铁岭市韫达煤矿某综采工作面供电设计说明书 精品.docx

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铁岭市韫达煤矿

203综合机械化

采煤工作面供电设计说明书

附图

1、203综采工作面供电系统图

2、203综采工作面机电设备布置图

3、203综采工作面硐室机电设备布置（图一）

4、203综采工作面硐室机电设备布置（图二）

5、203综采工作面硐室电气设备接线图

6、203综采工作面运输系统图

7、韫达煤矿地面变电所供电系统改造图

8、韫达煤矿中央变电所改造系统图

前言

为提高矿井生产能力和矿井机械化水平，我矿决定在井下203工作面安装一套综合机械化采煤设备，为适应综采工作面的供电要求，根据“安全、可靠、经济、合理”的供电设计原则，对203综采工作面供电系统设计如下。

一、设计依据

1、煤矿井巷工程平面图。

2、《煤炭工业煤矿设计规范》、《煤矿安全规程》以及国家其它现行的有关煤炭项目建设的技术法规和技术政策

3、《井工煤矿初步设计安全专篇编制导则》

4、《煤矿建设工程安全设施设计审查标准》（AQ1055-2008）

5、《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201—2006）

6、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029-2007。

7、203综采工作面已选型设备清册。

二、设计原则

根据该煤矿现有供电情况结合矿井的开拓布置和生产情况，依据“系统可靠、安全、经济，网络简单、操作方便、技术合理”的原则进行矿井供电设计

第一章矿井概况

第一节矿井自然概况

一、位置与交通

铁岭市韫达煤矿位于铁岭市西北12km，铁岭县镇西铺营盘村北，行政区隶属镇西堡镇管辖。

井田南部1.5km有铁—康公路，井田南部2.5km有铁岭至大青站国铁通过，交通便利。

二、自然地理、气候与地震

本井田范围内为低山剥蚀丘陵和河流冲积平原，井田内地形属平坦。

井田范围内地形标高在+80—+90m。

本区属季风型大陆气候，春级干旱小雨，多西南风，风力可达6-7级，夏季炎热多雨，最高温度+33°C，最低温度-32°。

冻结期自10月末至次年3月，冻结厚度1m左右。

年降雨量1009mm，最大月降雨量262mm。

该地区为农业区，农作物以高粱、玉米、谷子、大豆为主。

地方工业以开发煤炭资源为主。

地区地震活动强度小，地震烈度为Ⅶ度区。

第二节矿井生产概况

开拓方式及主要巷道布置：

该矿井为斜井片盘开拓方式，现有一对斜井，斜井位于井田东部。

井口标高+82.36m，井底标高-100m，主井提升斜长586m，倾角18°斜井串车混合提升方式。

工作面主要设备203综采工作面采用MG200/456-WD1型采煤机落煤，工作面采用SGZ730/320型刮板运输机、运输顺槽采用SGZ730/132转载机和SSJ-800/2×40皮带运输机，工作面采用ZY4000/10/23型液压支架支护。

一、矿井通风方式

矿井采用中央并列抽出式全负压通风，在西风井地面安装主、备通风机各一台，型号均为BDK-4-№13对旋风机，电动机容量为55×2KW。

安装瓦斯抽放泵两台。

二、矿井提升方式

矿井提升主井为混合提升井，提升方式为斜井串车单勾提升方式，主井安装一台JK2/20型矿用提升绞车，电动机功率为240KW，电压6000V，绞车最大静张力为6000kg，使用6×7+1NF-28mm钢丝绳，钢丝绳破断拉力为479KN，井筒斜长596m，井筒倾角18°，每次提升煤车7辆。

三、矿井排水

矿井采用一段集中排水，水泵房设置两台100D-45×7性水泵，一台工作，一台备用。

电动机功率为132kw,排水能力为60m/h，扬程为315m。

实际排水高度为183m。

沿主井铺设两条直径为133mm钢管排水管路。

矿井正常涌水量40m3³/h最大涌水量70m3/h，水仓容积600m3。

第三节203工作面概况

（1）、工作面走向长度：

600m；工作面长度：

100m。

（2）、预计开采时间：

2011年11月中旬

（3）、预计结束时间：

2011年3月

（4）、生产能力7万吨/月

（5）、采区瓦斯浓度：

高瓦斯。

（6）、煤层预计发火期：

3-6月

（7）、工作面通风方式：

全负压通风

第四节供电电源

该矿高压进线供电系统为双回路供电，其中一回路引自大青二次变电站配出的10KV西煤线供电线路，电压等级为10KV，另一条线路引自铁岭电业局团结变电所配出的10KV营盘线线路，供电电压10KV。

