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综采工作面供电系统设计矿山工业机电技术 2010-04-09 17:07:02 阅读259 评论5 字号：大中小订阅 L1815综采工作面供电系统设计一、供电概况:L1815综采工作面走向长度1200m，工作面长度170m；供电方式拟定为：采用移动变电站供电，其中高压6KV电源引自+1050井下中央变电所高压开关柜，移动变电站设在运输顺槽内，随工作面的推进而移动。在胶带运输机侧敷设一条专供变电站移动的轨道，在开采初期将1#、2#、3#移动变电站、乳化液泵站、喷雾泵站等设备停放在距工作面200米处，4#移动变电站停放在+l067M车场。二、供电负荷统计：(L1815综采工作面供电负荷统计)序号名 称型 号功率(KW)台数合计(KW)电压（V）使用地点1电牵引采煤机MG300/690-W69019201140工作面2刮板输送机SGZ764/630231516301140工作面4转载机SZZ764/16016011601140机巷5破碎机PLM100011011101140机巷6带式输送机SSJ1000/16016023201140机巷7乳化液泵站BRW400/31.525025001140机巷8喷雾泵WPB160/6.345290660机巷9连续牵引车SQ-1200/1101101110660风巷10回柱绞车JH1414114660机巷13潜水泵5.5316.5660风巷16潜水泵5.5422660机巷17信号、照明428660机巷18煤电钻1.211.2660机巷合计2901三、移动变电站选型计算1、综采工作面需用系数： Kr0.4+0.6Pmax/PN ； Pmax机组最大一台电动机的额定功率； PN参加计算的所有电动机的额定功率之和；2、移动变电站负荷计算： SPNKr/COS COS功率因数，对综采工作面取COS0.7S移动电站视在功率KVA 采煤机组：采煤机组移动变电站所带负荷为采煤机左、右截割部电动机300kw，一）、采煤机行走部电动机90kw，破碎机电动机160kw。PN230090110160960（kw）；Kr0.40.6300/9600.586；S9600.586/0.7803.7（kvA）； 采煤机组选用一台1000kvA移动变电站。 二）、刮板机组：刮板机组移动变电站所带负荷为刮板机机头、机尾电动机315kw。PN2315630（kw）；Kr0.40.6315/6300.7；S6300.7/0.7630（kvA）； 刮板机组选用一台630kvA移动变电站。三）、皮带机组：皮带机组移动变电站所带负荷为11.4kw调度绞车2部； 37kw水泵1台；皮带160kw电动机2台；喷雾泵电动机45kw 2台；皮带7.5kw张紧绞车2部。 PN11.423716024527.52484.8（kw）； Kr0.40.6160/484.80.60； S4660.6/0.7406（kvA）； 皮带机组选用一台500kvA移动变电站。 四）、乳化泵：乳化泵移动变电站所带负荷为250Kw乳化泵2台。 PN2502500KW Kr0.40.6250/5000.7； Sbj5000.7/0.7500（kvA）； 根据计算数据和实际情况，乳化泵机组选用一台630kvA移动变电站。二、电气设备电源、负荷电缆选型计算 因为电缆线路的电抗值与其电阻相比很小，可忽略不计，以下算均以忽略电缆电抗为准。四、高压电缆选型计算1、按经济电流密度选择导线截面AminIN/nJIN电缆通过的最大持续电流；n低压侧同时运行的电缆根数；J年运行30005000小时的电缆电流经济密度取J2.25；2、按持续允许电流校验电缆截面：KIpIN；K不同环境温度下电缆载流量校正系数；Ip25时电缆允许载流量；INKfIe通过电缆的最大持续电流； Kf负荷系数，取Kf0.853、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：IssI（3）3-1/2Ss/Uav3-1/2Uav/R Iss, I（3）三相短路电流稳态值，A；Ss100MVA6kv电网额定短路容量；Uav电网平均电压，1140V1200V，660V690V；电缆最小截面：Amin0.837 I（3）/C C导线材料热稳定系数，铜芯橡皮绝缘电缆C145；0.837ti1/2短路电流假想作用时间继电保护动作时间（0.5S）断路器跳闸时间（0.2S）；一）、移动变电站电源线：初步确定移动变电站电源线采用UGSP-6000,350+116/3JS矿用双屏蔽橡套电缆，其25时的安全载流量Ip173A；1）按经济电流密度选择导线截面：AminIN/nJ（96.5286.6）/(32.25) 41.4mm250mm2所选电缆截面合适。2）按持续允许电流选择电缆截面：INKfIe 0.85（187.52156.3256.368.7100.5）/（6.3/1.2） 0.85320/（6.3/0.69） 176.2（A） 1.09173188.57176.2 按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：IssI（3）3-1/2Uav/R 6.3/(31/20.5221.4)=5.1（kA）Amin0.837 I（3）/C 0.8375100/145 29.4mm250mm2 所选电缆截面合适。