综采工作面设计范例

阳煤集团一矿S8101综采工作面3.3KV供电系统可行性论证报告74~年77年我公司煤矿井下采区供电系统由660V提高到1140V这一电压等级运行了将近25年，在这期间还采取了综采放顶煤工艺产量由过去的1000万吨上升到1845万吨，本次采区电压由1140V提升到3.3KV是对供电系统电气设备又进行的一次影响深远的重大变革，从这个意义上出发我公司领导先后去神符、兖州、晋城、淮南、唐山、大同等现已将采区供电电压提升到3.3KV的兄弟单位调研，最终决定选用：太矿生产的MGTY400-/930/3.3采煤机张家口煤机厂生产的SGZ880/1050工作溜张家口煤机厂生产的SGZ880/1050后部溜西北煤机二厂生产的SZZ-1000/400转载机西北煤机二厂生产的PLM-3000破碎机长沙变压器厂生产的KBSGZY-2000-6/3.3移动变电站德国贝克公司生产的KE3002-450组合磁力真空起动器山东泰安开关厂生产的BXBB500/3.3配套馈电开关天津电缆厂生产的MCPT-3.3KV3×95（mm）2电缆天津电缆厂生产的MCPT-3.3KV3×70（mm）2电缆天津电缆厂生产的MYPTJ-6KV3×95（mm）2电缆天津电缆厂生产的MYPTJ-6KV3×185（mm）2电缆一、方案布置从一矿丈八中央配供至采区供电距离为4500m，供电方式为185（mm）2电缆双回路供电。

3.3KV系统总负荷3630 KW。

（1140V系统负荷为2570KW），（660V系统250.7负荷KW）。

下面从以下几方面进行论证：二、先进性3.3KV供电系统移动变电站一、二次馈电装置采用了目前最先进的工控机模式，具备过载、漏电、短路、缺相、漏电闭锁等保护并且直接显示在窗口上并有直观状态时间记忆显示控制。

采用程序语言直接由电控中央处理器CPU发出指令改变状态进行控制，整定方式由面板触模式按键输入，在一次二次装有各自一套PLC工控机，留有信号，闭锁等专用485接口。

真空磁力起动器为多路抽屉式接口，每一抽屉为两路最多可排六路，换向硬件采用电动机控制的换向结构，由面板换向按钮发出指令，电动机起动进行换向，保护也是采用CPU工控机具有漏电、短路、过载、缺相、漏电闭锁等保护、配有专门的控制台台上有运行、故障等状态显示窗口，直接窗口显示屏显示，具有工作可靠，使用方便等优点，可以说是较目前为止最先进的电控系统。

三、可靠性分析：3.3KV供电系统设计方案见附图主要技术参数：电缆MYPTJ-3×85×4800m/6.0电缆MYPTJ-3×95×1000m/6.0电缆MCPF3×95×200/3.3电缆MCPT-3×70×3.3×400m4根（主系统）电缆MYPTJ-3×95×200/6.0MCPT-3×70/3.3×4004根电缆支系统MCPT-3×95×200/3.3移动变电站KBSGZY2000-6.0/3.3额定电压一次6KV二次额定电压3.3KV，一次额定电流200A，二次额定电流390A，一次负荷开关250A（PLC工控机控制），二次防爆馈电装置额定电流500A（PLC工控机控制）型号BXBB500/3.3过载（含相不平衡）1~8倍额定电流。

漏电闭锁值100K，漏电保护动作值50K瞬间动作切断3.3KV磁力真空起动器：额定电压3.3KV，额定电流450A（每一抽屉两路）最多组合6路。

采煤机MGTY400-930/3.3D2×400KW截割电机，2×45为牵引电机，40KW泵电机，电机功率因数cos￠取，0.88电机效率η取0.95，整机电流为194.6A，工作机运输机SGE880/1050，额定电压3.3KV，额定电流113A，功率因数cos￠=0.87，电机效率η＝0.94，转载机SZZ-1000/400，额定电压3.3KV，额定电流84A，功率因数cos￠=0.87，电机效率η＝0.94。

破碎机PLM-3000，额定电压3.3KV，额定电流42A，功率因数cos￠=0.88，电机效率η＝0.94，电机功率200KW，3.3KV系统，分别为185电缆，各供两趟干线，根据电缆手册交联聚乙烯绝缘电力电缆（YJLV）6KV185铜线为载流量为415A，第一条干线所带负荷为2580KW，第二趟干线为1050KW，第二趟干线的支线中还带有1140V820KW 其中备用310KW。