第二章203综采工作面供电系统拟定

第一节供电电源系统拟定

一、6000V供电系统拟定

由中央变电所农电段母线配出一根MYJV-60003*70高压电缆至203工作面机电硐室。

在机电硐室内安装一台BGP9L-6型400A高压开关，分别控制两台容量分别为800KVA，一台容量为315KVA变压器。

采用高压电缆由高压开关负荷侧串联接至各台变电站。

二、1140V供电系统拟定

该工作面的1140v用电设备分别是：

工作面运输机、采煤机、乳化液泵、喷雾泵、转载机、破碎机。

其中乳化液泵和喷雾泵设置在机电硐室内，采用远方供电、供液方式。

分别引自两台KSGZY-800/1140变电站供电，当一台变电站低压侧发生故障时，可开动另外一台乳化液泵或喷雾泵。

保证工作面不间断供液和喷雾用水。

工作面内的采煤机和破碎机采用一条MYP-11403*120+1*25聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽电缆供电，工作面内的转载机和工作面运输机采用一条MYP-11403*120+1*25聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽电缆供电。

在串车平车上分别安装两台KBZ-630型馈电开关作为两根MYP-3×120+1×25型电缆引入的馈电开关。

三、660V供电系统拟定

工作面660V设备包括调度绞车、运输顺槽皮带机、信号照明综合保护、皮带机张紧绞车电机、煤电钻综合保护等。

由在机电硐室设置得一台KSGZY-315/0.69型移动变电站作为工作面660V供电电源。

工作面运输顺槽皮带机、各台调度绞车、串车上的660V设备、工作面照明、回风顺槽各台绞车分别引自该变电站的低压侧。

其中皮带机电源由变电站单独引出一条MY-10003×50+1×16型橡套电缆向皮带机供电。

在变电所内安装一台KBZ-200型馈电开关，配出一条MY-10003×50+1×16型橡套电缆供运输顺槽和串车660V设备。

在机电硐室内安装一台KBZ-200型馈电开关作为回风顺槽和硐室照明用的总开关。

在回风顺槽的入口设置一台KBZ-200型馈电开关作为回风顺槽的电源总开关。

各台调度绞车控制开关一律选用QBZ-1140/660型磁力起动器。

第二节瓦斯监测与通讯系统拟定

一、瓦斯监测供电系统拟定

瓦斯监测电源引自中央变电所的风机专用电源变压器。

现已形成的203工作面瓦斯监测系统电源作为机电硐室的瓦斯监测电源。

瓦斯监测的断电方式为切断工作面高压控制开关的负荷侧电源，即与硐室内的高压开关联锁，当工作面瓦斯超限时，工作面机电硐室内的高压开关动作，切断工作面所有动力电源。

瓦斯监测由设在机电硐室内的监测分站实现监测。

二、矿井通讯

分别在机电硐室、203工作面运顺皮带头、工作面串车处设直通矿调度的电话。

在工作面串车安装一台KTC102型矿用集中通讯控制台。

工作面串车处、转载机处、工作面内每隔15m设置带有集中控制与闭锁的载波电话，采用专用通讯电缆连接。

机电硐室、乳化液泵、皮带机机头设置载波通讯电话（可采用一般型电缆连接，不需要闭锁功能）

三、配电点设置

1、机电设备硐室高、低压设备；2、运输顺槽皮带机配电点；3、

运顺各台绞车配电点；4、运顺串车配电点；5、回顺入口配电点；6、回顺各台绞车配电点。

四、工作面运回顺照明、信号、控制系统拟定

工作面设备的控制均有设在移动变电列车上的KCT101集中控制台完成。

安装时要在电缆捆中铺设控制线。

工作面照明干线线路一律采用MY-10003*4+1*4电缆。

皮带机综合保护干线选用MY-10007×2.5电缆。

皮带机保护机头、机尾跑偏开关控制线、皮带机沿线停车控制线、皮带机沿线信号线。

工作面串车集中控制台要实现集中和就地分别控制。

五、工作面供电系统和设备布置拟定

见《韫达煤矿203综采工作面供电系统图》《韫达煤矿203综采工作面机电设备布置图》《韫达煤矿综采工作面机电设备硐室布置图》、《韫达煤矿机电设备硐室供电系统接线图》、《203工作面调度绞车运输系统图》。