五、低压电缆选型计算1、按持续允许电流选择电缆截面：KIpIN；K不同环境温度下电缆载流量校正系数；Ip25时电缆允许载流量；INKfIe通过电缆的最大持续电流； Kf负荷系数，取KfKr2、按允许电压损失校验电缆截面：线路电压损失：UPR/UNPR0L/UN31/2INRCOS ；P电缆输送的有功功率，kw；R0单位长度电缆的电阻，/km；L电缆长度，km；UN电网额定电压，kv；3、按所需电缆最小截面校验：AminKrPNL/( UNU) 导线芯线电导率，铜芯线44.3m/(mm2) ；4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面：IssI（3）3-1/2Ss/Uav3-1/2Uav/R Iss, I（3）三相短路电流稳态值，A；Ss100MVA6kv电网额定短路容量；Uav电网平均电压，1140V1200V，660V690V；电缆最小截面：Amin0.837 I（3）/C C导线材料热稳定系数，铜芯橡皮绝缘电缆C145；0.837ti1/2短路电流假想作用时间继电保护动作时间（0.5S）断路器跳闸时间（0.2S）；一）、采煤机组电源线： 1、按持续允许电流选择电缆截面： 根据现有情况初步确定采煤机电源线采用UPQ-1140,395+125矿用橡套电缆，其 25时的安全载流量Ip273A； IN（187.556.369）0.586 183.3A273A 所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P230090110800（kw）； R00.195/kmUPR0L/UN 8000.1950.20/1.2 26（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU) 0.625800250/(1.244.326) 90.4(mm2)95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面： I（3）3-1/2Uav/R 3-1/21200/(0.1950.25)14.2(kA) Amin0.837 I（3）/C 0.83714200/145 82mm295mm2所选电缆截面合适。二）、采煤机负荷线：按右电机负荷选择电缆。1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定采煤机右电机负荷线采用UCPQ-1140,370+12536矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip215A；IN0.586187.5109A1.09215234.35A109A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P30090390（kw）； R00.293/km UPR0L/UN 3900.2930.26/1.2 24.8（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU) 0.586390260/(1.244.324.8) 45(mm2)70mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面： I（3）3-1/2Uav/R 3-1/21200/(0.2930.26)9.097(kA) Amin0.837 I（3）/C 0.8379097/14552.5mm270mm2 所选电缆截面合适。三）、刮板机组电源线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定刮板机电源线采用UPQ-1140,395+125矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip273A；IN0.641972252A1.13273308.5A252A2、按允许电压损失校验电缆截面：P2315630（kw）； R00.195/kmUPR0L/UN 6300.1950.25/1.2 25.6（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU)0.64630250/（1.244.332） 59.3(mm2)95mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面： I（3）3-1/2Uav/R 3-1/21200/（0.1950.25）14.2(kA) Amin0.837 I（3）/C 0.83714200/14582mm295mm2所选电缆截面合适。四）、刮板机负荷线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定刮板机负荷线采用UPQ-1140,370+125矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip215A；IN0.64197126A1.09215234.4A126A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P315（kw）；R00.293/kmUPR0L/UN 3150.2930.26/1.2 19.95（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU)0.64315260/(1.244.319.95) 48.3(mm2)70mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面： I（3）3-1/2Uav/R 3-1/21200/(0.2930.26)9.09(kA) Amin0.837 I（3）/C 0.8379090/14552.4mm270mm 所选电缆截面合适。五）、破碎机负荷线1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定破碎机负荷线采用UPQ-1140,350+125矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip173A；IN0.5866940.3A1.09173188.6A40.3A所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P110（kw）；R00.416/km UPR0L/UN 1100.4160.08/1.2 3.05（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU)0.62511080/(1.244.33.05) 34.7(mm2)50mm2所选电缆截面合适。