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XXX综采工作面供电设计

XXX综采工作面供电设计
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  XXX综采工作面供电设计

  一、 概述:

  XXX薄煤层综采工作面是海孜矿32采区的一个综采工作面,设计日产1500顿,两班生产,一班检修,总安装长度1350米,其中工作面150米,转载机50米,里段机巷皮带机650米,外段机巷皮带机500米。工作面支护选用ZY2400/08/19型综采支架,两巷及端头采用单体支柱加绞接顶梁支护。工作面安装MG200-BW2采煤机,工作面运输机采用一台SGD630/220刮板输送机。顺槽采用 SZZ764/160 转载机,机巷安装两部 SD-150 胶带输送机;机巷、工作面各安装一台照明、信号综保装置,负责机巷、工作面的照明、通讯供电;安装一套 MRB-200/31.5乳化泵站,负责支架和两巷单体支柱的供液。通讯采用KS-2 型采煤通讯信号控制系统。

  XXX综采工作面供电电源来自32采区下部变电所,主要设备电源为1140V,660V系统。XXX机巷计划安装两台KBSGY-800移动变电站,一台安装在第一部皮带机头;另一台安装在转载机头。一台带采煤机组、乳化泵站和工作面刮板输送机;另一台800KVA移变供给转载机160KW、破碎机110KW、喷雾泵45KW及两台2×75KW皮带机。详见供电系统图——后附。

  二、负荷统计及设备技术参数

  (一)、负荷统计表


  设备名称设备型号数量单位负荷电压(V)输送能力备注

  采煤机MG200-BW21台2001140-----

  刮板机SGD630/2201部2201140250t/h

  转载机SZZ764/1601部1601140900t/h

  皮带机SD-1502部2×1501140630t/h

  破碎机LPS-1000/1101部1101140--

  乳化泵MRB-200/31.51套1251140--

  喷雾泵PBW-320/6.31套451140--

  移变KBSGY-800/6/1.142台――6000/1140--

  程控KS-21台――127--

  液压支架ZY2400/08/19100架――――--

  (二)、输送机运输能力验算:

  设计日产1500吨,两班生产,一班检修,以每班运转6小时估算,考虑到运输不平均,故增加0.2的富余系数,故机巷运输能力估算为:

  A=1.2×1500/2×6=150(t/h) (合格)

  三、移动变电站的选择

  (一)、1140V设备变压器容量的计算与选择

  采区供电一般采用需用系数法,

  故:Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

  =0.4+0.6×220/1160=0.51

  查表:综采工作面加权平均规律因数COSφpi=0.7

  1140V电压等级功率总数ΣPe=1160KW

  Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

  =1160×0.51/0.7

  =845.1KVA

  由计算并根据实际情况,选用2台KBSGZY-800/6移变,其额定容量为2×800KVA>845.1KVA,满足要求。

  矿用隔爆型移动变电站容量验算如下:

  1号移动变电站:

  需用系数:Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

  =0.4+0.6×220/545=0.64

  设备总功率ΣPe=545KW

  故移变容量为:Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

  =545×0.64/0.7

  =498.3KVA (移变容量选择合格)

  2号移动变电站:

  需用系数:Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

  =0.4+0.6×160/615=0.55

  设备总功率ΣPe=615KW

  故移变容量为:Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

  =615×0.55/0.7

  =488KVA (移变容量选择合格)

  四、电缆截面的选择计算

  (一)高压电缆截面的选择:

  1、按移变容量计算电缆最大工作电流:

  Sb1=Sb2=800KVA

  电缆最大长时工作电流为:

Iymax=ΣP/

×6=800/

×6=77A
  2、热稳定校验电缆截面:

  假定采区变电所6KV母线上最大短路容量为50MVA其最大三相稳态短路电流为

I(3)∞=Sd/

×V=50×106/

×6000=4811A Amin=I(3)∞

/C

  C:热稳定系数    tj:短电流的假想时间

  则Amin=4811×√0.7/141=28.55mm2

  故所选50mm2高压电缆能满足供电热稳定要求。

  (二)低压电缆截面的选择:

  1、支线电缆截面选择计算:

  支线电缆截面是按照满足机械强度的要求选择最小截面选择,再按照长时允许工作电流来校验,因此各支线电缆如下:

  采煤机支线:支线电缆选用MYP-3×50、1.14KV的煤机专用电缆,其长时允许工作电流为173A,大于煤机的额定工作电流128A,电缆长度为260米;

  运输机支线:支线电缆选用MYP-3×35、1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为138A,大于运输机电机的额定工作电流70A,电缆长度一根为80米,另一根为260米;

  支架供液泵支线:支线电缆选用MYP-3×25、1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为113A,大于乳化泵电机的额定工作电流84A,电缆长度为15米;

  转载机支线:支线电缆选用MYP-3×35、1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为138A,大于运输机电机的额定工作电流78A,电缆长度一根为50米;

  破碎机支线:支线电缆选用MYP-3×25、1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为113A,大于破碎机电机的额定工作电流54A,电缆长度一根为50米;

  喷雾泵支线:支线电缆选用MYP-3×16,1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为85A,大于运输机电机的额定工作电流20.9A,电缆长度一根为50米;

  皮带机支线:支线电缆选用MYP-3×25、1.14KV的矿用橡胶软电缆,其长时允许工作电流为113A,大于运输机电机的额定工作电流50A,电缆长度一根为15米;

  2、按照允许电压损失校验电缆截面:

  A、对于1140V供电系统△Uy=117V

  B、变压器电压损失

  查表:Rb=0.0135 Xb=0.1072

  Kx1=0.64 cosφ=0.7

  故1#移变的电压损失为:

  △ U1=(ΣPe ×Kx1×Rb+ΣPe ×tgφ×Rb)/Ue

  =(545×0.64×0.0135+545×1.02×0.1072)/1140

  =56.4V

  故2#移变的电压损失为:

  △ U1=(ΣPe ×Kx1×Rb+ΣPe ×tgφ×Rb)/Ue

  =(615 ×0.55×0.0135+615 ×1.02×0.1072)/1140

  =41.4V

  C、支线电压损失

  煤机: △UZ=Pe×LZ×1000/r×Ue×S

  =200×180×1000/53×1140×50

  =12.6V

  刮板机: △UZ=Pe×L/D×S×Ue

  =220×180/53×35×1.14=10V

  转载机:△UZ =Pe×L/D×S×Ue

  =160×50/53×35×1.14=3.78V

  破碎机:△UZ=Pe×L/D×S×Ue

  =110×50/53×35×1.14=2.6V

  喷雾泵:△UZ=Pe×L/D×S×Ue

  =45×50/53×16×1.14=2.32V

  D、1140V干线电压损失:

  △Ug1=Pe×L/D×S×Ue

  =315×1000/53×70×1.14=65V

  △Ug2=Pe×L/D×S×Ue

  =150×500/53×70×1.14=26V

  故有:△U转载机=41+4+65=108<117V (合格)

  △U破碎机=41+3.8+65=107.8<117V (合格)

  △U喷雾泵=41+2.4+65=108<117V (合格)

  △U皮带机=41+1+65=107<117V (合格)

  3、按照启动条件校验电缆截面:

  根据电工学原理:电机起动时,其末端电压不小于0.7Ue;则启动电压损失为:

  △Uy=U2e-0.7 Ue=1200-0.7×1140=402V

  (1)煤机起动电压损失校验:

  煤机在最低电压起动时,其起动电流值为:

  I煤机=UQ×IQe/Ue=0.7Ue×6Ie/Ue=0.7×6×128

  =537.6A

  支线电压损失:

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=537.6×260 /5350=57.2
  干线电压损失:

  △ Ug=537.6×20 /53×70+(537.6+84)×10/53×50=3+2=5V

  变压器电压损失:

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

(537.6+224)(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=128V
  △U煤机=57.2+5+128=190.2V<402V (合格)

  故煤机电缆选择合格。

  (2)刮板机起动电压损失校验

  I刮板机=UQ×IQe/Ue=0.7Ue×6Ie/Ue=0.7×6×140

  =588A

  支线电压损失:

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=24.3V
  干线电压损失:

  △ Ug=(588+70)×10/53×50=3.5V

  变压器电压损失:

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

(537.6+224)(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=128V
  △U煤机=24.3+3.5+128=156V<402V (合格)

  故刮板机电缆选择合格。

  (3)皮带机(二皮)起动电压损失校验

  皮带机的电机在最低电压起动时,其起动电流值为:

  I皮带机=UQ×IQe/Ue=0.7Ue×6Ie/Ue=0.7×6×100

  =420A

  支线电压损失:

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=420×20 /53×25=11
  干线电压损失:

  △ Ug=420×500 /53×70=56.6V

  变压器电压损失:

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

×420(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=87V
  △U皮带机=87+11+56.6=154V<402V (合格)

  故第二部皮带机电缆选择合格。

  五、开关选择

  (一)高压开关选择

  根据额定电流选择高压开关为BGP30-6,额定电流为100A的高压开关。

1#移变:Ig=ΣPe×1.14×0.7/

×6
  =41.8A<100A (合格)

2#移变:Ig=ΣPe×1.14×0.7/

×6
  =49.7A<100A (合格)

  (二)低压开关选择

  1、I煤机=128A 故选择QJZ-300真空电磁起动器,其额定电流为300A

  2、I刮板机=140A 故选择QJZ-300真空电磁起动器,其额定电流为300A

  3、I乳化泵=84A 故选择QJZ-200真空电磁起动器,其额定电流为200A

  4、I皮带机=100A 故选择QJZ-200真空电磁起动器,其额定电流为200A

  5、I转载机=116A

  I破碎机=67A

  I喷雾泵=27.6A

  故选择QJZ-400(一拖四)真空电磁起动器,其额定电流为400A

  六、短路电流计算

  1取变电所母线短路容量为50MVA 则

  Xx=UP/S=6.32/50=0.794

  折算到1.2KV侧  Xx=(1.2/6.3)2×0.794=0.0288 Ω

  235 mm2 6KV 高压电缆

  L1=1.3km L2=0.2km

  R0=0.522 X0=0.084

  所以1#移变

  R,= 0.522×1.3=0.6786 X,= 0.084×1.3=0.1

  折算到1.2KV侧 R= R,×(1.2/6.3)2 =0.0094

  X= X,×(1.2/6.3)2=0.0015所以

  2#移变

  R,= 0.522×0.2=0.0.1044 X,= 0.084×0.2=0.0168

  折算到1.2KV侧 R= R,×(1.2/6.3)2 =0.0041

  X= X,×(1.2/6.3)2=0.0006

  3800KVA移动变电站的阻抗

  Rb=0.0135 Xb=0.1072

  4其余各负荷支线阻抗:

  1)、转载机 35mm2 R0=0.522 X0=0.084 L=0.05km

  所以 R= 0.522×0.05=0.0261

  X= 0.084×0.05=0.0042

  2)、破碎机 25mm2 R0=0.732 X0=0.088 L=0.05km

  所以 R= 0.732×0.05=0.0366

  X= 0.088×0.05=0.0044

  3)、喷雾泵 16mm2 R0=1.16 X0=0.09 L=0.05km

  所以 R= 1.16×0.05=0.058

  X= 0.09×0.05=0.0045

  4)、皮带机(二部):50mm2 R0=0.448 X0=0.081 L=0.4km

  所以 R=0.448×0.4=0.1792

  X=0.081×0.4=0.0324

  5)、乳化泵 16mm2 R0=1.16 X0=0.09 L=0.015km

  所以 R= 1.16×0.015=0.0174

  X= 0.09×0.015=0.00135

  6)、煤机 50mm2 R0=0.448 X0=0.081 L=0.26km

  所以 R= 0.448×0.26=0.116

  X= 0.081×0.26=0.01458

  7)、刮板机 35mm2 R0=0.522 X0=0.084 L=0.23km

  所以 R= 0.522×0.23=0.12

  X= 0.084×0.23=0.019

  所以转载机

  ΣX=0.0288+0.0006+0.1072+0.0042=0.1408

  ΣR=0.041+0.0135+0.0261=0.0437

I d(2)=Up/2×

=4092A
  破碎机

  ΣX=0.028+0006+0.1072+0.0044=0.1406

  ΣR=0.0041+0.0366+0.0135=0.0542

I d(2)=Up/2×

=4000A
  喷雾泵

  ΣX=0.0288+0.0012+0.1072+0.0045=0.1417

  ΣR=0.041+0.058+0.0135=0.0756

I d(2)=Up/2×

=3771A
  皮带机(二部)