第三章移动变电站、高压低开关选择

与负荷计算

第一节203综采工作面负荷统计

一、工作面1140V全部负荷统计

设备

名称

设备规格型号

（电动机型号）

电机

台数

额定装

机功率

KW

功率

因数

实际运行功率

Kw

单机工作

电流

需用

系数

轮式破碎机

PLM-1000（YBY550）

1

110

0.87

110

123.5

0.7

桥式转载机

SZB-730/132

（YSB-160）

1

132

0.91

132

0.88

乳化液

泵站

BRW-315/31.5

2

2*200

0.93

200

0.64

工作面运输机

SGZ-730/320（KBY-680-160B）

2

2*160

0.87

320

0.89

喷雾

泵站

BPW250/6.3

2

2*37

0.84

37

0.65

采煤机

MG200/456-WD1

5

100×2×2+25×2+5.5

0.87

456

0.7

合计

12

1492

1255

二、工作面660V供电系统全部负荷统计

设备

名称

规格型号

电机

台数

额定装机功率

KW

功率

因数

运行

功率

KW

单机工

作电流

A

需用

系数

运输顺槽皮带机

SSJ-800/2*40

2

2×40

0.86

80

0.85

运输顺槽调度绞车

JD-11.4

（YB-11.4）

2

2*11.4

0.80

22.8

0.5

运输顺槽调度绞车

JD-25

（YB-25）

1

25

0.82

25

0.45

运顺回

柱绞车

JH2-14

1

17

0.81

17

0.45

回顺调度绞车

JD-11.4

1

11.4

0.80

11.4

0.45

回顺调度绞车

JD-25

1

25

0.82

25

0.45

皮带机张紧绞车

4.5

0.85

4.5

0.4

信号照明综合保护

XZZ-4.0

5

20

0.80

20

0.52

合计

18

205.7

205.7

第二节工作面变压电站负荷统计及负荷分配率计算

一、变电站负荷率计算

供转载机KSGZY-800移动变电站负荷率计算

转载机回路总负荷=320+132+200+37=689KW

供转载机回路的移动变电站满足要求。

同理可计算供采煤机回路变电站负荷率93.6%。

采煤机回路变电站负荷率偏高，但根据实际运行经验，该变电站能够满足要求。

供工作面660V设备的KSGZY-315/0.69变电站负荷率计算。

=205.7

（一）各变电站的负荷率及其变电站的技术数据

编号

型号

容量

KVA

电压

KV

短路阻抗

空载电流

铜损耗

KVAR

铁损耗

KVAR

几何尺寸

L*W*H

重量

T

2

KSGZY-800

800

6/1.2

5.5

1.5

5200

2300

3750×1100×1620

5.8

3

KSGZY-800

800

6/1.2

5.5

1.5

5200

2300

3750×1100×1620

5.8

4

KSGZY-315

315

6/0.69

4%

2.5

2300

1300

3180*1100*1230

3

（二）、变电站负荷率计算表

编号

型号

容量

KVA

计算

负荷kwh

需用

系数kx

功率因数

cosΦ

实际负荷

KW

负荷率%

2

KSGZY-800

800

689

0.7

0.75

482.3

80.38

3

KSGZY-800

800

807

0.7

0.75

564.9

94.15

4

KSGZY-315

315

205.7

0.7

0.75

144

61

二、控制设备的选择

（一）、高压开关的选择

序号

设备名称

规格型号

用途

备注

1、

高压防爆开关

BGP9L-400

中央变电所农电线路总开关

中央变电所

2、

高压防爆开关

BGP9L-400

中央变电所市电线路总开关

中央变电所

3、

高压防爆开关

BGP9L-400

中央变电所供机电硐室总开关

中央变电所

4

高压防爆开关

BGP9L-400

