XXX綜采工作麵供電設計

　　XXX綜采工作麵供電設計

　　一、 概述：

　　XXX薄煤層綜采工作麵是海孜礦32采區的一個綜采工作麵，設計日產1500頓，兩班生產，一班檢修，總安裝長度1350米，其中工作麵150米，轉載機50米，裏段機巷皮帶機650米，外段機巷皮帶機500米。工作麵支護選用ZY2400/08/19型綜采支架，兩巷及端頭采用單體支柱加絞接頂梁支護。工作麵安裝MG200-BW2采煤機，工作麵運輸機采用一台SGD630/220刮板輸送機。順槽采用 SZZ764/160 轉載機，機巷安裝兩部 SD-150 膠帶輸送機;機巷、工作麵各安裝一台照明、信號綜保裝置，負責機巷、工作麵的照明、通訊供電;安裝一套 MRB-200/31.5乳化泵站，負責支架和兩巷單體支柱的供液。通訊采用KS-2 型采煤通訊信號控製係統。

　　XXX綜采工作麵供電電源來自32采區下部變電所，主要設備電源為1140V，660V係統。XXX機巷計劃安裝兩台KBSGY-800移動變電站，一台安裝在第一部皮帶機頭;另一台安裝在轉載機頭。一台帶采煤機組、乳化泵站和工作麵刮板輸送機;另一台800KVA移變供給轉載機160KW、破碎機110KW、噴霧泵45KW及兩台2×75KW皮帶機。詳見供電係統圖——後附。

　　二、負荷統計及設備技術參數

　　(一)、負荷統計表

　　設備名稱設備型號數量單位負荷電壓(V)輸送能力備注

　　采煤機MG200-BW21台2001140-----

　　刮板機SGD630/2201部2201140250t/h

　　轉載機SZZ764/1601部1601140900t/h

　　皮帶機SD-1502部2×1501140630t/h

　　破碎機LPS-1000/1101部1101140--

　　乳化泵MRB-200/31.51套1251140--

　　噴霧泵PBW-320/6.31套451140--

　　移變KBSGY-800/6/1.142台――6000/1140--

　　程控KS-21台――127--

　　液壓支架ZY2400/08/19100架――――--

　　(二)、輸送機運輸能力驗算：

　　設計日產1500噸，兩班生產，一班檢修，以每班運轉6小時估算，考慮到運輸不平均，故增加0.2的富餘係數，故機巷運輸能力估算為：

　　A=1.2×1500/2×6=150(t/h) (合格)

　　三、移動變電站的選擇

　　(一)、1140V設備變壓器容量的計算與選擇

　　采區供電一般采用需用係數法，

　　故：Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

　　=0.4+0.6×220/1160=0.51

　　查表：綜采工作麵加權平均規律因數COSφpi=0.7

　　1140V電壓等級功率總數ΣPe=1160KW

　　Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

　　=1160×0.51/0.7

　　=845.1KVA

　　由計算並根據實際情況，選用2台KBSGZY-800/6移變，其額定容量為2×800KVA>845.1KVA，滿足要求。

　　礦用隔爆型移動變電站容量驗算如下：

　　1號移動變電站：

　　需用係數：Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

　　=0.4+0.6×220/545=0.64

　　設備總功率ΣPe=545KW

　　故移變容量為：Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

　　=545×0.64/0.7

　　=498.3KVA (移變容量選擇合格)

　　2號移動變電站：

　　需用係數：Kx=0.4+0.6Pe/∑PN

　　=0.4+0.6×160/615=0.55

　　設備總功率ΣPe=615KW

　　故移變容量為：Sb=ΣPe×Kx/COSφpi

　　=615×0.55/0.7

　　=488KVA (移變容量選擇合格)

