工作面供电选型设计

综采工作面供电设计说明书
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一、工作面电气设备技术数据见下表：
二、负荷统计
综采工作面设备均采用1140V电压等级。

工作面设备负荷统计：∑P=2135KW
三、初选开关、变电站、电缆
1、高爆开关选择：
（1）由∑P=2135KW，折合至10KV，额定电流I=∑P/3Ucosφ=2135*1000/1.732*10500*0.85=138A，根据额定电流I=138A，可选择200/5A高爆开关两台，故选用PJG49—630/10Y型高爆开关，编号为04#、10#。

（2）高爆开关动稳定校验
东翼采区变电所PJG49-630/10Y矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压真空配电装置用的永磁断路器型号为ZNM—1016—630A，极限通过电流峰值为12.5KA。

按短路条件校验断路器的动稳定性，及其断路容量。

1）动稳定条件校验：因为并列运行时，通过断路器的短路电流最大。

因：极限通过电流峰值12.5KA＞7.2KA，动稳定符合要求。

2）断路容量的校验：
断路器断流容量S1=1.732×12.5×10.5=227MVA
系统次态短路容量S2=1.732×7.2×10.5=131MVA
因：S1＞S2，断路容量符合要求。

故所选断路器完全符合要求。

2、变压器容量的选择：
1140V设备∑P=2135KW，需用系数K r=0.4+0.6P s/∑P N=0.48，根据实际运行以及满足生产需要，取0.75，平均功率因素综采工作面取cos∮=0.75。

S=（∑P N*K r）/cos∮=（2135*0.48）/0.75=1366KVA
根据视在功率选择KBSGZY—1250/10/1.14型移动变压器1台，KBSGZY—1000/10/1.14型移动变压器1台和KBSGZY—500/10/1.14型移动变压器1台。

1台KBSGZY—500/10/1.14型移动变压器供132皮带机、160转载机,、张紧绞车和抱闸负荷。

1台KBSGZY—1000/10/1.14型移动变压器供运输机、喷雾泵、乳化液泵、破碎机负荷，1台KBSGZY—1250/10/1.14型移动变压器供采煤机、转载机、乳化液泵。

3、电缆截面选择：
高压及低压电缆截面选择：
根据负荷统计，轨道巷设备视在功率为1695KVA，10KV侧额定电流为110A，根据电缆的允许截流量，50mm2电缆截流量为173A，选择MYPJ—3*50型高压电缆1580m。

KBSGZY—1000/10/1.14型移动变压器低压侧干线电缆通过的电流为：P e=835KW，I Z1=P有/（1.732*U e*cos∮）=835*0.46/（1.732*1.14*0.75）=259.4A，根据电缆的允许截流量，选择2趟MCP—3*95+1*35型低压电缆供四组合开关（运输机）和喷雾泵、乳
化液泵、破碎机。

KBSGZY—1250/10/1.14型移动变压器低压侧干线电缆通过的电流为：P e=1060KW，I Z2=P有/（1.732*U e*cos∮）=1060*0.49/（1.732*1.14*0.75）=350A，根据电缆的允许截流量，选择1趟MCP —3*95+1*35型低压电缆供采煤机负荷，1趟MCP—3*70+1*25型低压电缆供转载机、乳化液泵负荷。

高压及低压电缆截面校验：
1）高压电缆MYPTJ—3*50型，L=1580m。

①按持续允许电流校验：
KIp≧Ia 1*173=173A>110A；
②按电缆短路时的热稳定校验：
Smin=Id3*（√tj/C）
=3475*（√0.25/93.4）
=18.6
其中：i t----断路器分断时间，一般取0.25s；
C----电缆热稳定系数，一般取93.4。

Smin≤50mm2,故选用MYPTJ—3*50电缆符合要求。

③按允许电压损失校验
由公式ΔU%=PLK%
式中 P—1695KW L—1.58km K--0.491%
K--功率因数为0.75时50mm2、10KV铜芯橡套软电缆每兆瓦公里负荷矩的电压损失。

ΔU%=1.695×1.58×0.491%=1.3%﹤5% 故电压损失满足要求。

4、确定采煤机电缆的芯线数目 ①按机械强度初步确定电截面
采煤机组，满足机械强度为最小截面为50－70m ㎡
②按长时允许负荷电流选择电缆截面，电缆长时允许负荷电流应大于或等于实际流过电缆的工作电流，即：KIy ≥Ig
式中：Iy ——电缆长时允许负荷电流，A Ig ——实际流过电缆的工作电流，A K －环境KIp ≧Ia 1*250=250A>200A ； 温度校正系数
③按电机正常工作时的电源确定主截面，对井下低压网路通常忽略阻抗电压损失部分。