硐室进线总开关

机电硐室

（二）、1140V、660V低压馈电开关和磁力起动器选择

编号

设备名称

规格型号

用途

安装位置

2、12

馈电开关

KBZ-200/1140

乳化液泵回路总开关

硐室

18

馈电开关

KBZ-200/1140

运输顺槽660V总开关

硐室

24

馈电开关

KBZ-200/660

工作面串车总开关

串车

29

馈电开关

KBZ-200/660

运输顺槽皮带机配电点总开关

皮带头

33

馈电开关

KBZ-200/660

硐室控制回风顺槽总开关

硐室

35

馈电开关

KBZ-200/660

回风顺槽入口总开关

回风入口

15

馈电开关

KBZ-630/1140

采煤机回路总开关

串车

8

馈电开关

KBZ-200/1140

转载机回路总开关

串车

6、13

磁力起动器

QJZ-200/1140

乳化液泵开关起动开关

硐室

7、14

磁力起动器

QJZ-120/1140

喷雾泵起动开关

硐室

10、11

磁力起动器

QJZ-315/1140

运输机起动开关

串车

16

磁力起动器

QJZ-400/1140

采煤机起动开关

串车

17

磁力起动器

QJZ-129/1140

破碎机起动开关

串车

20#共9台

磁力起动器

QBZ-80N/660

调度绞车起动开关

信号照明保护

ZXZ-4127

信号及照明

见图

煤电钻综合保护

ZZL-4.0127

工作面电钻

串车

其他660v设备的选择见203综采工作面供电系统图

第四章供电系统高低压电缆选择计算

第一节供电系统中各段电缆截面信号选择

根据设备容量初步选择供电系统中的各主要段电缆如下表。

其他各段电缆见供电系统图。

序号

起止段

型号

长度

m

长期允许电流（A）

1

中央变电所—机电硐室高压电缆

MYJV22-60003×95

950

275

2

中央变电所—机电硐室高压电缆

MYJV22-60003×70

950

217

3

机电硐室—皮带机配电点干线

MY-10003*50+1*16

60

173

4

机电硐室—串车660V馈电开关

MY-10003*50+1*16

570

173

5

机电硐室—串车采煤机馈电开关

MYP-11403*120*1*25

620

275

6

机电硐室—串车运输机馈电开关

MYP-11403*120*1*25

620

275

7

机电硐室—工作面回顺后三角点

MY-10003*25+1*16

720

113

8

串车采煤机开关—采煤机

MCP-11403*95+1*25+4*4

265

260

9

运输机开关-运输机前部电机低速

MYP-11403*35+1*10

140

173

10

运输机开关-运输机前部电机高速

MYP-11403*50+1*16

140

11

运输机开关-运输机机尾电机低速

MYP-11403*35+1*10

240

173

12

运输机开关-运输机机尾电机高速

MYP-11403*50+1*10

240

173

13

串车转载机开关-转载机电机

MYP-11403*50+1*16

60

173

14

串车破碎机开关-破碎机电机

MYP-11403*35+1*10

85

138

15

各台调度绞车负荷电缆

MY-10003*16+1*6

见图

86

其他各段电缆见供电系统图

本设计分别对以下电缆的载流量进行校验，其它电缆不需校验均能满足要求。

选择的电缆满足设备的长期允许电流要求、满足正常工作和设备起动时的电压要求、高压电缆满足热稳定和动稳定的电流要求。

1、中央变电所至203工作面机电硐室高压电缆

2、机电硐室到串车运输机馈电开关的干线电缆

3、串车采煤机开关到采煤机电缆

4、工作面运输机负荷电缆

5、转载机和破碎机负荷电缆

6、运输顺槽660V干线电缆

7、回风顺槽660V干线电缆

第二节系统中主要线路的电缆载流量、电压损失校验

地面至中央变电所、中央变电所至机电硐室高压电缆校验

1、按正常工作电流校验

因此设计采用1600KVA变压器直接供综采工作面，该电缆的正常工作负荷为整个工作面的所有正常工作负荷之和，其中1140V负荷为1255KW，660V负荷为205.7KW。

