采矿专业 综采供电设计

综合机械化采煤工作面供电系统设计设计校验：解炜机电科长：徐意源机电副总：刘强机电矿长：侯国俊目录一、原始资料 (1)1、巷道布置及掘进方法 (1)2、运输及通风系统 (1)3、电源及负荷 (1)二、工作面配电点与移动式变电站位置的确定 (2)三、供电系统拟定 (2)四、负荷统计与变压器选择 (4)1、选择向皮带供电的660V移动式变电站(1#移变) (4)2、选择向掘进机供电的移动式变电站(2#移变) (4)五、供电电缆的选择 (4)1、确定电缆的型号和长度 (4)2、电缆主芯线截面的选择 (5)（1）向移动式变电站供电的高压电缆选择 (5)（2）低压电缆截面的选择 (7)六、短路电流的计算 (11)1、短路回路阻抗计算 (12)七、保护装置的整定计算 (15)1、掘进机配电箱的整定 (15)2、移动式变电站低压侧自动空气开关的整定 (15)3、高压配电箱的整定 (16)附录1 矿用660/1440V移动屏蔽橡套软电缆结构尺寸及主要技术参数 (18)附录2 煤矿用6/10kV移动金属屏蔽橡套软电缆简介 (19)附录3 35KV地面变电所8000KVA电力变压器参数 (21)附录4 电缆电阻统计表 (22)参考文献 (24)一、原始资料1、巷道布置及掘进方法1001综合机械化采煤工作面全长180m，一次采全高3.27米。

综采工作面回采用MCTY-300/700采煤机。

采取三班生产，一班检修的工作方式。

每日回采进米6米。

2、运输及通风系统运输顺槽回采出煤通过1部SGZ830/500型刮板输送机→SZZ830/200转载机→SSJ100/80型可伸缩胶带输送机→集中1部皮带→主斜井皮带→地面架空皮带，最后送入工业场地。

工作面所需材料和设备的运输，由无轨胶轮车由辅运大巷→辅运顺槽→工作面。

顺槽通风系统的新鲜风流由主斜井→集中运输皮带大巷→1001运输顺槽→工作面→1001回风顺槽→1001回顺回风绕道→总回风大巷→最后通过风机排至地面。

3、电源及负荷井下中央变电所配电电压6KV，中央变电所母线最大短路容量为50MVA。

一盘区各用电设备在巷道内的分布见设备布置图，用电设备的台数及技术数据见下表：二、工作面配电点与移动式变电站位置的确定移动式变电站设在1002运顺与辅运大巷间的联巷内；掘进工作面配电点设在东辅运与辅运大巷间的联巷内，距51003回顺掘进工作面距离为2250m。

三、供电系统拟定初步确定掘进工作面供电系统如下图所示。

掘进工作面采用单电源移动式变电站供电，配电点到各用电设备采用副射式供电。

一盘区掘进工作面供电系统图潜水泵4KW四、 负荷统计与变压器选择1、 选择向皮带供电的660V 移动式变电站(1#移变)变电器的计算容量为()cos 0.54409027.52150.60.3(341304)0.7307de N T wmK P S KVAϕ=⨯⨯++⨯+⨯++⨯⨯+⨯=≈∑式中 K de =0.5；0.3cos φwm =0.7 (查《煤矿电工手册》矿井供电下册P348表10-3-7) 选用KBSGZY-T-500/6型矿用隔爆移动式变电站一台，其额定容量S N.T =500KVA ；额定电压为6/0.69KV ；满足要求。

2、 选择向掘进机供电的移动式变电站(2#移变)变电器的计算容量为()0.42222 1.2357.88cos 0.6de N T wmK P S KVA ϕ⨯⨯+⨯+⨯+⨯===∑４24024式中 K de =0.4cos φwm =0.6 (查《煤矿电工手册》矿井供电下册P348表10-3-7) 选用KBSGZY-T-500/6型矿用隔爆移动式变电站一台，其额定容量S N.T =500KVA ；额定电压为6/1.2KV ，满足要求五、 供电电缆的选择 1、 确定电缆的型号和长度根据电缆型号的确定原则，选择电缆的型号如下：由中央变电所至移动式变电站的高压电缆，选用MYPTJ 型煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆；低压干线电缆及皮带输送机、刮板机、局扇、拉紧绞车支线均采用MYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆，其它设备支线电缆均采用U 型矿用移动橡胶软电缆。

电缆长度的确定按下式计算：L ＝K in L to式中 K in －电缆增长系数，一般橡套电缆取 1.1，但我矿电缆钩间距为1.5m ，电缆垂弧较小，所以K in 取1.05；L to －电缆敷设路径的长度，m 。

各电缆具体供电距离以在供电图中标注。

2、 电缆主芯线截面的选择（1） 向移动式变电站供电的高压电缆选择1)、 按持续允许负荷电流选择截面 选择时要求：a p I KI ≥式中 I p ---空气温度为25℃时，电缆允许截流量，A ；K ---环境温度不同时载流量的修正系数； I a ---通过电缆的最大持续工作电流，A ； 向一盘区供电的高压电缆最大持续工作电流I a 为72.5a K P I A ===≈井筒内温度一般可取25℃，此时K=1，选用一根MYPTJ －3×70型电缆，允许截流量为215A ，符合要求。

