320A
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.67
∑PN=600KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
UN—额定电压。
工作面刮板机的供电电缆为:
MYP-1140V3×120+1×35mm2其允许电流为320A
IN=Kr×∑PN/(
×UN×COSφ)=203A<320A
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.7
∑PN=400KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
UN—额定电压。
乳化液泵站的供电电缆为:
MYP-1140V3×70+1×25mm2其允许电流为215A
IN=∑PN/(
×UN×COSφ)=145A<215A
式中:
∑PN=200KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
UN—额定电压。
一部皮带的供电电缆为:
MYP-1140V3×50+1×16mm2其允许电流为173A
IN=∑PN/(
×UN×COSφ)=130A<173A
式中:
∑PN=180KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
UN—额定电压。
供二部皮带和转载刮板机的供电电缆为:
MYP-1140V3×70+1×25mm2其允许电流为215A
IN=Kr×∑PN/(
×UN×COSφ)=198A<215A
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.72
∑PN=200+180=380KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
UN—额定电压。
供溜煤眼刮板机和破碎机的供电电缆为:
MYP-1140V3×70+1×25mm2其允许电流为215A
IN=Kr×∑PN/(
×UN×COSφ)=177A<215A
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.79
∑PN=200+110=310KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
UN—额定电压。
(2)660V系统电缆
轨道巷绞车的供电电缆为:
MYP-660V3×50+1×16mm2其允许电流为173A
IN=Kr×∑PN/(
×UN×COSφ)=118A<173A
式中:
Kr=0.4+0.6×
=0.48
∑PN=4×25+2×22+3×11.4+18.5=196.7KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
Kr—需用系数。
UN—额定电压。
压风机的供电电缆为:
MYP-660V3×50+1×16mm2其允许电流为173A
IN=∑PN/(
×UN×COSφ)=94A<173A
式中:
∑PN=75KW
COSφ=0.7
经计算符合要求。
式中:
IN—线路长时最大工作电流,A;
∑PN—具有相同需用系数的一组用电设备额定功率之和,KW;
COSφ—一组用电设备的加权平均功率因素;
UN—额定电压。
2、按机械强度要求校验电缆截面:
井下机电设备满足按机械强度要求的电缆最小截面表
用电设备名称
要求最小截面/mm2
各种采煤机
50—95
带式输送机
25—50
刮板运输机
25—50
回柱绞车
16—25
调度绞车
4—6
对照各种设备选择的电缆截面,所有选择的都满足其机械强度要求的最小截面。
3、按启动时最小允许启动电压校验电缆截面:
启动时,最小允许启动电压为:
Up.st.min=855V
启动时供电负荷最大是采煤机;供电距离最远是转载刮板机。
校验采煤机供电电缆:
(1)采煤机电动机额定电流为IN=181A,启动电流倍数6,启动功率因数COSφ=0.7
额定启动电流=181×6=1086A·
启动阻抗Zst1=UN/
IN.st=1140/
×1086=0.606Ω
启动电阻Rst1=Zst1COSφ=0.606×0.7=0.424Ω
启动电抗Xst1=Zst1sinφ=0.606×
=0.436Ω
(2)采煤机电缆的单位长度阻抗为r0=0.315Ω/km,x0=0.078Ω/km.电缆每相阻抗为:
Rw=r0L=0.315×0.25=0.079Ω
XW=x0L=0.078×0.25=0.0195Ω
采煤机电动机启动时回路每相阻抗为:
Rst=0.424+0.079=0.503Ω
Xst=0.436+0.0195=0.4555Ω
Zst2=Rst2+Xst2Zst=0.68Ω
(3)变压器内部阻抗:
RT=0.0135Ω;ZT=0.108Ω;XT=0.1072Ω
(4)采煤机电动机启动时移变输出电流回路阻抗:
∑R=R+RT=0.503+0.0135=0.5165Ω
∑X=X+XT=0.4555+0.1072=0.5627Ω
∑Z2=∑R2+∑X2∑Z=0.76Ω
(5)采煤机启动时变压器输出电流、电压
I=U2N/
∑Z=1200/
