1329綜采工作面供電設計

　　1329綜采工作面供電設計

　　總工程師：

　　生產副經理：

　　安全副經理：

　　機電副經理：

　　人力資源部：

　　通風滅火部：

　　生產技術部：

　　機電運輸部：

　　審 核：

　　編 制： 多斌學

　　日 期： 二00八年八月二十日

　　第一節 配套設備

　　1、采煤機主要技術參數

　　型號：MG200/501-QWD

　　生產能力：1700t/h(最大生產能力)

　　總裝機功率：501千瓦(2×200千瓦+2×45千瓦+11千瓦)

　　機面高度：1200mm

　　機面寬度：1200mm

　　過煤高度：470mm

　　搖臂回轉中心距：6500mm

　　滾筒水平中心距：10617mm

　　臥底量：437mm(采用φ1600mm滾筒)

　　牽引方式：機載交流變頻調速無鏈牽引一拖一式

　　牽 引 力：589千牛～491千牛

　　牽引速度：0——9m/min

　　滾筒直徑：ф1600mm

　　電 壓：1140V

　　采 高：1.5——3.2

　　適應傾角：37度

　　適應煤層硬度：f≤4

　　截深：0.63m

　　布置方式：多電機橫向布置三段結構

　　技術參數滿足工作面開采條件

　　2、前部刮板輸送機主要技術參數：

　　型號：SGZ764/200

　　運輸能力：900t/h

　　刮板鏈速度：0.94m/s

　　刮板形式:中雙鏈

　　圓環鏈規格:2×ф30×108mm

　　圓環鏈破斷負荷:1130KN

　　刮板間距:1080mm

　　中部槽規格：(長×寬×高)1500×764×283mm

　　中部槽聯接方式:啞鈴銷聯接

　　緊鏈方式:閘盤緊鏈兼手動伸縮機尾可微調

　　卸載方式:端卸

　　電動機型號:YBSD—200/100—4/8(雙速水冷)

　　電壓：660V/1140V

　　傳動機：38.4:1

　　冷缺方式：水冷

　　3、后部刮板輸送機主要技術參數：

　　后部溜子采用40型溜子，安裝前對40型溜子進行改制(封底、焊補聯接耳座等)，配額定電壓為660/1140V的電動機。

　　型號：SGW-620/40T

　　鋪設長度：90m 運輸能力：150T/h

　　電動機型號：DSB-55(風冷)

　　電機功率：55KW 額定電壓：660/1140V

　　電動機轉速：1470r/min

　　刮板鏈形式：邊雙鏈

　　4、轉載機主要技術參數

　　轉載機采用40型溜子，安裝前對40型溜子進行改制(封底、焊補聯接耳座等)，配額定電壓為660/1140V的電動機。

　　型號：SGW-620/40T

　　鋪設長度：90m 運輸能力：150T/h

　　電動機型號：DSB-55(風冷)

　　電機功率：55KW 額定電壓：660/1140V

　　電動機轉速：1470r/min

　　刮板鏈形式：邊雙鏈

　　5、膠帶輸送機主要技術參數：

　　型號：DSJ—80/40/2×55

　　運輸能力：400T/h 運輸長度：125m

　　帶 寬：800mm 運行速度：2.0m/s

　　傳動滾筒直徑：ф500mm 托輥直徑：ф108mm

　　總圍包角：454° 電動機型號：DSB—55

　　功率：2×55KW 轉速：1475r/min

　　額定電壓：660V

　　機頭外型尺寸(高×寬)： 2020×2941mm

　　機尾搭接長度：2.5m 整機重量：117T

　　6、乳化液泵站主要技術參數：

　　根據支架的要求，必須選用兩泵一箱的乳化液泵站，保證一泵工作，一泵備用。

　　型號：WRB-200/31.5

　　公稱壓力：31.5MPa 公稱流量：200L/min

　　電機功率：125KW 電機轉速：1479r/min

　　外型盡寸：2365×960×985mm 重量：3000kg

　　乳化液泵箱

　　型號：RX-1500型

　　外型尺寸：2860×930×1223mm 重量：1000kg

　　第二節 供電設計計算

　　一、供電方式及設備布置方案

　　1329綜采工作面采煤機、前部溜子、轉載機、后部溜子采用1140V電壓供電,工作面其它設備全部采用660V電壓干線式供電，其電源均取自2660采區變電所。根據1329工作面巷道條件，設備的布置方案為：