六）、转载机负荷线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定转载机负荷线采用UPQ-1140,350+125矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip173A；IN0.58699.758.6A1.09173188.6A58.6A 所选电缆截面合适。2、按允许电压损失校验电缆截面：P160（kw）；R00.416/kmUPR0L/UN1600.4160.03/1.21.67（V）60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU)0.6416030/(1.244.31.67) 34.6(mm2)50mm2所选电缆截面合适。七）、皮带机组电源线：1、按持续允许电流选择电缆截面：初步确定皮带机组电源线采用U-1000,370+135矿用橡套电缆，其25时的安全载流量Ip215A；IN0.6184110.4A1.09215234.4A110.4A 所选电缆截面合适。2.按允许电压损失校验电缆截面：IN227.8AR00.267/kmU31/2INRCOS31/2227.80.2670.80.750.4V60V3、按所需电缆最小截面校验： AminKrPNL/( UNU) 0.6268800/(1.244.350.4) 44.8(mm2)70mm24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面I（3）3-1/2Uav/R 3-1/21200/(0.2670.8)3.3(kA) Amin0.837 I（3）/C 0.8373300/14519mm270mm2所选电缆截面合适。六、开关整定值计算一）、开关整定计算1、机巷25kw绞车QC8380N开关整定 绞车型号JD25 额定电流27.9A 采用熔体保护根据式IreIqe /2.527.952.555A,取Ire60A机巷JD25绞车短路保护选用60A保险丝 Ire熔体的额定电流 Iqe电机启动电流（一般取额定电流的47倍）1.82.5电机启动时保证熔体不熔断的系数2、机巷11.4kw绞车QC8380N开关整定绞车型号JD11.4 额定电流13.7A 采用熔体保护据式IreIqe /2.513.75227.4A,取Ire30A机巷JD11.4绞车短路保护选用30A保险丝3、胶带输送机QJZ300开关保护整定胶带输送机电机型号YSB160,额定电流174.1A因QJZ300开关保护采用电子插件，所以整定值应为 IdzIe174.1 取Igz170A所以该开关整定值为170A同上所述4、采煤机左电机功率为300Kw，额定电流188.7A，则采煤机控制开关QJZ315 动作电流整定值为Igz190A.5、采煤机右电机开关所带负荷为截割电机300kw,油泵电机为90Kw,所以右电机开关整定值Igz188.7+56.3=245A,取Igz=240A6、刮板机电机功率315Kw，额定电流192A，则刮板机控制开关QJZ300动作电流整定值为Idz190A.7、转载机电机功率为160Kw，额定电流为97.5A，则转载机控制开关QJZ315动作电流整定值为90A.8、破碎机电机功率为110Kw，额定电流69A，则破碎机控制开关QJZ300动作电流整定值为70A；9、乳化泵电机功率为250Kw，额定电流147.6A，则乳化泵控制开关QJZ315动作电流整定值为150A；10、喷雾泵电机功率为45Kw，额定电流52A，则喷雾泵控开关BQD5200动作电流为55A。二）、馈电开关整定值 馈电开关的整定按照所带负荷的最大起动电流计算，以馈电最远端两相最小短路电流校验，最远端最小两相短路电流必须大于馈电整定值的1.5倍，以保证保护装置可靠动作。两相短路电流采用图表法计算，将实际使用电缆的截面长度换算为标准电缆截面为50mm2的电缆长度，低压不同截面的电缆换算系数如下：电缆截面/mm24610162535507095换算系数11.978.114.753.011.911.371.000.730.531、1号馈电开关整定值1号馈电开关所带负荷如图示IdzImqeIe 147.66147.61033.2A整定1号KBZ400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，1号开关保护最末端为d1，d1点电缆换算长度为LH=(0.0040.0040.05)0.53+0.0350.730.056根据式IdminUe（2LhZ）1140（20.0560.388）27614AKLIdminIdz 276141200 231.5（合格）2、2号馈电开关整定值2号馈电开关所带负荷如图示IdzImqe19261152A整定2号KBZ400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，2号开关保护最末端为d2点，d2 点电缆换算长度为：LH=(0.0050.0060.060.2)0.53+0.250.730.3km根据式IdminUe（2LhZ） 1200（20.30.388）5154AKLIdminIdz 515412004.31.5（合格）3、3号馈电开关整定该开关所带负荷如图示IdzImqeIe188.76691201.1A整定3号KBZ400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，3号开关保护最末端为d3，d3点电缆换算长度为LH=（0.20.0080.01）0.53+0.250.73=0.3km根据式IdminUe（2LhZ） 1200（20.30.388）5154.6AKLIdminIdz 5154.612004.31.5（合格）4、4号馈电开关整定该开关所带负荷如图示IdzImqe188.761132A整定4号KBZ400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，4号馈电开关保护最末端为d4，d4点短路电流与d3点基本相同，则 4号馈电开关灵敏度符合要求。