  ΣX=0.0288+0.0006+0.1072+0.004=0.1766

  ΣR=0.0041+0.0135+0.224=0.2416

I d(2)= Up/2×

=2006A
  煤机

  ΣX=0.0288+0.0015+0.1072+0.0145=0.152

  ΣR=0.0094+0.0135+0.08=0.1029

I d(2)=Up/2×

=1819A
  乳化泵

  ΣX=0.028+0.015+0.1072+0.00135=0.1388

  ΣR=0.0094+0.0174+0.0135=0.04

I d(2)=Up/2×

=4160A
  刮板机

  ΣX=0.0288+0.0021+0.1072+0.015=0.1525

  ΣR=0.094+0.095+0.0135=0.0117

I d(2)=Up/2×

=3126A
  七、照明综保选择验算:

  XXX综采工作面长度150米,共计100架支架,按每10架安装一盏照明灯,需要安装10盏矿用增安兼隔爆型荧光灯(DZG35/127Y)。该灯具有照明、信号联络,紧急停车(安全闭锁)和故障检测功能。当采煤工作面、运输机等发生紧急情况时拉动紧急停机按钮,停止工作面采煤机、运输机的运行。

  一盏DZG35/127Y矿用增安兼隔爆型荧光灯功率为0.035KW,总负荷为0.035KW×10=0.35KW,故选用ZBZ-4-1140/127V型综合保护装置.

  八、移变低馈的整定

  (一)、过负荷保护的整定

  1#移变: (800KVA) Idz=128+140+84=352A

  移变低压侧采用的是BXBD-800/1140型隔爆低压保护箱,额定电流为800A,其过载保护的整定范围为0.4~1.2倍的开关额定电流,因此将过载整定电位器调在0.5倍的额定电流位置,其实际整定值为:Idz=0.5×800=400A>352A (合格)

  2#移变 (800KVA) Idz=100+100+116+67+27.6=410.6A

  移变低压侧采用的是BXBD-800/1140型隔爆低压保护箱,额定电流为800A,其过载保护的整定范围为0.4~1.2倍的开关额定电流,因此将过载整定电位器调在0.6倍的额定电流位置,其实际整定值为:Idz=0.5×800=480A>410.6A (合格)

  (二)、短路保护的整定

  1#移变 Idzs≥Iqe+∑I

=220×6+325/

×1.14×0.7=1550
  开关短路保护装置整定范围为1~10倍的开关额定电流,将短路整定电位器调在2倍位置,此时短路保护的实际整定值为:

  Idzs=2×800=1600A>1550A (满足要求)

  2#移变 Idzs≥Iqe+∑Ie

=160×6+(110+45+150+150)/

×1.14×0.7
  =922.5A

  开关短路保护装置整定范围为1-10倍的开关额定电流,将其调在2倍位置上,其实际整定值为:

  Idzs=2×800=1600A>922.5A (满足要求)

  (三)、灵敏度校验:

  煤机开关整定为800A K=I(2)d/IZ=1819/800=2.27>1.5 满足要求

  乳化泵开关整定为600A K=I(2)d/IZ=4160/600=6.9>1.5 满足要求

  刮板机开关整定为1000A K=I(2)d/IZ=3126/1000=3.1>1.5 满足要求

  2#移变短路整定在2×800=1600A

  校验:转载机 K=I(2)d/IZ=4092/1600=2.55>1.5(合格)

  破碎机 K=I(2)d/IZ=4000/1600=2.5 >1.5(合格)

  喷雾泵 K=I(2)d/IZ=3771/1600=2.35>1.5(合格)