　　四、電纜截麵的選擇計算

　　(一)高壓電纜截麵的選擇：

　　1、按移變容量計算電纜最大工作電流：

　　Sb1=Sb2=800KVA

　　電纜最大長時工作電流為：

Iymax=ΣP/

×6=800/

×6=77A

　　2、熱穩定校驗電纜截麵：

　　假定采區變電所6KV母線上最大短路容量為50MVA其最大三相穩態短路電流為

I(3)∞=Sd/

×V=50×106/

×6000=4811A Amin=I(3)∞

/C

　　C：熱穩定係數　　　　tj：短電流的假想時間

　　則Amin=4811×√0.7/141=28.55mm2

　　故所選50mm2高壓電纜能滿足供電熱穩定要求。

　　(二)低壓電纜截麵的選擇：

　　1、支線電纜截麵選擇計算：

　　支線電纜截麵是按照滿足機械強度的要求選擇最小截麵選擇，再按照長時允許工作電流來校驗，因此各支線電纜如下：

　　采煤機支線：支線電纜選用MYP-3×50、1.14KV的煤機專用電纜，其長時允許工作電流為173A，大於煤機的額定工作電流128A，電纜長度為260米;

　　運輸機支線：支線電纜選用MYP-3×35、1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為138A，大於運輸機電機的額定工作電流70A，電纜長度一根為80米，另一根為260米;

　　支架供液泵支線：支線電纜選用MYP-3×25、1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為113A，大於乳化泵電機的額定工作電流84A，電纜長度為15米;

　　轉載機支線：支線電纜選用MYP-3×35、1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為138A，大於運輸機電機的額定工作電流78A，電纜長度一根為50米;

　　破碎機支線：支線電纜選用MYP-3×25、1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為113A，大於破碎機電機的額定工作電流54A，電纜長度一根為50米;

　　噴霧泵支線：支線電纜選用MYP-3×16，1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為85A，大於運輸機電機的額定工作電流20.9A，電纜長度一根為50米;

　　皮帶機支線：支線電纜選用MYP-3×25、1.14KV的礦用橡膠軟電纜，其長時允許工作電流為113A，大於運輸機電機的額定工作電流50A，電纜長度一根為15米;

　　2、按照允許電壓損失校驗電纜截麵：

　　A、對於1140V供電係統△Uy=117V

　　B、變壓器電壓損失

　　查表：Rb=0.0135 Xb=0.1072

　　Kx1=0.64 cosφ=0.7

　　故1#移變的電壓損失為：

　　△ U1=(ΣPe ×Kx1×Rb+ΣPe ×tgφ×Rb)/Ue

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

　　=56.4V

　　故2#移變的電壓損失為：

　　△ U1=(ΣPe ×Kx1×Rb+ΣPe ×tgφ×Rb)/Ue

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

　　=41.4V

　　C、支線電壓損失

　　煤機： △UZ=Pe×LZ×1000/r×Ue×S

　　=200×180×1000/53×1140×50

　　=12.6V

　　刮板機： △UZ=Pe×L/D×S×Ue

　　=220×180/53×35×1.14=10V

　　轉載機：△UZ =Pe×L/D×S×Ue

　　=160×50/53×35×1.14=3.78V

　　破碎機：△UZ=Pe×L/D×S×Ue

　　=110×50/53×35×1.14=2.6V

　　噴霧泵：△UZ=Pe×L/D×S×Ue

　　=45×50/53×16×1.14=2.32V

　　D、1140V幹線電壓損失：

　　△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轉載機=41+4+65=108<117V (合格)

　　△U破碎機=41+3.8+65=107.8<117V (合格)

　　△U噴霧泵=41+2.4+65=108<117V (合格)

　　△U皮帶機=41+1+65=107<117V (合格)

　　3、按照啟動條件校驗電纜截麵：

　　根據電工學原理：電機起動時，其末端電壓不小於0.7Ue;則啟動電壓損失為：

　　△Uy=U2e-0.7 Ue=1200-0.7×1140=402V

　　(1)煤機起動電壓損失校驗：

　　煤機在最低電壓起動時，其起動電流值為：

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

　　=537.6A

　　支線電壓損失：

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=537.6×260 /5350=57.2

　　幹線電壓損失：

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

　　變壓器電壓損失：

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

(537.6+224)(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=128V

　　△U煤機=57.2+5+128=190.2V<402V (合格)

　　故煤機電纜選擇合格。

　　(2)刮板機起動電壓損失校驗

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

　　=588A

　　支線電壓損失：

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=24.3V

　　幹線電壓損失：

　　△ Ug=(588+70)×10/53×50=3.5V

　　變壓器電壓損失：

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

(537.6+224)(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=128V

　　△U煤機=24.3+3.5+128=156V<402V (合格)