*0.76=911.85A
U=
IZ=
×911.85×0.68=1073.94V
(6)采煤机电动机实际启动电流
Ica.st=U/
Zst=1073.94/
*0.68=911.85A
(7)采煤机电动机实际启动电压
Uca.st=
Ica.stZst1=
×911.85×0.606=957.07V
Uca.st=957.07V>Up.st.min=855V
所以向采煤机供电的电缆满足要求。
校验转载刮板机供电电缆:
(1)转载刮板机电动机额定电流为IN=67A,启动电流倍数6,启动功率因数COSφ=0.7
额定启动电流=67×6=402A
启动阻抗Zst1=UN/
IN.st=1140/
×402=1.637Ω
启动电阻Rst1=Zst1COSφ=1.637×0.7=1.146Ω
启动电抗Xst1=Zst1sinφ=1.637×
=1.17Ω
(2)转载刮板机电缆的单位长度阻抗为r0=0.315Ω/km,x0=0.078Ω/km.电缆每相阻抗为:
Rw=r0L=0.315×0.8=0.252Ω
XW=x0L=0.078×0.8=0.0624Ω
转载刮板机电动机启动时回路每相阻抗为:
Rst=1.146+0.252=1.398Ω
Xst=1.17+0.0624=1.2324Ω
Zst2=Rst2+Xst2Zst=1.86Ω
gst=Rst/Zst2=1.398/3.47=0.4S
bst=Xst/Zst2=1.2324/3.47=0.355S
(3)乳化液泵站正常运行时等效阻抗
Z2=UN/
IN=1140/
×134=4.912Ω
R2=Z2×COSφ=4.912×0.7=3.4384Ω
X2=Z2×sinφ=4.912×
=3.522Ω
g2=R2/Z22=3.4384/4.9122=0.1425S
b2=X2/Z22=3.522/4.9122=0.146S
一部皮带正常运行时等效阻抗
Z3=UN/
IN=1140/
×56.6×2=5.816Ω
R3=Z3×COSφ=5.816×0.7=4.07Ω
X3=Z3×sinφ=5.816×
=4.17Ω
g3=R3/Z32=4.07/5.8162=0.120S
b3=X3/Z32=4.17/5.8162=0.123S
溜煤眼刮板机正常运行时等效阻抗
Z4=UN/
IN=1140/
*177=3.72Ω
R4=Z4×COSφ=3.72×0.7=2.604Ω
X4=Z4×sinφ=3.72×
=2.66Ω
g4=R4/Z42=2.604/3.722=0.188S
b4=X4/Z42=2.66/3.722=0.192S
(4)转载刮板机启动时,各供电支路总阻抗
g=gst+g2+g3+g4=0.4+0.1425+0.120+0.188=0.85S
b=bst+b2+b3+b4=0.355+0.146+0.123+0.192=0.816S
Y2=g2+b2Y=1.18S
Z=1/Y=0.847Ω
R=gZ2=0.85×0.8472=0.61Ω
X=bZ2=0.816×0.8472=0.585Ω
(5)变压器内部阻抗:
RT=0.0135Ω;ZT=0.108Ω;XT=0.1072Ω
(6)转载刮板机电动机启动时移变输出电流回路阻抗:
∑R=R+RT=0.61+0.0135=0.6235Ω
∑X=X+XT=0.585+0.1072=0.6922Ω
∑Z2=∑R2+∑X2∑Z=0.93Ω
(7)转载刮板机启动且其它电动机正常工作时变压器输出电流、电压
I=U2N/
∑Z=1200/
×0.93=745A
U=
IZ=
×745×0.847=1092.9V
(8)转载刮板机电动机实际启动电流
Ica.st=U/
Zst=1092.9/
×1.86=339A
(9)转载刮板机电动机实际启动电压
Uca.st=
Ica.stZst1=
×339×1.637=961V
Uca.st=961V>Up.st.min=855V
所以向转载刮板机供电的电缆满足要求。
4、按正常运行时电压损失校验电缆截面:
1140V电网允许电压损失为117V。
正常运行时供电负荷最大为采煤机;供电距离最远是转载刮板机。
校验采煤机供电电缆:
采煤机电压损失:
△Ug=Kr×∑PN×Lg/(γ×AtL×UN)
=0.6×600×250/(42.5×120×1.14)
=15.5V
变压器的负荷电流:
IB=Kr×∑PN/(
×UN×COSφB)=608A
△UB=
IB(RB×COSφB+XB×sinφB)
=
×608×(0.0045×0.7+0.033×0.7)
=27.6V
△U=△Ug+△UB=15.5V+27.6V=43.1V<117V
经计算符合要求。
式中:
△U——电缆实际电压损失,V;
△UB——变压器的电压损失,V;
△Ug——干线上的电压损失,V;
△UZ——支线上的电压损失,V;
γsc——铜芯电缆芯线的电导系数,m/(Ω·mm²),取值42.5,芯线温度65℃;
Lg——干线电缆的长度,m;
Lz——支线电缆的长度,m;
Atl——干线电缆的截面,mm²;
UN——用电设备额定电压,KV;
IB——变压器的负荷电流,按计算负荷求取,A;
Kr——设备需用系数;
η——电动机的额定效率;
COSφB——变压器的功率因数,取所带负荷的加权平均功率因数;
sinφK——功率因数角的正弦值;
RB、XB——分别为变压器每项绕组的电阻、电抗值,Ω。