5、5号馈电开关整定5号馈电所带负荷如图所示： IdzImqeIe1044.69.14.61058.3整定5号KBZ400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出，5号开关保护最末端为d5，D5 点电缆换算长度为：LH=（0.06+0.2+0.003）0.73+（0.003+0.06）3.01+0.00411.7=0.2+0.090.047=0.377根据式IdminUe（2LhZ） 690（20.3770.388） 2358.6AKLIdminIdz 2358.6/12001.971.5（合格）6、7号馈电开关整定7号馈电所带负荷如图所示： IdzImqeIe 100.5613.7616.7A整定7号KBZ400馈电开关动作电流为800A校验：6号馈电保护末端为d7点，该点电缆换算长度为 LH(0.0040.16)0.73(0.0040.18)3.010.67Km 最小两相短路电流为 IdminUe（2LhZ） 690（20.670.388）1327A KLIdminId 1327800 1.6 1.5（合格）7、6号馈电开关整定 6号馈电所带负荷如图所示：6号馈电相对于7号馈电负荷增加不大，但6号馈电做为7号馈电的后备保护，其整定值必须大于5号馈电整定值的1.2倍，则整定值为8001.2960A，则6号馈电整定值为1200A。 校验：6号馈电保护末端为d6点，该点电缆换算长度为 LH(0.10.0950.1350.10.10.003)0.730.39Km 最小两相短路电流为 IdminUe（2LhZ） 690（20.390.388）2279.9AKLIdminId 2279.91200 1.91.5 （合格）七、移动变电站低压馈电开关整定1、1电站型号为KBSGZY500/6/0.69,所配低压馈电开关型号为BKD630,额定电流630A1电站所带负荷如图所示。1）短路整定IdzImqe+Ie 211.56+27.9+174.1+6.421484A1号电站馈电开关做为6号馈电的后备保护，其整定值必须大于1号馈电整定值的1.2倍，则整定值电流为12001.21440AKdz14846302.36 该电站采用电子脱扣器，整定系数K与额定电流成倍数关系，取Kdz3。2）过载整定IgzIe 211.5+27.9+174.1+6.42426.3AKgzIgz/ Ie 426.36300.68取 Kgz0.73）灵敏度校验该馈电作为6号馈电的后备保护，其保护最末端为d8点电缆换算长度为：Lh0.260.730.19KmIdminUe（2LhZ）690(20.190.388) 4680AkLIdmin/Idz 4680(6303)2.481.5 (合格) 2、2号电站型号为KBSGZY500/6/1.2,所配低压馈电开关型号为BKD630,额定电流630A，2号电站所带负荷如图所示。1）短路整定IdzImqe+Ie 147.66+147.61033.2A则：KdzIdz/Ie 1033.26301.64 取Kdz22）过载整定IgzIe147.6+147.6295.2AKgzIgz/ Ie295.26300.46取Kgz0.53）灵敏度校验该馈电作为1号馈电的后备保护，其保护最末端为d9点电缆换算长度为：Lh0.050.530.0265KmIdminUe（2LhZ） 1140(20.02650.388)55436AkLIdmin/Idz 55436(2630)441.5(合格) 3、3号电站型号为KBSGZY630/6/1.2,所配低压馈电开关型号为BKD630,额定电流630A，3号电站所带负荷如图所示。1）短路整定IdzImqe+Ie 1926+1921344A则：KdzIdz/Ie 13446302.13取Kdz32）过载整定IgzIe 192+192384AKgzIgz/ Ie 3846300.61取 Kgz0.73）灵敏度校验该馈电作为2号馈电的后备保护，其保护最末端为d10点，电缆换算长度为：Lh（0.20.008）0.530.11KmIdminUe（2LhZ） 1140(20.110.388)13355AkLIdmin/Idz 13355(3630)71.5(合格) 4、4号电站型号为KBSGZY1000/6/1.2,所配低压馈电开关型号为BKD630,额定电流630A，3号电站所带负荷如图所示。1）短路整定IdzImqe+Ie（188.755.9）6+188.769174.11899.4A 则：KdzIdz/Ie 1899.46303.13取Kdz42）过载整定IgzIe 188.7+188.769174.1620.5AKgzIgz/ Ie 620.56300.98取 Kgz13）灵敏度校验该馈电作为2号馈电的后备保护，其保护最末端为d11点，电缆换算长度为：Lh（0.20.008）0.530.11KmIdminUe（2LhZ） 1140(20.110.388) 13355AkLIdmin/Idz 13355(4630)5.31.5(合格) 短路点编号d1d2d3d4d5d6d7两相短路电流(A)2761451545154.6515423582279.91327八、 保护接地1.高压电缆连接器及移动变电站的高、低压侧接地螺栓上，采用截面为252的铜线与接地母线或局部接地极连接。2.各配电点开关的外壳采用截面为252的铜线与接地母线或局部接地极连接。3.机巷电气平台各开关的外壳均采用截面为252的铜线与接地母线或局部接地极连接。