　　故刮板機電纜選擇合格。

　　(3)皮帶機(二皮)起動電壓損失校驗

　　皮帶機的電機在最低電壓起動時，其起動電流值為：

　　I皮帶機=UQ×IQe/Ue=0.7Ue×6Ie/Ue=0.7×6×100

　　=420A

　　支線電壓損失：

△ UZ=

×IQ×L/r×s COSφ=420×20 /53×25=11

　　幹線電壓損失：

　　△ Ug=420×500 /53×70=56.6V

　　變壓器電壓損失：

△ UB=

(Iɡ+ΣIe)(Rb×cosφ+Xb×sinφ) =

×420(0.0135×cosφ+0.1072×0.84)=87V

　　△U皮帶機=87+11+56.6=154V<402V (合格)

　　故第二部皮帶機電纜選擇合格。

　　五、開關選擇

　　(一)高壓開關選擇

　　根據額定電流選擇高壓開關為BGP30-6,額定電流為100A的高壓開關。

1#移變：Ig=ΣPe×1.14×0.7/

×6

　　=41.8A<100A (合格)

2#移變：Ig=ΣPe×1.14×0.7/

×6

　　=49.7A<100A (合格)

　　(二)低壓開關選擇

　　1、I煤機=128A 故選擇QJZ-300真空電磁起動器，其額定電流為300A

　　2、I刮板機=140A 故選擇QJZ-300真空電磁起動器，其額定電流為300A

　　3、I乳化泵=84A 故選擇QJZ-200真空電磁起動器，其額定電流為200A

　　4、I皮帶機=100A 故選擇QJZ-200真空電磁起動器，其額定電流為200A

　　5、I轉載機=116A

　　I破碎機=67A

　　I噴霧泵=27.6A

　　故選擇QJZ-400(一拖四)真空電磁起動器，其額定電流為400A

　　六、短路電流計算

　　1取變電所母線短路容量為50MVA　則

　　Xx=UP/S=6.32/50=0.794

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

　　235 mm2 6KV 高壓電纜

　　L1=1.3km L2=0.2km

　　R0=0.522 X0=0.084

　　所以1#移變

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

　　折算到1.2KV側 R= R，×(1.2/6.3)2 =0.0094

　　X= X，×(1.2/6.3)2=0.0015所以

　　2#移變

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

　　折算到1.2KV側 R= R，×(1.2/6.3)2 =0.0041

　　X= X，×(1.2/6.3)2=0.0006

　　3800KVA移動變電站的阻抗

　　Rb=0.0135 Xb=0.1072

　　4其餘各負荷支線阻抗：

　　1)、轉載機 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)、破碎機 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)、噴霧泵 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)、皮帶機(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)、煤機 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)、刮板機 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

　　所以轉載機

　　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

　　破碎機

　　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

　　噴霧泵

　　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

　　皮帶機(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

　　煤機

　　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

　　刮板機

　　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、照明綜保選擇驗算：

　　XXX綜采工作麵長度150米，共計100架支架，按每10架安裝一盞照明燈，需要安裝10盞礦用增安兼隔爆型熒光燈(DZG35/127Y)。該燈具有照明、信號聯絡，緊急停車(安全閉鎖)和故障檢測功能。當采煤工作麵、運輸機等發生緊急情況時拉動緊急停機按鈕，停止工作麵采煤機、運輸機的運行。

　　一盞DZG35/127Y礦用增安兼隔爆型熒光燈功率為0.035KW，總負荷為0.035KW×10=0.35KW，故選用ZBZ-4-1140/127V型綜合保護裝置.