四、技术测算评价与主要研究的问题用两趟185铜芯电缆分两条干线分带3630KW负荷完全可以实现；因为185铜芯电缆载流量415A趟，两趟共可实现830A负荷分配。

且185电缆为6000V系统，3.3KV系统负荷为3630KW电流为下表设备型号电机功率（KW）电压等级（KV）额定电流（A）换算一次IeMGTY-400-930/3.3D 930 3.3 192SGZ-880/1050 1050 3.3 110SGZ-880/1050 1050 3.3 110SZZ-1000/400 400 3.3 84PLM-3000/200 200 3.3 42三台乳泵两台加压泵820 1.14 3213630 3.3 538 296A注表中含3.3KV干线中的1014KV电压等级负荷820 KW参与干线运行，从电流计算得知3.3KV负荷3630KW在6KV呈现电流296A，有一趟185铜芯电缆完全满足。

第1条干线变压器容量选择：S B1＝0.56×1530/0.65＝856.8/0.65＝1318.2KV AS B2＝0.56×1050/0.65＝584.7/0.65＝899.5KV A当需用系数在0.7，加权平均功率因数在0.65情况下变压器容易值如上。

根据煤矿电工手册，变压器选型原则，S实选≥S B计算，选S1＝2000KV A S2＝2000KVA第二条干线变压器容量选择：S B21＝0.56×1050/0.65＝584.7/0.65＝899.7KV AS B22-0.56×510/0.65＝285.6/0.65＝439.4KV A820KW中有310KW备用当需用系数在0.56加权平均功率因数在0.65的情况下变压器容量值如上。

根据煤矿电工手册，变压器容量选型原则S实选≥S B计算，选S21＝2000KV A S22选1000KV A。

第1条干线允许的长期工作负荷电流实际值I g11=0.56×1530×103/3×3300×0.65=856800/3715.14=230.57AI g22=0.56×1050×103/3×3300×0.65=588000/3715.14=158.27A第2条干线允许的长期工作负荷电流实际值I g21=0.56×1050×103/3×3300×0.65=588000/3715014=158.27AI g22=0.56×510×103/3×1140×0.05=285600/1283.41=222.5A根据煤矿电工手册电缆选型原则I y≥I g，因此3.3KV供电系统移动变电站一次应设计予留3个电源进线装置以适应并线要求，二次侧同样予留2个电源出线装置以适应并线要求。

第一条干线中I g11应选3×95(mm)2电缆一根。

也可选3×120 (mm)2一根。

但3×120(mm)2电缆弯曲半径矿用叉子车又不适应。

第1条干线中I g12和第2条干线I g21应选3×95(mm)2电缆一根，第2条干线中I g22选3×95(mm)2电缆一根，也能满足要求，供电系统设计应为附图。

供电系统的电压损失测算如下：K f1=S B1/2000=1318.2/2000=0.159 K f2=S B2/2000=899.3/2000=0.5K f3=S B2/20000＝899.7/2000＝0.5K f4=S B4/1000=439.4/1000=0.44第1干线S B1负荷电流257.05A，第二台变压器负荷电流为195A，第2干线S B21为195A，S B22为211.6A，第1干线支线电压损失：3.3KV△U1＝×0.059×192×400/4.25×70＝290.62V△U2＝×0.05×84×400/4.25×70＝97.8V△U3＝0.5××42×400/4.25×70＝48.5V△U4＝0.5×113×400/4.25×70＝131.57V△U5＝0.5××113×400/4.25×70＝131.57V第2干线支线电压3.3KV△U6＝0.5××113×400/4.25×70＝131.57V△U7＝0.5××113×400/4.25×70＝131.57V第1干线6KV电压：供4200m时△U1＝×0.65×126.8×4200/4.25×185＝762V第二条干线电压为：△U2＝×0.65×87.05×4200/4.25×185＝526.04V＝△U3△U4＝×0.65×42.27×4200/4.25×185＝254.12V当最末端电动机起动时电压应为△U允＝3300-0.7×3300＝990V。

变压器的电压损失△U B 损，因为无资料故为缺项。

系统短路电流也为缺项，根据煤矿电工手册，供电系统电压损失应为△U＝△U B＋△U G＋△U Z△U应≤△U允许故△U1＝×0.65×126.8×4200/4.25×185＝689.9V其它电压损失均能满足。

因此6KV系统从中央配起只能供3800m，3300V只能供370m，从中央配起供到工作面设备处最远距离为4170m否则将出现因电压损失超限而设备长期运行导致故障发生，解决办法有1、第采取分散负荷，增加电缆根数。

2、增大电缆截面。

3、总之按起动条件△U允应小于990伏。