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Ⅱ726里综采工作面供电设计说明书 一、工作面概况 Ⅱ726里综采工作面是Ⅱ2采区七层煤的一个综采工作面，该工作面日产1360吨，煤厚2.08米。总安装长度1596米，其中切眼长170米，里机巷长366米，外机巷长750米，运斜长180米,联巷长130米。工作面支护选用ZY3800/13/28型综采支架，采煤机选用MG－300/700WD型，工作面车选用SGZ－764/2315型。外机巷安装DSJ100/100/2125型皮带机一台、里机巷安装SDJ-150P/275型皮带机一台、转载机使用SZZ－764/160 型，运斜、联巷各安装SDJ-150P型皮带机一台，安装 BWR－400/31.5型乳化泵站和 BPW－315/6.3型喷雾泵站各一套，通讯控制采用KTC－2 型。移变、乳化泵站、喷雾泵等安设在Ⅱ726里段外机巷600米处联巷内，工作面设备控制开关集中安设在里机巷，这样可便于检修和管理，供电电源来自Ⅱ2水平变电所。运斜、联巷皮带机由Ⅱ2水平变电所单独供电。 根据工作面地质情况和我矿实际情况，两班生产、一班检修，每班运行时间按6小时计算，考虑20的富裕系数，则输送设备运输能力为 吨 根据以上计算结果，设备运输能力验算如下表 序号 名称 型号 单位 数量 备注 1 液压支架 ZY3800/13/28 架 113 2 工作面车 SGZ764/2*315 台 1 A1000T/h 3 采煤机 MG700/300WD 台 1 4 外机巷皮带 DSJ100/100/2*125 台 1 A1000T/h 5 里机巷皮带 SDJ150P 台 1 A630T/h 6 转载机 SZZ764/160 台 1 A1000T/h 7 破碎机 LPM1000 台 1 A1000T/h 8 乳化液泵 BRW400/31.5 台 2 9 喷雾泵 BPW315/6.3 台 2 二、供电系统的选择确定 根据工作面巷道布置设计和采区变电所的分布情况，确定采用移动变电站对该工作面供电，供电电源来自Ⅱ2水平变电所，供电方式采用干线、辐射混合式。 根据工作面巷道布置设计和采区变电所的分布情况，移动变电站位置选择安设在Ⅱ726里段外机巷600米处联巷内，高压电缆从Ⅱ2水平变电所、Ⅱ724里下段运斜、Ⅱ726里段外机巷敷设，低压电缆沿机巷敷设。 三、负荷统计及移动变电站选择 1、工作面系统用电负荷统计 根据工作面设备选型配置情况，该工作面系统用电负荷统计 如下表 名称 型号 电机台数 额定功率（KW） 额定电压（KV） 额定电流（A） 额定功率因数 采煤机 MG700/300 1 700 3.3 150 0.91 输送机 SGZ764/2*315 2 315 3.3 66 0.93 SDJ150P 2 75 1.14 48 0.93 DSJ100/100/2*125 2 125 1.14 80 0.90 乳化泵 BRW400/31.5 2 250 3.3 53 0.91 喷雾泵 BPW--630/6.3 2 45 1.14 28.8 0.91 破碎机 LPM1000 1 110 1.14 70 0.93 转载机 SZZ--764/160 1 160 1.14 102 0.91 本系统供电设备额定功率之和为 ∑P700＋2315＋2250＋2125＋160＋110＋275＋2452590KW 2、移变容量计算与选择 移变容量计算 式中 S----工作面电力负荷视在功率，KVA； ----变压器所带的总负荷，KW； ----加权功率因数；查表综采面加权平均功率因数cosΨdj取0.7。 ----需用系数，采区供电一般采用需用系数法，因自移支架且设备按一定顺序起动，故需用系数为 2、移变选择 根据以上计算，选用二台移变负责该面供电，3300V系统采用一台KSGZY-2000/6型矿用移动变电站分别对采煤机和工作面车及乳化液泵供电； 1140V系统采用一台KSGZY-800/6型矿用移动变电站对里、外机巷输送机和喷雾泵供电。 容量验算如下 1移变KSGZY-2000/6型6/3.45KV 需用系数 设备总功率∑P700＋2315＋22501830KW 故移变容量为 因SB＜Se2000KVA，该移变选择符合要求。 2移变KSGZY-800/6型6/1.2KV 设备总功率∑Pe760KW 查表KX取0.5，cosPdj取0.7 故移变容量计算为 因SB＜Se800KVA，该移变选择符合要求。 