采区低压电网的电压损失，由以下部分组成： ΔＵ＝ΔＵz+ΔＵg+ΔＵB ＝77V
计算电缆支线的电压损失公式为
ΔＵz ＝d
z e z e f S VU L P K η3
10⨯=43V
式中：Kf ——负荷率，0.75
Pe ——电动机的额定功率，700kW
Lz——支线电缆的长度，330m
V——电导率，42.5
Ue——额定电压，1140V
Sz——电缆导线截面，95mm2
ηd——电动机的效率，0.89
计算电缆干线的电压损失ΔＵg
△Ug=3V
式中：Lg——干线电缆长度，从移动站二次侧总馈电先开到采煤机开关的距离取30m，
计算变压器绕组的电压损失∆UB
⑴变压器中的电压损失计算
△UB%=β（URcosφ+UXsinφ）
△UB=△UB%·U2N/100
经过计算，△UB=31V
求采煤机电机允许的电压损失：
＝1200－0.95×1140 =117(V)
即：ΔU＜∆Ｕy
故按电压损失选的95mm2的电缆截面符合要求.
四、工作面供电能力核算及灵敏度系数校验：（电压等级为1140V）
（一）KBSGZ Y—1250/10/1.2KV移变【过载整定：595A，短路倍数：5倍】
在用负荷：1060KW过载整定：1060*0.63*0.89=594.52A
短路整定：300*0.63*7+（1060-300）*0.63=1801.8A
短路倍数：短路整定/过载整定=1801.8/594.52=3
短路倍数取5倍
额定电流594.52A＜601.5A，经校验结论合格。

从1250移变到照明综保间的距离为60+20*0.73+2+10*3.01=106.7米，经查表，移变出口处的短路电流I dmin为8798A。

I dmin/I短路=8798A/1801.8A=4.9＞1.2
灵敏度系数符合要求
1、采煤机开关QJZ—400：负荷为700KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=375A
额定电流375A＜400A，经校验结论合格。

从1250移变到采煤机电机间的距离为60+360*0.53=251米，经查表，采煤机电机出口处的短路电流Idmin为6186A。

Idmin/8I=6186A/(418×8)A=1.8＞1.2
灵敏度系数符合要求
2、转载机开关QBR—400：负荷为160KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=96A
额定电流96A＜400A，经校验结论合格。

从1250移变到转载机电机间的距离为60+20*0.73+320*1.37=513米，经查表，转载机电机出口处的短路电流I dmin为3745A。

I dmin/8I=3745A/(96×8)A=4.9＞1.2
灵敏度系数符合要求
3、二号液泵开关QJ Z—200：负荷为200KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=120A
额定电流120A＜200A，经校验结论合格。

从1250移变到二号液泵机电机间的距离为60+20*0.73+22=97米，经查表，二号液泵电机出口处的短路电流I dmin为9018A。

I dmin/8I=9018A/(120×8)A=9.4＞1.2
灵敏度系数符合要求
（二）KBSGZ Y—1000/10/1.2KV移变【过载整定：526A，短路倍数：4倍】
在用负荷：835KW过载整定：835*0.63=526A
短路整定：200*0.63*7+（835-200）*0.63=1282.05A
短路倍数：短路整定/过载整定=1282.05/526=2.4
短路倍数取4倍
从1000移变到喷雾泵开关间的距离为60+5*0.53+12*0.73+2=74米，经查表，移变出口处的短路电流I dmin为5548A。

I dmin/I短路=5548A/2104A=2.7＞1.2
灵敏度系数符合要求
1、运输机负荷为2*200KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=120A
额定电流120A＜315A，经校验结论合格。

(1)从1250移变到输机机尾电机间的距离为60+5*0.53+280*0.73=268米，经查表，运输机电机出口处的短路电流I dmin为3464A。

I dmin/8I=3464A/(120×8)A=3.6＞1.2
灵敏度系数符合要求
(2)从1250移变到运输机机头电机间的距离为60+5*0.53+100*0.73=136米，经查表，运输机电机出口处的短路电流I dmin为4760A。

I dmin/8I=4760A/(120×8)A=5＞1.2
灵敏度系数符合要求
2、破碎机负荷为110KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=66A
额定电流66A＜200A，经校验结论合格。

从1250移变到破碎机电机间的距离为60+5*0.53+320*1.37=502米，经查表，破碎机电机出口处的短路电流I dmin为2222A。

I dmin/8I=2222A/(66×8)A=4.2＞1.2
灵敏度系数符合要求
3、一号液泵负荷为200KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=120A
额定电流120A＜200A，经校验结论合格。

从1250移变到一号液泵机电机间的距离为60+5*0.53+12*0.73+10=82米，经查表，一号液泵电机出口处的短路电流I dmin为5458A。

I dmin/8I=5458A/(120×8)A=5.7＞1.2
灵敏度系数符合要求
4、喷雾泵负荷为125KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=75A
额定电流75A＜200A，经校验结论合格。

从1250移变到喷雾泵机电机间的距离为60+5*0.53+12*0.73+22=94米，经查表，喷雾泵电机出口处的短路电流I dmin为5289A。

I dmin/8I=5289A/(75×8)A=8.9＞1.2
灵敏度系数符合要求
（三）KBSGZ Y—500/10/1.2KV移变【过载整定：240A，短路倍数：4倍】
在用负荷：440KW过载整定：440*0.63*0.86=240A
短路整定：160*0.63*7+（440-160）*0.63=882A
短路倍数：短路整定/过载整定=882/240=3.6
短路倍数取4倍
额定电流240A＜240.6A，经校验结论合格。

