综采工作面供电设计

一、概述：

5１101工作面10ＫV电源来自中央变电所，工作面机巷走向长度１３６０米,工作面采长20０米,从由该工作面用电设备的容量与布置来看，该工作面33０0V及1１40V用电设备应采用移动变电站方式供电,2台移动变电站和乳化液泵站放置51101机巷设备列车。

三、移动变电站的选择

工作面采用移动变电站方式供电。由中央变电所提供一路10KV电源,分别供到一台16０0KVA移动变电站(供工作面３300V采煤机）和另一台1600ＫVＡ移动变电站（供工作面刮板运输机、乳化液泵、喷雾泵和转载破碎机）和。高压电缆沿机巷敷设,2台放置在设备列车处。

根据供电系统拟定原则,选择两台移动变电站，其容量分别决定如下: １、移动变电站（T1）向93０KW采煤机组供电，供电电压为３４50V。

K１x=0.４＋0.６(P1maｘ/ΣP１ｅ）＝０．4+0.６(４00/9３０）=0.66 加权平均功率因数取cosφwm=0.7

Ｓ１b=ΣP1e K1ｘ／cｏsφwm=930×0.6６/0.7=874ＫVA

故移动变电站(Ｔ1)选用KＢSGZY-１600/10/3.４５干式变压器S1ｅ=1６00KVＡ＞Ｓ１b＝８74KVA 满足工作需要

2、移动变电站(T2)向2*31５KW运输机、250KW乳化液泵站、75KW喷雾泵站、20０ＫW转载机和160KW破碎机供电，供电电压为1140V，共计负荷1315KW。K1x＝0.２86＋0.71４(P１ｍａx/ΣP1e)=0.28６+０.714(63０/1315)=０.628 加权平均功率因数取cｏsφｗm=0.7

S１b=ΣP1ｅK１x/cｏsφwm=１315×０．628/0.７＝１179KVA

故移动变电站（T2)选用KＢＳGZY-1６00/10／1.2干式变压器S１e=16００KVA＞S１b=1179KVA 满足工作需要

四、电气设备的选型

本次设计采用3３０0V、11４0V两种电压等级,故所有选择的低压电器设备、电缆,均为千伏级。

根据煤矿井下电气设备选型原则,列表说明设备的控制开关选型配置情

况。

五、高压电缆的选择计算:

1、高压回路

A、初选高压进线电缆并对其校验:

（１）按设计规定初选高压进线电缆为:ＭYPTJ8.7/10KV 3＊50矿用电缆(2）按长时允许负荷电流校验电缆截面:

ΣP总=225５KW

Ｉy=ΣP总×K/（ U e coｓφwｍ)

Ｋ=0.４+0.6(P mａｘ/ΣP1e)=0.4+０.6(4０0／２２55)=0.51

加权平均功率因数coｓφwｍ＝0.7

I y=2２55×０.４9／( √3×１０×0.7）=94.2Ａ

故选择ＭＹPＴJ8．7／10ＫＶ3＊50型矿用电力电缆。

其主截面为５0ｍm 2，I f ｈ=173A>I y =94.２Ａ 满足需要 （３）按经济电流密度校验高压电缆截面:

A ｊ= Ｉｆh /I j

I j -经济电流密度，查《综采设计手册》下册表6－1－4得知 I j =2.25A/mm ２

Ａj =9４.2/2.25=41.9mm ２＜A e =5０mm 2 满足需要 (4)按热稳定校验电缆截面：

中央变电所10KV 母线上的最大短路容量为1００MV Ａ,其最大三相稳态短路电流为： ()

U

S I d

33=

∞=1００/ ×１0=5.8KA

最小两相稳态短路电流为:I d2(2) ＝５.8×０.866=5K Ａ

按下式求得变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面为：

()

C

t I A j

3min ∞

=

＝5000×0.5/93.4=2６.7mm 2

式中 t j ——短路电流的假想时间，即热等效时间、考虑井下的高压过电流保护为连续动作，取假想时间为t j =0.25s;

C ——电缆的热稳定系数,铜芯橡套电缆C=９３.４ 所需最小截面min A =２6．７ ｍm 2＜Ａe =５0m ｍ２ 满足需要。 故所选高压电缆均能满足供电热稳定要求。 （5）按允许电压损失校验:

10KV 及以下高压线路中的电压损失按<＜全国供用电规则>>,正常负荷下的电压偏移不得超过７%. 要求:ΔＵ% ＝ ∑KPL ≤ 7%

ΔU%---－-高压电缆线路电压损失的百分数;

K －---－兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数；

L --－--各串级连接电缆的长度，KM

P ----－电缆输送的有功功率ＭＷ

7%--－－-允许电压损失的百分数；

地面变电所至中央变电所下井电缆: １00０M K＝０.397

中央变电所至配电所电缆: １05０M K=0.397

配电所机巷移变高压电缆配电点: 1200M Ｋ=１.298

∑KPL ＝ 2.66(０.39７*1+0．397*１．05+1.298*1.2)＝6．3%<７% 因此至高压电缆的最远端即工作面移变一次侧接口处电压损失ΔU％=6.3%＜7%，满足要求

六、移动变电站负荷侧电缆选择与计算

选择原则：根据电压等级和长时允许工作电流机械强度选择电缆截面。

1、控制采煤机的1600ＫＶA移变（T1）馈出主干线、支线电缆选择:

总装机容量９3０KW，平均数功率因数COSφωｎ取0.７

需用系数K=0.4+0.6（Pｍax／ΣＰ1ｅ)=０．4+0．６(40０/93０)=０.６58 I= K∑P N ×10３/√3U NＣOＳφωn=０.658×930/(√3×３.3×０.7)=1５2A

移变Ｔ１低压侧至控制采煤机干线选用ＭＹPTJ-1.9/3.3-3×9５电缆供电；

I fh=255Ａ＞Ｉｅ＝1５2Ａ满足供电要求。

采煤机总装机容量9３０KＷ,平均数功率因数CＯSφωn取0.7 需用系数K=0.4+0.6(P max/ΣP1e）=0.4+0.6(4０0／930）=0．658

I= K∑P N ×103/√３U N CＯＳφωn=0．658×930／√3×3.3×0.7=15２Ａ