校验转载刮板机供电电缆:
转载刮板机电压损失:
△Ug=Kr×∑PN×Lg/(γ×AtL×UN)
=0.6×380×300/(42.5×70×1.14)
=20.17V
△Uz=∑PN×Lg/(γ×AtL×UN×ηtl)
=200×500/(42.5×70×1.14×0.95)
=31V
变压器的负荷电流:
IB=Kr×∑PN/(
×UN×COSφB)=395A
△UB=
IB(RB×COSφB+XB×sinφB)
=
×395×(0.0135×0.7+0.1072×0.7)
=57.8V
△U=△Ug+△UZ+△UB
=20.17V+31V+57.8V=109V<117V
经计算符合要求。
式中:
△U——电缆实际电压损失,V;
△UB——变压器的电压损失,V;
△Ug——干线上的电压损失,V;
△UZ——支线上的电压损失,V;
γsc——铜芯电缆芯线的电导系数,m/(Ω·mm²),取值42.5,芯线温度65℃;
Lg——干线电缆的长度,m;
Lz——支线电缆的长度,m;
Atl——干线电缆的截面,mm²;
UN——用电设备额定电压,KV;
IB——变压器的负荷电流,按计算负荷求取,A;
Kr——设备需用系数;
η——电动机的额定效率;
COSφB——变压器的功率因数,取所带负荷的加权平均功率因数;
sinφK——功率因数角的正弦值;
RB、XB——分别为变压器每项绕组的电阻、电抗值,Ω。
六、馈电的整定及效验
1、整定
采煤机馈电
1#接触器:
ID=162×6+76+76+12=1136A
取I2=1200A
2#接触器:
ID=162×6=972A
取I2=1000A
前后溜子馈电
1#接触器:
ID=78×6=468A
取I2=500A
2#接触器:
ID=135×6=810A
取I2=850A
3#接触器:
ID=78×6=468A
取I2=500A
4#接触器:
ID=135×6=810A
取I2=850A
5#接触器:
ID=78×6=468A
取I2=500A
6#接触器:
ID=135×6=810A
取I2=850A
7#接触器:
ID=78×6=468A
取I2=500A
8#接触器:
ID=135×6=810A
取I2=850A
乳化泵站馈电
ID=116.9×6=701.4A
取I2=750A
二部皮带、转载刮板机馈电
ID=55.1×2×6+135=796.2A
取I3=800A
一部皮带馈电
ID=55.1×2×6=661.2A
取I3=700A
破碎机、溜煤眼溜子馈电
ID=69×6+135=549A
取I3=600A
⑦压风机馈电
ID=77.4×6=464.4A
取I3=500A
⑧绞车馈电
ID=27.8×6+27.8×3+13.7×3+26.5×2+23.1=367.4A
取I3=400A
2、校验:
(灵敏度系数为1.5)
采煤机馈电:
电缆换算长度:
LH=2.1m
查表知:
IK2=6210A
1#接触器:
K2=IK2/I2=6210/1136=5.47>1.5
2#接触器:
K2=IK2/I2=6210/972=6.39>1.5
符合要求。
前后刮板机馈电:
电缆换算长度:
LH=6.3m
查表知:
IK2=6210A
1#接触器:
K2=IK2/I2=6210/500=12.42>1.5
2#接触器:
K2=IK2/I2=6210/850=7.3>1.5
3#接触器:
K2=IK2/I2=6210/500=12.42>1.5
4#接触器:
K2=IK2/I2=6210/850=7.3>1.5
5#接触器:
K2=IK2/I2=6210/500=12.42>1.5
6#接触器:
K2=IK2/I2=6210/850=7.3>1.5
7#接触器:
K2=IK2/I2=6210/500=12.42>1.5
8#接触器:
K2=IK2/I2=6210/850=7.3>1.5
符合要求。
乳化泵站馈电:
电缆换算长度:
LH=357m
查表知:
IK2=2817A
K2=IK2/I2=2817/750=3.76>1.5
符合要求。
二部皮带及转载刮板机馈电:
电缆换算长度:
LH=571m
查表知:
IK2=1952A
K2=IK2/I2=1952/800=2.44>1.5
符合要求。
一部皮带馈电:
电缆换算长度:
LH=71m
查表知:
IK5=5631A
K5=IK5/I5=5631/700=8.04>1.5
符合要求。
破碎机及溜煤眼刮板机馈电:
电缆换算长度:
LH=71m
查表知:
IK4=5631A
K4=IK4/I4=5631/600=9.4>1.5
符合要求。
⑦压风机馈电:
电缆换算长度:
LH=20m
查表知:
IK5=5059A
K5=IK5/I5=5059/500=10.118>1.5
符合要求。
⑧绞车馈电:
电缆换算长度:
LH=15m
查表知:
IK4=3678A
K4=IK4/I4=3678/400=9.2>1.5
符合要求。
七、启动器的选择
根据《煤矿安全规程》之规定,开关的额定电流要大于或等于用电设备持续工作电流,其额定电压应与电网的额定电压相符等。
所以选择低压开关请参阅“13505综采工作面供电系统图”。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 13505 供电 设计