综采工作面供电设计说明

综采工作面供电设计说明
综采工作面供电设计
煤矿供电, 因其工作场所特殊, 对供电要求特别严格。

在供电方面要求:①供电的可靠性;②供电的安全性;③供电的质量;④供电的经济合理。

因而, 合理地选择供电方案和设备, 是一个值得探讨的课题。

1 采区工作面供电设计
一个工作面的供电系统一般由高压开关、变压器、低压馈电开关、动力电缆、用电设备等组成, 见图1 ( 以普通综采工作面为例) 。

1.1 高压开关的选择及整定
高压开关主要保护动力变压器低压侧发生的两相短路, 因此选择高压开关的关键是电流互感器的容量, 要求其灵敏度系数;1.5。

高压开关的保护性能要齐全, 具有良好的防爆性能, 要便于运输, 断流容量大。

矿井中多使用6 型高压真空开关。

该开关保护性能齐全, 具有过流、漏电、短路、断相、失电压等保护, 应用广泛, 以此开关为例进行整定计算。

1.1.1 短路电流整定短路电流整定倍数: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10,12, 14, 16, 共11 档。

1.1.2 过载保护整定
过载保护整定倍数: 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8,1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 共11 档。

1.1.3 漏电保护整定
漏电保护整定: 0.015 A～1.0 A。

1.1.4 过载整定
( 1.2～1.4) 215931(215) 。

式中: ———过载整定电流, A;
———电流互感器变流比;
———变压器电压变比;
931———所有负荷额定电流之和, A。

例如: 10 A, 二次电流为5 A, 5=10/5=2,即整定在2.0 档。

1.1.5 短路整定
( 1.2～1.4) 215;( 931) /(215) 。

式中: ———最大电机的启动电流931———其余电机的额定电流之和。

例如: 15 A, 二次电流为5 A, 5=3, 即整定在3 档。

当达不到要求时, 可适当更换电流互感器的变比容量, 使之在保护范围之内。

1.2 变压器的选择
( 931215) 966 。

式中: ———变压器容量, ;
931———所有负荷的电机额定功率之和, ———需用系数; 966———平均加权功率因数。

和966 的经验数据见下表。

1.3 低压开关的选择
1 140 V 低压开关启动器选择300 1 140 V 和200 1 140 V 真空磁力启动器。

整定计算: 88050.63, A。

660 V 系统馈电总开关和分路开关选择350A型开关。

在短路电流小, 供电距离长, 灵敏度系数达不到要求时, 可选用200A 型开关作为分路开关或增加电缆截面积, 可达到保护的目的。

350A 型开关的整定刻度范围: 400 A～1 200 A。

200A 型开关的整定刻度范围: 200 A～600 A。

整定计算: 8805931, A。

660 V 系统各分支负荷的开关选用83- 80A( 120 A, 225 A) 型磁力启动器。

开关中装设电机综合保护装置。

整定计算: 8805。

装设保险丝的整定: 8805( 1.8～2) , A。

1.4 电缆截面及型号的选择
基本的选择方法有以下几种:
①按电压损失选择;②按经济电流密度选择;③按长期允许电流选择;④按短路热稳定条件选择;⑤按机械强度要求选择。

动力电缆, 一般按允许电压损失计算得出的电缆截面积最大, 所以在选择电缆的截面时按允许电压损失计算, 然后按长期允许电流和启动条件验算是否符合要求即可。

按以下步骤计
算电缆截面。

1.4.1 计算支线电压损失
在采煤工作面中, 采煤机的功率最大, 且供电电缆最长, 电压损失最大。

根据实际工作经验, 采煤机的负荷率为0.9, 效率为0.85, 则其电压损失:
916 = ( 215) (215215) /(2;) 。

式中: P———送电功率, ———负荷率; ——采煤机功率, ; L———采煤机电缆长度, m; ———额定电压, V; r———电缆系数(橡套电缆为42.5, 铠装电缆为48.5) ———电缆截面, 2; 951;———效率。

1.4.2 变压器的电压损失
916916215;( 916100) 。

式中: 916—变压器的电压损失, 916—变压器内部电压损失的百分比;
916———变压器二次额定电压, V。

1.4.3 干线电压损失
916 916 916 。

1.4.4 按允许电压损失计算干线电缆截面
( 215) /(215215916) =(215931215) /(215215916) 。

式中: 931———干线上电机功率总和; L———干线电缆长度;
———额定电压; r———电缆系数; 916———干线电
压损失。

1.4.5 按允许电流校验干线电缆截面
干线电缆负荷电流: (215931) /( 215966) 。

2 提高采区供电电压的意义
根据线路电压损失的相对额定值计算公式:
916*916 ( 215) /(2215215) ,
可得下述结论:
①供电时线路的电压损失都有一个限定, 由于用电器的要求, 一般不得低于的75%, 否则电动机不能正常启动, 须保持电压损失的相对值916*e 在一定范围。

随着机械化采煤的发展, 供电距离越来越长, 电动机的功率逐渐增大, 造成电压损失的相对额定值916*e 增大。

这就要求相应地增大电缆的截面或提高用电器的额定电压。

由于搬运和制作等要求, 电缆截面不能提高很大, 在国内外采区工作面的供电中均采用提高电压等级的方法, 使用的电压等级大于1 140 V 以上。

如大同煤矿集团公司普通的综采工作面电压等级多为1 140 V;
一些大采高综采工作面,由于采煤机功率近2 000 , 电压等级相应地提高为3 300 V。

这样, 可以显著地降低电压损失, 有利于采煤机械设备的正常运行。

②在保持电压损失的相对值916*e、电缆截面S、送电功率P 不变的条件下, 提高供电系统的额定电压, 采区工作面的供电距离L 可以显著地延长。

这就扩大了采区的供电范围, 为
少建采区变电所和减少采区变电所的迁移创造了条件。

但随着电压等级的提高, 设备的防爆性能、绝缘性能都要求相应提高。

③在保持电压损失的相对值916*e、送电功率P和送电距离L 不变的条件下, 提高系统的额定电压, 电缆截面S 可以显著地减小, 可减少工作面的准备时间, 节约材料、降低准备成本。