　　將工作面移動變電站、低壓總開關裝在設備列車上組列后布置在五系統技改下山下車場平巷內，乳化液泵站裝在設備列車上布置在回風巷距切眼上口150米處，工作面采煤機、前部刮板輸送機、后部刮板輸送機、轉載機控制開關采用干線式布置在進風順槽內。

　　二、供電設計計算：

　　1、計算負荷

　　根據所選設備容量，將負荷分為兩部分計算。第一部分為工作面千伏級設備，即：采煤機、乳化液泵、前部溜子、轉載機、后部溜子;第二部分為運輸順槽和回風順槽660伏設備，即：乳化液泵站、刮板運輸機、膠帶運輸機、調度絞車、照明、水泵。

　　1)第一部分統計負荷為811KW。

　　需用系數Ked=0.4+0.6Pm/∑PN.M

　　=0.4+0.6×200/811

　　=0.55

　　加權平均功率因數cosφ=0.7

　　2)第二部分的統計負荷為485.2KW。

　　該部分電源取自2660采區變電所1-02#低壓開關負荷側，查表7—6，取Ked=0.6,cosφ取0.7

　　2、選擇變壓器

　　1)第一部分

　　ST=∑PN×Ked/cosφ

　　=811×0.55/0.7

　　=637.2KVA

　　選用一臺KBSGZY-1000/6/1.2礦用隔爆型移動變電站，其額定容量為1000KVA>637.2KVA，容量滿足要求。

　　2)第二部分

　　ST=∑PN×Ked/cosφ

　　=616.7×0.5/0.7

　　=440.5KVA

　　選用一臺KSGB-500/6/0.69礦用隔爆型干式變壓器，其額定容量為500KVA>415.9KVA，容量滿足要求。

　　3、選擇高壓電纜截面

　　五系統下山下平巷設置一臺移動變電站，向第一部分設備供電。

　　負荷電流計算：

　　I=∑PN/(1.732×U1N×cosφ)

　　=811/(1.732×6×0.7)

　　=111A

　　因考慮負荷系數為0.55時，I=111×0.55=61.05A<135A，故選用高壓電纜UGSP-6000 3×35礦用雙屏蔽帶監視型高壓橡套電纜。

　　6KV高壓電源引自2660采區變電所二路4#高壓開關負荷側。

　　4、選擇低壓電纜截面

　　1)采煤機組負荷電纜

　　長時工作電流為：

　　Ica=Ked×PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.75×501/(1.732×1.2×0.85)

　　=213A

　　查表：選用UCP—1140 3×70+1×25+3×6型采煤機用屏蔽橡套軟電纜。

　　2)采煤機干線電纜

　　其長時電流計算為：

　　Ica=Ked×∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.75×501/(1.732×1.2×0.85)

　　=213A

　　查表：選用UPQ—1140 3×95+1×50型礦用屏蔽橡套電纜。

　　3)前部溜子負荷電纜選型：

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=200/(1.732×1.14×0.8)

　　=127A

　　查表：選用UPQ—1140 3×50礦用屏蔽橡套軟電纜。

　　4)前部溜子、后部溜子、轉載機干線電纜

　　其長時電流計算為：

　　Ica=Ked×∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=0.55×310/(1.732×1.2×0.7)

　　=117A

　　查表：選用UPQ—1140 3×50+1×25型礦用屏蔽橡套電纜。

　　5)后部溜子負荷電纜的選型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=55/(1.732×1.14×0.8)

　　=35A

　　查表：選用UPQ—1140 3×50+1×25礦用屏蔽橡套軟電纜。

　　6)轉載機負荷電纜選型同上。

　　7)進風順槽膠帶運輸機、調度絞車干線電纜

　　長時工作電流計算為：

　　Ica=∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=203.7/(1.732×0.69×0.7)

　　=244A

　　考慮其需用系數為0.6,則Ica=244×0.5=122A，查表7—4：選用U-1000 3×50礦用屏蔽橡套軟電纜，其允許載流量為173A，截面滿足要求。

　　8)膠帶運輸機負荷電纜選型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=55/(1.732×0.69×0.7)

　　=66A

　　查表7—4：選用U-1000 3×35礦用屏蔽橡套軟電纜。

　　9)回風順槽乳化液泵、調度絞車干線電纜選型

　　長時工作電流計算為：

　　Ica=∑PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=313/(1.732×0.69×0.7)

　　=374A

　　考慮其需用系數為0.5,則Ica=374×0.5=187A，查表7—4：選用U-1000 3×70礦用屏蔽橡套軟電纜，其允許載流量為215A>187A，截面滿足要求。