2)、 按短路时热稳定条件校验电缆截面Ct I A f K )3(min ≥式中 A min ---电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm 2;I K(3)---三相最大稳态短路电流，A ； T f ---短路电流作用的假想时间，s; C ---热稳定系数，见下表；电缆的热稳定系数供电系统运行在最大运行方式，井下中央变电所馈出电缆的短路电流为KA U S NX 81.463503I K(3)=⨯=⋅=采用铜芯电缆且中间有接头，查上表得C=93.4；T f 值为0.25s(井下开关一般整定时间为瞬时)。

校验电缆截面2)3(min 75.254.9325.04810mm Ct I A f K =⨯=≥ 得电缆最小截面应不小于35mm 2，现按负荷所选电缆截面为铜芯75 mm 2＞35 mm 2，短路热稳定校验合格。

3)、 按允许电压损失校验电缆截面SFL7-8000/35△P N.T =45.694 KW ur %=7.28%LJ150 L1=4kmMYPTJ－3×70550mp 1=816kw q 1=830kvarp 2=465.42kw q 2=474.72kvar中央变电所一盘区掘进移变i)、 地面变压器的电压损失地面SFL7-8000/35型35KV 变压器，技术参数详见附录3。

变压器的负荷容量4444T S KVA =　变压器的电阻压降百分数57.01008000694.45100%=⨯=⨯∆=⋅⋅T N T N r S P u 变压器的电抗压降百分数%7.25765x u ==变压器的电压损失（电压偏移）()()4444%%cos %sin 0.570.97.257650.438000T T r T x t N T S U u u S ϕϕ⋅∆=+=⨯+⨯＝2.01857.% 2.018576000121100100T T N T U U U V ∆∆==⨯≈ ii)、 架空线线路的电压损失()()(){}0011110.1943816456.4240.319830474.7246442.29nnw i i i i i i NU r PL x Q L U V==⎫⎛∆=+⎪ ⎝⎭=⨯+⨯+⨯+⨯≈∑∑式中 LJ150铝绞线r 0=0.1943Ω,x 0=0.319Ω由相关技术书查询。

iii)、 中央变电所至移变电缆线路的电压损失()01110.272465.420.55611.6nbl i i i N U r PL U V=⎫⎛∆=⎪ ⎝⎭=⨯⨯=∑ 式中 MYPTJ 矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆r 0=0.0.272Ω/km(查《煤矿电工手册》矿井供电下册P587表12-1-70)高压电网的总电压损失为121442.2911.6574.89T w bl U U U U V ∆=∆+∆+∆=++≈　6KV 电网允许电压损失为600V ，所以电缆截面基本满足电压损失的要求。

（2） 低压电缆截面的选择1)、 选择向掘进机供电的电缆截面选择注：向掘进机供电线路电压等级为1140V 。

i)、 按机械强度、持续允许电流选择电缆截面橡套电缆满足机械强度的最小截面如下:掘进机组：35～50mm 2选择时要求：a p I KI ≥式中 I p ---空气温度为25℃时，电缆允许截流量，A ；K ---环境温度不同时载流量的修正系数； I a ---通过电缆的最大持续工作电流，A ； 向一盘区单台掘进机供电电缆最大持续工作电流I a 为==≈0.4(2224042 1.2)90.623a K P I A井筒内温度一般可取25℃，K=1；选用一根MYP －3×50+1×16型电缆，允许截流量为173A ，符合要求。

ii)、 按正常工作时允许的电压损失校验电缆截面KBSGZY-500/6移动变电站变压器技术参数见矿用隔煤型移动式变压器使用说明书。

变压器的负荷容量0.4(2222240244 1.2)357.88cos cos 0.6de TT K P P S KVA ϕϕ⋅⨯⨯+⨯+⨯+⨯===≈∑变压66.01005003.3100%=⨯=⨯∆=⋅⋅T N T N r S P u 变压器的电抗压降百分数()()95.366.04%%%2222=-=-=r s x u u u变压器的电压损失（电压偏移）()()%%cos %sin 357.880.660.7 3.950.71 2.338500TT r T x T N TS U u u S ϕϕ⋅∆=+=⨯+⨯= .% 2.338120028.055100100T T N T U U U V ∆∆==⨯≈电缆线路的电压损失()()=∆=⎡⎤⨯⨯+++⨯⨯++⨯⨯⎣⎦==∑010.3860.74042222 1.2 1.052222 1.20.41.1488.102 ni ii bl Nr P L U U V式中 MYP －3×50+1×16型电缆r o ，x o 值由附录1查得,乘0.7考虑到电机不满负荷运行。

低压电网的总电压损失为28.05588.102116T bl U U U V ∆=∆+∆=+≈　1140电网允许电压损失为117＞116V ，所以电缆截面满足电压损失的要求。

iii)、 按起动时的允许电压损失校验电缆截面 ①掘进机电动机的最小起动电压A 、按满足电动机的最小起动转矩确定为：V a K U U Nst 7565.21.11140min .≈⨯== 式中K---生产机械所需最小起动转矩倍数，Nst st M MK .min.= （掘进机一般取1.1）。