四、电气设备的选型 用电设备 选用开关 型号 额定电压（V） 额定电流（A） 备注 采煤机 KE3002 3300 300 工作面车 KE3002 3300 300 皮带机 QJZ400/1140 1140 400 乳化泵 KE3002 3300 300 转载机 QJZ400/1140 1140 400 破碎机 QJZ400/1140 1140 400 喷雾泵 QJZ400/1140 1140 400 五、高压电缆截面选择与效验 1、根据高压电缆的敷设路线及设计规定，确定选用MYPTJ型70 mm2 、6KV的矿用电缆，长度为1000米，长时允许工作电流为245A。 2、计算电缆负荷最大工作电流 ＜245A 3、按经济电流密度效验高压电缆截面 mm2 式中 ----一般矿井采区年利用小时数为3000～5000小时，选铜芯电缆，其经济电流密度Jj查表取2.25。 4、按短路时热稳定条件校验高压电缆截面 ＜70 mm2 式中 tj----瞬时动作时间，取0.25 c----热稳定系数，铜芯电缆取93.4 Id（3） ----三相短路电流，查表短路容量为75MVA，额定电流为6KV时取7200A。 5、按电压损失校验电缆截面 A、高压配电线路允许电压损失取5，则 ΔUy5Ue56000300V B、线路实际电压损失为 式中L ----电缆长度，m； D ---- 电导率，铜取53； S ----. 电缆截面，mm2 ΔU＜ΔUy，电压损失符合要求。 六、移动变电站负荷侧电缆选择与计算 1、按长时允许负荷电流与机械强度要求进行支线电缆截面选择 支线电缆截面选择是按满足机械强度要求的最小截面来选择，再按长时允许工作电流来校验，因此支线电缆选择结果如下 采煤机 支线电缆选用一根MCPT型50mm2、3.3KV的煤机专用电缆，其长时允许工作电流为173A，大于煤机额定工作电流150A，电缆长度为300m。 工作面刮板机 支线选用MYPT型35mm2、3.3KV的矿用电缆，其长时允许工作电流为138A，大于电机额定工作电66A，支线电缆长度分别为100m、280m各二根 乳化泵 支线选用2根MYPT型35mm2、3.3KV的矿用电缆，其长时允许工作电流为138A，大于电机额定工作电流53A，2根支线长度均为15m。 喷雾泵 支线选用2根MYP型16mm2、1.14KV的矿用电缆，其长时允许工作电流为85A，大于电机额定工作电流28.8A，2根支线长度均为15m。 转载机 支线电缆选用MYP型35mm2、1.14KV的矿用橡套软电缆，其长时允许工作电流为138A，大于电机额定工作电流102A，长度为50m。 破碎机 支线电缆选用MYP型35mm2、1.14KV的矿用橡套软电缆，其长时允许工作电流为138A，大于电机额定工作电流70，长度为50m。 外机巷皮带机 支线电缆选用MYP型25mm2、1.14KV的矿用橡套软电缆，其长时允许工作电流为113A，大于电机额定工作电流80 A，2根支线长度均为15m。 里机巷皮带机 支线电缆选用MYP型25mm2、1.14KV的矿用橡套软电缆，其长时允许工作电流为113A，大于电机额定工作电流48 A，2根支线长度均为15m。 工作面照明 电缆选用MDJP型2.5mm2的矿用电缆。 2、按允许电压损失选择干线电缆截面 1移变 KSGZY-2000/6型6/3.45KV L1 L2 2 L3 乳化泵 2250KW 采煤机 700KW 工作面车 2315KW KSGZY-2000、6/3.45KW 根据巷道设备布置情况，电缆长度确定如下 L1520m L2480m L330m L1、L2、L3段电缆均选用MYPT1.9/3.3KV型70mm2的矿用橡套电缆，其长时允许工作电流为215A。 电流计算如下 L1段 Ie266132A215A 合格 L2段 Ie150A215A 合格 L3段 Ie253106A215A 合格 电压损失效验 A变压器电压损失 查移变目录表可知 负载损耗 变压器二次侧额定电压 变压器二次侧额定电流 变压器额定容量 变压器绕组电抗压降百分值 因此,变压器每相电阻 变压器每相电抗 该变压器的KX0.63, cosΨdj 0.7tgΨdj 1.02 故该变压器电压损失为 B支线电压损失 工作面车路 采煤机路 乳化泵路 C干线电压损失 工作面车路 采煤机路 乳化泵路 D总电压损失 工作面车路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb26.76＋15.83＋104.77147.36V330V 采煤机路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb27.44＋26.39＋104.77158.6V330V 乳化泵路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb1.23＋0.67＋104.77106.67V330V 故电缆截面选用合格。 