　　10)乳化泵負荷電纜選型

　　Ica=PN/(1.732×UN×cosφ)

　　=125/(1.732×0.69×0.7)

　　=149A

　　考慮其需用系數為0.6,則Ica=149×0.6=89.4A，查表7—4：選用U-1000 3×35礦用屏蔽橡套軟電纜。

　　11)調度絞車負荷電纜選型同上。

　　5、電壓損失校驗

　　1)工作面千伏級設備電壓損失計算：

　　①移動變電站主變壓器的電壓損失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=6.1/1000×100=0.61

　　x%=

　　=

　　=5.47

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=637/1000×(0.61×0.7+5.47×0.71)

　　=637/1000×(0.427+3.8837)

　　=2.7

　　△UT=△UT%/100 ×U2N.T

　　=2.7/100×1200

　　=32.4V

　　式中：△PN.T—變壓器的短路損耗KW

　　SN.T—變壓器的額定容量

　　Us%—變壓器的短路電壓百分數

　　cosφT—變壓器的負載加權平均功率因數

　　△PN.T、SN.T、Us%可從變壓器的技術數據中查得

　　供電線路的電壓損失

　　1移動變電所距低壓總開關的距離只有5米，其電壓損失忽略不計。

　　2設備列車放置在五系統技改下山下平巷，低壓總開關至采煤機啟動器的供電距離最長為500米，其電壓損失為：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×213×0.5×(0.195×0.7+0.076×0.71)

　　=184.5×(0.1365+0.054)

　　=35.1V

　　3采煤機負荷電纜為300米，其電壓損失計算如下：

　　△Ums2=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×213×0.3×(0.267×0.7+0.078×0.71)

　　=110.7×(0.1869+0.055)

　　=26.8V

　　則電網總電壓損失：

　　△U=UT+Ums1+Ums2=32.4+35.1+26.8=94.3V<117V，故電壓損失滿足要求。

　　2)、同上計算，供前部溜子、后部溜子、轉載機干線電纜電壓損失滿足要求。

　　3)、1329進風順槽干線電纜電壓損失校驗如下：

　　①2660采區變電所1號變壓器的電壓損失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=3.1/500×100=0.62

　　Ux%=

　　=

　　=3.95

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=415.9/500×(0.62×0.7+3.95×0.71)

　　=415.9/500×(0.434+2.8)

　　=2.69

　　△UT= UT%/100 ×U2N.T

　　=2.69/100×660

　　=17.8V

　　式中：△PN.T—變壓器的短路損耗KW

　　SN.T—變壓器的額定容量

　　Us%—變壓器的短路電壓百分數

　　cosφT—變壓器的負載加權平均功率因數

　　△PN.T、SN.T、Us%可從變壓器的技術數據中查得

　　干線電纜的電壓損失

　　①2660采區變電所4#低壓饋電開關至1329進風順槽膠帶運輸機起動器處干線電纜的電壓損失：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×122×0.4×(1.18×0.38×0.7+0.081×0.71)

　　=84.52×(0.3138+0.0575)

　　=31.38V

　　②膠帶運輸機起動器至慢速絞車起動器處干線電纜選用35mm2電纜，其電壓損失為：

　　△Ums2=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×33.5×0.4×(0.522×0.7+0.084×0.71)

　　=23.2088×(0.3654+0.00596)

　　=8.6V

　　因負荷電纜長度只有10米，其電壓損失忽略不計。則電網總電壓損失：△U=UT+Ums1+Ums2=17.8+31.38+8.6=57.8V<66V，故電壓損失滿足要求。

　　3)1329回風順槽電壓損失校驗如下：

　　①2660采區變電所1號變壓器的電壓損失:

　　Ur%=△PN.T/SN.T×100=3.1/500×100=0.62

　　Ux%=

　　=

　　=3.95

　　△UT%=ST/SNT×(Ur% cosφT+Ux% sinφT)

　　=415.9/500×(0.62×0.7+3.95×0.71)

　　=415.9/500×(0.434+2.8)

　　=2.69

　　△UT= UT%/100 ×U2N.T

　　=2.69/100×660

　　=17.8V

　　式中：△PN.T—變壓器的短路損耗KW

　　SN.T—變壓器的額定容量

　　Us%—變壓器的短路電壓百分數

　　cosφT—變壓器的負載加權平均功率因數

　　△PN.T、SN.T、Us%可從變壓器的技術數據中查得

　　干線電纜的電壓損失

　　①2660采區變電所5#低壓饋電開關至1329回風55KW調度絞車起動器處干線電纜的電壓損失：

　　△Ums1=

IcaLms(rocosφ+xosinφ)