  第二部皮带机开关整定在800A;故K=2006/800=2.5>1.5

  (合格)

  九、高压开关动热稳定校验及高低压开关分断能力校验

  1取变电所母线短路容量为50MVA 则

  Xx=UP/S=6.32/50=0.794

  折算到3.3KV侧   Xx=(3.3/6)2×0.794=0.231 Ω

  折算到1.2KV侧 Xx=(1.2/6.3)2×0.794=0.0288 Ω

  1#移变 35 mm2 6KV 高压电缆 L=1300米 R0=0.522 X0=0.084

  所以R,= 0.412×1.3=0.6786 X,= 0.084×1.3=0.1

  折算到3.3KV侧 R= R,×(3.3/6)2 =0.0094

  X= X,×(3.3/6)2=0.0015

  2#移变 35mm2 1.14KV 高压电缆 L=200米

  R0=0.412 X0=0.084

  所以 R,= 0.522 X,= 0.075

  折算到1.2KV侧 R= R,×(1.2/6.3)2 =0.0094

  X= X,×(1.2/6.3)2=0.0015

  3800KVA移动变电站的阻抗 Rb=0.0135 Xb=0.1072

  短路电流计算:

计算公式Id(2)=U/2×

Id(3)=(2/

)Id(2) 代入数据与 计算结果d1乳化泵 Id1(2)=1.2/2×

=4160A4803A d2煤机Id2(2)=1.2/2×

=1819A2100A d3刮板机Id3(2)= 1.2/2×

=3126A3609A d4转载机Id4(2)=1.2/2×

=4092A4275A d5破碎机Id5(2) =1.2/2×

=4000A4618A d6喷雾泵Id6(2) =1.2/2×

=3771A4354A d7皮带机Id7(2) ) =1.2/2×

=2006A2316A
  iim1=2.25×Id1(3)=10.8KA

  iim2=2.25×Id2(3)=4.725 KA

  iim3=2.25×Id3(3)= 8.12KA

  iim4=2.25×Id4(3)= 10.63KA

  iim5=2.25×Id1(3)=10.39KA

  iim6=2.25×Id2(3)=9.79KA

  iim7-8=2.25×Id3(3)= 5.21KA

  Iim1 =1.52×Id1(3) =7.3KA

  Iim2 =1.52×Id2(3) =3.19KA

  Iim3 =1.52×Id3(3) =5.48KA

  Iim4 =1.52×Id4(3) =7.18KA

  Iim5 =1.52×Id1(3) =7.02KA

  Iim6 =1.52×Id2(3) =6.62KA

  Iim7-8 =1.52×Id3(3) =3.52KA

  BGP30-6高爆开关的imax=31.5KA Imax=12.5KA 大于以上数值,满足动热稳定要求

  高低压开关分断能力校验

  编号开关型号分断能力分断最大电流校验结论

  1# BGP30—6 10000A>Id2(3) =4803A合格

  2# BGP30—6 10000A>Id13) =4618A合格

  十、高压保护整定和校验

  1#回路高压侧采用BGP30—6高压真空配电装置做高压保护

  n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie)/Kb×Ige

=1.2×(220×6+325)/

×6×0.7×100
  =1.51

  初步选择整定值为2倍位置上

  灵敏度校验

  K=I(2)d/ Kb×IZ =1819×1.2/6×100×2=1.82>1.5 (合格)

  2#回路高压侧采用BGP30—6高压真空配电装置做高压保护

  n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie)/Kb×Ige

=1.2×(160×6+455×0.55)/

×6×0.7×100
  =1.66

  初步选择整定值为2倍位置上

  灵敏度校验K=I(2)d/KbIZ =2316×1.2/6×100×2=2.31>1.5(合格)

  淮北矿业(集团)海孜煤电公司32采区

  XXX薄煤层综采工作面

  供电设计说明书

  编制单位:保 运 区

  时 间:二○○九年四月

  审 批 记 录

  编 制 人:

  审 核:

  保 运 区:___________

  机 电 科:

  机电副总:

  总工程师:

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2014年05月16日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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