　　八、移變低饋的整定

　　(一)、過負荷保護的整定

　　1#移變： (800KVA) Idz=128+140+84=352A

　　移變低壓側采用的是BXBD-800/1140型隔爆低壓保護箱，額定電流為800A，其過載保護的整定範圍為0.4～1.2倍的開關額定電流，因此將過載整定電位器調在0.5倍的額定電流位置，其實際整定值為：Idz=0.5×800=400A>352A (合格)

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

　　移變低壓側采用的是BXBD-800/1140型隔爆低壓保護箱，額定電流為800A，其過載保護的整定範圍為0.4～1.2倍的開關額定電流，因此將過載整定電位器調在0.6倍的額定電流位置，其實際整定值為：Idz=0.5×800=480A>410.6A (合格)

　　(二)、短路保護的整定

　　1#移變 Idzs≥Iqe+∑I

=220×6+325/

×1.14×0.7=1550

　　開關短路保護裝置整定範圍為1~10倍的開關額定電流，將短路整定電位器調在2倍位置，此時短路保護的實際整定值為：

　　Idzs=2×800=1600A>1550A (滿足要求)

　　2#移變 Idzs≥Iqe+∑Ie

=160×6+(110+45+150+150)/

×1.14×0.7

　　=922.5A

　　開關短路保護裝置整定範圍為1-10倍的開關額定電流，將其調在2倍位置上，其實際整定值為：

　　Idzs=2×800=1600A>922.5A (滿足要求)

　　(三)、靈敏度校驗：

　　煤機開關整定為800A K=I(2)d/IZ=1819/800=2.27>1.5 滿足要求

　　乳化泵開關整定為600A K=I(2)d/IZ=4160/600=6.9>1.5 滿足要求

　　刮板機開關整定為1000A K=I(2)d/IZ=3126/1000=3.1>1.5 滿足要求

　　2#移變短路整定在2×800=1600A

　　校驗：轉載機 K=I(2)d/IZ=4092/1600=2.55>1.5(合格)

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

　　噴霧泵 K=I(2)d/IZ=3771/1600=2.35>1.5(合格)

　　第二部皮帶機開關整定在800A;故K=2006/800=2.5>1.5

　　(合格)

　　九、高壓開關動熱穩定校驗及高低壓開關分斷能力校驗

　　1取變電所母線短路容量為50MVA　則

　　Xx=UP/S=6.32/50=0.794

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

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

　　1#移變 35 mm2 6KV 高壓電纜 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側 R= R，×(3.3/6)2 =0.0094

　　X= X，×(3.3/6)2=0.0015

　　2#移變 35mm2 1.14KV 高壓電纜 L=200米

　　R0=0.412 X0=0.084

　　所以 R，= 0.522 X，= 0.075

　　折算到1.2KV側 R= R，×(1.2/6.3)2 =0.0094

　　X= X，×(1.2/6.3)2=0.0015

　　3800KVA移動變電站的阻抗 Rb=0.0135 Xb=0.1072

　　短路電流計算:

計算公式Id(2)=U/2×

Id(3)=(2/

)Id(2) 代入數據與 計算結果d1乳化泵 Id1(2)=1.2/2×

=4160A4803A d2煤機Id2(2)=1.2/2×

=1819A2100A d3刮板機Id3(2)= 1.2/2×

=3126A3609A d4轉載機Id4(2)=1.2/2×

=4092A4275A d5破碎機Id5(2) =1.2/2×

=4000A4618A d6噴霧泵Id6(2) =1.2/2×

=3771A4354A d7皮帶機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高爆開關的imax=31.5KA Imax=12.5KA 大於以上數值，滿足動熱穩定要求

　　高低壓開關分斷能力校驗

　　編號開關型號分斷能力分斷最大電流校驗結論

　　1#　BGP30—6　10000A>Id2(3) =4803A合格

　　2#　BGP30—6　10000A>Id13) =4618A合格

　　十、高壓保護整定和校驗

　　1#回路高壓側采用BGP30—6高壓真空配電裝置做高壓保護

　　n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie)/Kb×Ige

=1.2×(220×6+325)/

×6×0.7×100

　　=1.51

　　初步選擇整定值為2倍位置上

　　靈敏度校驗

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

　　2#回路高壓側采用BGP30—6高壓真空配電裝置做高壓保護

　　n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie)/Kb×Ige

=1.2×(160×6+455×0.55)/

×6×0.7×100

　　=1.66

　　初步選擇整定值為2倍位置上

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

　　淮北礦業(集團)海孜煤電公司32采區

　　XXX薄煤層綜采工作麵

　　供電設計說明書

　　編製單位：保 運 區

　　時 間：二○○九年四月

　　審 批 記 錄

　　編 製 人：

　　審 核：

　　保 運 區：___________

　　機 電 科：

　　機電副總：

　　總工程師：