　　=

×187×0.7×(0.267×0.7+0.078×0.71)

　　=227×(0.1869+0.055)

　　=54.9V

　　②因負荷電纜長度只有10米，其電壓損失忽略不計。則電網總電壓損失：△U=UT+Ums1+Ums2=17.8+54.9=72.7V。

　　6、短路電流計算：

1)、短路回路阻抗計算：

　　中央變電所母線以前電源系統的電抗：

　　中央變電所至采區變電所高壓電纜阻抗：

　　R1=r0L1=0.616×1.8=1.1088Ω

　　高壓交聯電纜電抗可忽略不計。

　　2660采區變電所4#高壓開關至1329工作面移動變電站高壓電纜阻抗：

　　R21=r0L21=0.616×0.5=0.308Ω

　　高壓側總阻抗：R=1.4168Ω,折算到移動變電站二次側后的阻抗為：

　　1329工作面移動變電站變壓器的阻抗：

Ω

Ω

　　采煤機干線電纜的阻抗：

　　Rb0=r0Lb0=0.195×0.5=0.098Ω

　　Xb0=r0Lb0=0.076×0.5=0.038Ω

　　采煤機支線電纜阻抗：

　　Rbl=r1Lbl=0.293×0.3=0.088Ω

　　Xbl=r1Lbl=0.078×0.3=0.023Ω

　　前、后部溜子、轉載機干線電纜阻抗：

　　Rb3=r3Lb3=0.38×0.5=0.19Ω

　　Xb3=r3Lb3=0.081×0.5=0.04Ω

　　工作面后部刮板輸送機支線電纜阻抗忽略不計。

　　S1點短路回路總阻抗：

　　RS1=R1=1.1088Ω

　　XS1=Xsy =0.794Ω

　　S2點短路回路總阻抗：

　　RS2=R1+R21 =1.1088+0.308=1.4168Ω

　　XS2=Xsy =0.794Ω

　　S3點短路回路總阻抗：

　　RS3=Rc+RT =0.051+0.009=0.06Ω

　　XS3=XC+XT =0.029+0.079=0.108Ω

　　S4點短路回路總阻抗：

　　RS4=Rc+RT+Rb0=0.051+0.009+0.098=0.158Ω

　　XS4=XC+XT Xb0=0.029+0.079+0.038=0.146Ω

　　S5點短路回路總阻抗：

　　RS5=Rc+RT+Rb0+Rbl= 0.051+0.009+0.098+0.088=0.246Ω

　　XS5=XC+XT+Xb0+ Xbl =0.029+0.079+0.038+0.023=0.169Ω

　　S6點短路回路總阻抗：

　　RS6=Rc+RT+Rb3=0.051+0.009+0.19=0.25Ω

　　XS6=XC+XT+Xb3 =0.029+0.079+0.04=0.148Ω

　　S5點的最小兩相短路電流為：

　　S5點的三相短路電流為：

　　其它各點的短路電流計算同上，詳見下表：

　　S1S2S3S4S5S6

　　兩相短路電流A230919404839279120132062

　　三相短路電流A266722405587322323252381

　　短路電流沖擊值KV6.85.714.28.25.96.1

　　短路容量MVA29.124.411.66.74.84.9

　　7 、動熱穩定性校驗：

　　1)2660采區變電所4#高壓配電開關動熱穩定性校驗：

　　2660采區變電所4#高壓開關型號為BGP9L-300/6G，其額定電壓為6KV，額定斷流容量為50MVA>S1點最大短路容量29.1MVA，極限通過電流峰值12.5KA>S1點的短路電流沖擊值6.8KA，2秒鐘熱穩定電流12.5KA，實際計算熱穩定電流:

,短路熱穩定電流滿足要求。

　　2)2660采區變電所至1329工作面移動變電站高壓電纜熱穩定校驗,根據下式計算電纜的最小熱穩定截面為：

　　目前選用電纜為MYJV-10/8.7 3×35mm2高壓交聯電纜，其截面為35mm2>33mm2，電纜滿足要求。

　　8、開關整定值計算

　　(1)采煤機起動器的整定

　　Iop.o=IN=196A 取200A

　　Iop.s=7IN=7×196=1372A 取1400A(7倍)

　　用S5點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

靈敏度滿足要求

　　(2)采煤機饋電開關的整定

　　Iop.o=IN=196A 取200A

　　Iop.s=7IN=7×196=1372A 取1400A(7倍)