3、按启动条件校验所选干线电缆截面 根据电工学理论，电动机启动时末端电压不小于0.7Ue，则启动允许电压损失值为 UayU2e－0.7Ue3450－0.733001140 V ； ①煤机启动电压损失校核 煤机在最低电压启动时，其启动电流值为 IQIQe0.76150630 A ； a.支线电压损失启动时功率因数按0.5计算。 V； b.干线电压损失 V c.变压器电压损失 367.９7 V； d.起动电压损失 V 因为V，故煤机启动电压损失符合要求，电缆选用合格。 ②工作面车启动电压校核 工作面车在最低电压启动时，其启动电流为 A a.支线电压损失 V b.干线电压损失 V； c.变压器电压损失 342.28 V； d.启动电压损失 V； 因为V，故前部车启动电压损失符合要求，其电缆截面符合要求。 2移变KSGZY-800/6型6/1.2KV 245KW 275KW 2125KW L3 L1 160110KW L4 L2 KSBZY-800、6/1.2KV 根据巷道、设备布置情况，电缆长度确定如下 L120m L2600m L3520m L415m 因此最远点设备负荷不大,先按电流来选择电缆截面,然后用允许电压损失来校验. L1段 Ie280＋248256A285A 选用MYP型95㎜2、1140V 的矿用橡套电缆 L2段 Ie280160A285A 选用MYP型95㎜2、1140V 的矿用橡套电缆 L3段 Ie70＋102172A285A 选用MYP型95㎜2、1140V 的矿用橡套电缆 L4段 Ie228.857.6A113A 选用MYP型35㎜2、1140V 的矿用橡套电缆 电压损失校验 A变压器电压损失 查移变目录表可知 Rb0.0135,Xb0.1072,该变压器的KX0.5, cosΨdj 0.7tgΨdj 1.02 故该变压器电压损失为 B支线电压损失 转载机路 皮带机路 喷雾泵路 C干线电压损失 转载机路 皮带机路 喷雾泵路 D总电压损失 转载机路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb24.63＋4.16＋40.9569.74V117V 皮带机路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb27.53＋1.36＋40.9569.84V117V 喷雾泵路 ΣΔUΔUgΔUzΔUb0.53＋0.768＋40.9542.248V117V 故电缆截面选用合格。 七、短路电流计算 1、3.3KV短路电流计算 A、取变电所母线短路容量为75MVA， 则 XXU2P/S6.32/750.5292Ω 折算到3.3KV侧 XX（3.45/6.3）20.52920.1587Ω B、高压电缆（70㎜2、6KV） L1000M1KM R00.304Ω X00.0612Ω 因此R,0.30410.304 X,0.061210.0612 折算到3.3KV侧 R（3.3/6）20.3040.09196Ω X（3.3/6）20.06120.01851Ω C、2000KVA移动变电站的阻抗 RB0.02827Ω XB0.2663Ω D、设备负荷支线阻抗 工作面车 35㎜2、L0.28KM R00.683Ω/km X00.084Ω/km 所以 R0.280.6830.19124Ω X0.280.0840.02352Ω 采煤机50㎜2、L0.3KM R00.491Ω/km X00.081Ω/km 所以 R0.30.491 0.1473Ω X0.30.081 0.0243Ω 乳化泵35㎜2、L0.015KM R00.683Ω/km X00.084Ω/km 所以 R0.0150.6830.01025Ω X0.0150.0840.00126Ω E、设备干线阻抗 工作面车70㎜2、L0.52KM R00.346Ω/km X00.078Ω/km 所以 R0.520.346 0.17992Ω X0.520.0780.04056Ω 采煤机70㎜2、L0.48KM R00.346Ω/km X00.078Ω/km 所以 R0.480.346 0.16608Ω X0.480.0780.03744Ω 乳化泵70㎜2、L0.03KM R00.346Ω/km X00.078Ω/km 所以 R0.030.3460.01038Ω X0.030.0780.00234Ω F、短路电流计算 D01移变低压侧 ΣX0.1587＋0.01851＋0.26630.44351Ω ΣR0.091960.028270.12023Ω