经计算该电缆的实际工作电流为：

114.58A，小于电缆允许长期工作电流275A。

按正常工作电流校验合格。

2、按正常工作电压损失校验

（1）、地面SCB-1600/10/6型变压器的电阻及电抗计算

根据变压器参数表可得SCB-160010/6KV变压其技术数据如下：

空载损耗P0=2450KVAR，负载损耗PF=11730kw，阻抗电压百分数UD%=6%。

变压器的直流电阻、电抗、阻抗为：

（2）、地面变电所到中央变电所的电缆电阻、电抗、阻抗

电缆为MYJV22-60003×95型,电缆长度950m。

单位公里电阻：

R0=0.22Ω

单位公里电抗：

X0=0.085Ω

电缆电阻：

R1=0.22×0.95=0.209Ω

电缆电抗：

R1=0.085×0.95=0.08075Ω

（3）、中央变电所到机电硐室高压电缆电阻及电抗

单位公里电阻：

R0=0.305Ω

单位公里电抗：

X0=0.089Ω

电缆电阻：

R1=0.305×0.9=0.2745Ω

电缆电抗：

R1=0.089×0.9=0.08Ω

（4）、变压器电压损失计算

变压器正常工作电流为114.58A

则变压器的电压损失为

（5）、地面至中央变电所电缆电压损失计算

（6）、中央变电所至机电硐室高压电缆电压损失

（7）、6000V侧全部电压损失为

<6000×5=300V。

二、机电硐室至串车采煤机回路的干线电缆校验

（一）按长期允许电流校验

该电缆正常工作时的全部负荷包括采煤机和破碎机。

计算负荷为：

（2）、供采煤机干线线路电阻及电抗

采煤机干线电缆为：

MYP-11403*120+1*25

单位公里电阻：

R0=0.164Ω/km

单位公里电抗：

X0=0.056Ω/km

因此采煤机干线电缆电阻为：

R1=0.164*0.62=0.10168Ω

因此采煤机干线电缆电抗为：

X1=0.056*0.62=0.03472Ω

（3）、采煤机负荷线路电缆（MCP-11403*95+1*16+4*4）电阻及电抗

单位公里电阻：

R2=0.247Ω/km

单位公里电抗：

R2=0.075Ω/km

采煤机支线电缆电阻为：

R2=0.247*0.265=0.065455Ω

采煤机支线电缆电抗为：

X2=0.056*0.62=0.01484Ω

（4）、采煤机回路总电阻

ΣR=Rb+R1+R2=0.0117+0.10168+0.065455=0.1788Ω

采煤机回路总电抗

ΣX=XB+X1+X2=0.0983+0.03472+0.01484=0.14786Ω

2、采煤机正常工作时的变压器二次工作电流

计算负荷为：

长期工作电流为：

3、各元件电压损失计算

（1）、采煤机正常工作时电压损失计算

（2）、采煤机干线电压损失

（3）、采煤机支线电缆电压损失

采煤机正常工作电流

采煤机支线电压损失

3、采煤回路正常工作时的电压损失

3、采煤机回路允许电压损失

采煤机正常工作时系统允许电压损失120V大于系统实际电压损失，因此采煤机回路电缆选择合理。

经济电流密度校验各段电缆结果见下表：

序号

电缆

名称

截面mm²

长期允许电流A

电缆负荷kw

功率因数

需用

系数

电源

电压

正常工作电流A

校验结果

1

中央变电所至机电硐室

70

235

1460.7

0.92

0.7

6000

107

合格

2

硐室至串车运输机开关

120

270

452

0.75

0.7

1140

214

合格

3

采煤机负荷电缆

95

260

456

0.75

0.7

1140

216

合格

4

硐室到采煤机开关干线

120

270

566

0.75

0.7

1140

268

合格

5

工作面运输机负荷电缆

50

173

160

0.75

0.7

1140

76

合格

6

转载机负荷电缆

50

173

132

0.75

0.7

1140

62

合格

按正常工作电压损失校验各段电缆结果见下表

序号

电缆名称

变压器电压损失

电缆电压损失

末端电压

系统电压

1

地面至机电硐室高压电缆

116.48

100.73

6199

6300

2

机电硐室至采煤机电机

48.28

54.92

1103

1200

采煤机实际工作时需要系数较低，根据运行经验，实际电压损失能够满足要求。

电动机末端电压不低于额定电压的95%，合格。

同理可计算其他各段电缆的正常工作电压损失满足要求。

计算结果在此略。

根据以上计算，所选用的各段电缆载流量和正常工作电压损失满足要求。

（三）、按线路起动时的电缆电压损失校验

本设计的供电系统中，负荷最大的设备是采煤机。

但是根据实际运行经验，采煤机采用变频控制，实际采煤机的起动电流并不大。

因此选用工作面运输机机尾电机的起动电压损失校验，该段电缆最长，且运输机经常处于重载起动，只要工作面运输机的最小起动电压满足要求，其他设备不需计算，均能满足起动损失电压要求。

运输机起动时电压损失计算的电气参数

①供工作面运输机回路的变电站（KSGZY-800/1200）电阻、电抗

Rb=0.117ΩXB=0.0983

②起动时的功率因数：

cosφ=0.6，sinφ=0.8

③运输机起动时允许的起动电压损失：

1200-1200*75%=300V

④运输机起动时的系统系数KX=0.7

⑤运输机