　　用S4點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

靈敏度滿足要求

　　(3)前部溜子高速起動器的整定

　　Iop.o=IN=130A 取130A

　　Iop.s =7IN =7×130=910A 取1000A(7倍)

　　用S6點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

滿足要求

　　(4)前部溜子低速起動器的整定

　　Iop.o=IN=65A 取65A

　　Iop.s =7IN =7×65=455A 取455A(7倍)

　　用S6點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

滿足要求

　　(5)后部溜子起動器的整定

　　Iop.o=IN=36A 取36A

　　Iop.s =6 IN =6×36=216A 取200A(6倍)

　　用S6點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

滿足要求

　　(6)轉載機高速起動器的整定

　　Iop.o=IN=36A 取36A

　　Iop.s =6 IN =6×36=216A 取200A(6倍)

　　用S6點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

滿足要求

　　(7)前部溜子、后部溜子、轉載機配電總開關的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×117=129A 取130A

　　Iop.s =130×7+71.5=981.5A 取1000A

　　用S6點最小兩相短路電流校驗靈敏度：

滿足要求

　　(8)移動變電站低壓側總開關整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×307=338A 取400A

　　Iop.s =192×7+155=1499A 取1500A

　　用S3點最小兩相短路電流進行校驗：

滿足要求

　　取300A

　　(9)進風順槽皮帶機、調度絞車總開關的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×122=134.2A 取130A

　　Iop.k=60×7+73.8=493.8A 取500A(4倍)

　　(10)回風順槽乳化泵起動器整定

　　Iop.o=IN=138A 取140A

　　Iop.k=7IN =7×138=966A 取1000A(7倍)

　　(11)回風順槽乳化泵、噴霧泵、絞車總開關的整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×187=205.7A 取200A

　　Iop.k=138×7+94=1060A 取1200A(6倍)

　　(12)2660采區變電所6號高壓開關整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×58.4=64.2A 取60A

　　將短路電流整定為400A。

　　用S1點最小兩相短路電流進行校驗：

滿足要求

　　(13)2660采區變電所進線總開關整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×145.05=159.6A 取160A，高壓開關額定電流為300A，將撥檔開關調整到0.5倍檔。

　　將短路電流整定為500A。

　　用S1點最小兩相短路電流進行校驗：

滿足要求

　　(14)中央變電所進線高壓開關整定

　　Iop.o=1.1Ica=1.1×154.21=169.6A

　　取170A，高壓開關額定電流為300A，將撥檔開關調整到0.6倍檔。

　　取500A，高壓開關額定電流為300A，將撥檔開關調整到1.7倍檔。

　　三、一采區安裝綜采工作面全井下負荷統計及供電系統存在的問題：

　　1、井下負荷統計：

　　11329綜采工作面裝機容量為1327.7KW，全井下負荷總計為2198.2KVA，其中有功功率為1169.31KW，無功功率為1279.63Kvar，視在容量為1682.64KVA，計算電流為154.21A。

　　22660采區變電所一回路負荷總計789.9KVA，有功功率為452.12KW，無功功率為467.45Kvar，視在容量為592.86KVA，計算電流為55.66A。

　　32660采區變電所二回路負荷總計916KVA，有功功率為653.31KW，無功功率為724.33Kvar，視在容量為975.43KVA，計算電流為89.39A。

　　42660大巷臨時變電站負荷總計318.5KVA，有功功率為129.2KW，無功功率為141.98Kvar，視在容量為191.97KVA，計算電流為17.59A。

　　2、供電系統存在的問題：

　　1中央變電所供2660采區變電所一路高壓電纜為ZQD20-6000 3×35型，其額定載流量為135A，正常情況下，2660采區變電所雙回路分列運行，電纜額定載流量135A>55.66A,電纜截面滿足要求，當二回路故障或檢修時，由一路高壓電纜帶2660采變全部負荷時，電纜額定載流量不能滿足要求。

　　2水電車間負責將一采區地面變電所供井下一、二回路高壓配電柜電流互感器為150/5，同時將619、620進線高壓柜的電流互感器更換為200/5，將619、620出線高壓柜的電流互感器更換為400/5。

　　3一采區井下安裝綜采工作面后，全礦井負荷達4984KVA，35KV變電所6300KVA主變壓器負荷率達79%。

　　附：1、需用電纜明細表

　　2、工作面設備明細表

　　3、工作面負荷統計表

　　4、1329綜采面開關整定計算表

　　5、一采區井下負荷統計表

　　6、1329綜采工作面供電圖

　　7、1329綜采工作面設備布置圖