从500移变到馈电开关间的距离为60+230*0.53=182米，经查表，
移变出口处的短路电流I dmin为3421A。

I dmin/I短路=3421/960A=3.6＞1.2
灵敏度系数符合要求
1、馈电开关KBZ—400【过载整定：268A，短路倍数：4倍】
在用负荷：440KW过载整定：440*0.61=268A
短路整定：160*0.61*7+（440-160）*0.61=854A
短路倍数：短路整定/过载整定=854/268=3.2
短路倍数取4倍
额定电流268A＜400A，经校验结论合格。

从500移变到照明综保间的距离为60+232*0.53+4*0.73+4*1.37+2*3.01=198米，经查表，馈电出口处的短路电流I dmin为3345A。

I dmin/I短路=3345A/1072A=3.1＞1.2
灵敏度系数符合要求
1、转载机开关QJR—400：负荷为160KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=96A
额定电流96A＜400A，经校验结论合格。

从500移变到转载机电机间的距离为60+232*0.53+10=193米，经查表，转载机电机出口处的短路电流I dmin为3351A。

I dmin/8I=3351A/(96×8)A=4.4＞1.2
灵敏度系数符合要求
2、皮带机开关QJR—400：负荷为132KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=79A
额定电流79A＜400A，经校验结论合格。

从500移变到皮带机电机间的距离为60+232*0.53+2*0.73+50=235米，经查表，皮带机电机出口处的短路电流I dmin为3102A。

I dmin/8I=3102A/(79×8)A=5＞1.2
灵敏度系数符合要求
3、皮带机开关QJR—400：负荷为132KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=79A
额定电流79A＜400A，经校验结论合格。

从500移变到皮带机电机间的距离为60+232*0.53+4*0.73+50=236米，经查表，皮带机电机出口处的短路电流I dmin为3096A。

I dmin/8I=3096A/(79×8)A=4.9＞1.2
灵敏度系数符合要求
4、抱闸开关QBZ—30N：负荷为380W
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=0.2A
额定电流0.2A＜30A，经校验结论合格。

从500移变到抱闸电机间的距离为60+232*0.53+4*0.73+2*1.91+60*4.75=475米，经查表，皮带机电机出口处的短路电流I dmin为2094A。

I dmin/8I=2094A/(0.2×8)A=1308＞1.2
灵敏度系数符合要求
5、张紧绞车开关QBZ—80N：负荷为15KW
根据公式：P=√3UICOS￠,得I=P/√3UCOS￠=10A
额定电流10A＜80A，经校验结论合格。

从500移变到皮带机张紧绞车电机间的距离为60+232*0.53+4*0.73+4*1.91+100*3.01=495米，经查表，皮带机电机出口处的短路电流I dmin为2035A。

I dmin/8I=2035A/(10×8)A=25＞1.2
灵敏度系数符合要求
（四）04#高开PJG49-630/10Y（200A）校验：【过载整定140A，短路整定342A】
总负荷为2135KW，
Iz= P/√3UCOS￠b=145A
140A＜200A，经校验结论合格。

经计算，高开出口处的短路电流I dmin为2580A。

I dmin/I短路=2580A/342A=7.5＞1.2
灵敏度系数符合要求
五、工作面电缆校验：
（一）胶带巷电缆校验：
①橡套电缆型号：MC P－3×50+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，50mm2电缆长期允许电流为173A。

转载机电机额定电流95＜173A，经校验结论合格。

②橡套电缆型号：MC P－3×50+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，50mm2电缆长期允许电流为173A。

胶带机电机额定电流79A＜173A，经校验结论合格。

（二）轨道巷电缆校验：
①橡套电缆型号：MC PTJ－3×95+1×35+6*2.5，电压1140V 根据查电工手册得，95mm2电缆长期允许电流为285A。

采煤机额定电流201A＜285A，经校验结论合格。

②橡套电缆型号：MC P－3×35+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，35mm2电缆长期允许电流为138A。

破碎机额定电流66A＜138A，经校验结论合格。

③橡套电缆型号：MC P－3×50+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，50mm2电缆长期允许电流为173A。

乳化液泵额定电流120A＜173A，经校验结论合格。

④橡套电缆型号：MC P－3×50+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，50mm2电缆长期允许电流为173A。

喷雾泵额定电流75A＜173A，经校验结论合格。

⑤橡套电缆型号：MC P－3×70+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，70mm2电缆长期允许电流为215A。

运输机额定电流120A＜215A，经校验结论合格。

⑥橡套电缆型号：MC P－3×35+1×16，电压1140V
根据查电工手册得，35mm2电缆长期允许电流为138A。

转载机额定电流95A＜138A，经校验结论合格。

后附：工作面供电设计。