D1工作面车机尾 ΣX0.1587＋0.01851＋0.2663＋0.02352＋0.040560.50759Ω ΣR0.09196＋0.02827＋0.19124＋0.17992 0.49139Ω D2采煤机 ΣX0.1587＋0.01851＋0.2663＋0.0243＋0.037440.50525Ω ΣR0.09196＋0.02827＋0.1473＋0.16608 0.43361Ω D3 乳化泵 ΣX0.1587＋0.01851＋0.2663＋0.00126＋0.002340.44711Ω ΣR0.09196＋0.02827＋0.01025＋0.010380.14086Ω 2、1140V系统短路电流计算 A系统电抗换算长度 变压器二次侧电压1200V，系统短路容量按75MVA计算，查系统电抗换算长度表可知LX47.475m。 B、高压电缆折算长度 高压电缆选用MYJV228.7/10KV型70mm2、6KV的矿用电缆，长度为L1000M,查6KV电缆至下列电压换算系数表可知，换算系数K0.0027，则高压电缆的折算长度为Lg0.027100027m C、低压电缆换算长度 Ld电缆长度换算系数 D、短路点换算长度 LLxLgLd E、根据各短路点换算长度的计算结果，查出各短路点两相最小短路电流值如下 d02 L0247.4752774.475m， 4841A d1 L174.4750.536203.012409.095m， 2476A d2 L274.4750.53200.73150194.575m， 3730A d3 L374.4750.53525352.725m 2705A d4 L674.4750.535201.3750522.575m 2072A d5 L674.4751.371595.025m 4643A 八、开关分断能力效验 高低压开关分断能力效验 编号 开关型号 额定电流（A） 设备工作电流（A） 效验结论 1 BGP306KV 300 233 合格 2 KE3002 3.3KV 300 132 合格 3 KE3002 3.3KV 300 150 合格 4 KE3002 3.3KV 300 106 合格 5 QJZ400/1140 400 96 合格 6 QJZ400/1140 400 160 合格 7 BZX4/1140 机巷照明、信号 8 QJZ400/1140 400 102 合格 9 QJZ400/1140 400 70 合格 10 QJZ400/1140 400 28.8 合格 11 QJZ400/1140 400 28.8 合格 注高压开关开断能力校验，本面用高压配电装置，开断能力为10KA，大于变电所短路电流7600A，满足开断能力要求。 九、过电流保护装置的整定计算与效验 1、高压开关过电流保护的整定 1）工作面的高压最大负荷电流为 所选矿用高压配电装置的额定电流为300A，大于工作面变压器最大负荷电流。 2）过载保护的整定动作电流为 3）控制该面高压开关型号为BGP30-6，额定电流为300A，整定如下 根据以上计算，该高压开关过流整定值为（5A）的2.1倍。 4）灵敏度效验 故该高压开关过流整定值为（5A）的2.1倍，合格。 2、低压开关过流整定 1馈电开关多台电机过流整定Idz≥IQeΣIe A 灵敏度效验 式中 IQe.......功率最大一台或多台电机额定起动电流， ΣIe........其余电机额定功率之各， 2磁力起动器过流整定Iz≤IeA 灵敏度效验 3）过载保护动作电流整定 其整定值主要躲过额定负荷电流，即 根据以上整定原则，各开关整定结果如下表 开关编号 开关型号 开关额定电流（A） 最大负荷电流（A）IQe 或Idz≥IQeΣIe 最小短路电流 过流保护整定电流（A） 过载保护整定电流（A） 灵敏度效验 2 KE3002、3.3KV 300 2442 132 2.31 3 KE3002、3.3KV 300 2591 150 2.16 4 KE3002、3.3KV 300 3680 106 4.34 5 QJZ400/1140 400 96 6 QJZ400/1140 400 160 7 EPLZ4/1140 工作面照明、通讯 8 QJZ400/1140 400 2072 102 2.54 9 QJZ400/1140 400 2072 70 3.7 10 QJZ400/1140 400 28 11 QJZ400/1140 400 28 12 KSGZY-2000.6/3.45KV 低压侧 1000 1135 2442 1200 2.04 13 KSGZY-800.6/1.2KV 低压侧 800 1285.6 2072 1300 1.59 20