9405供电设计.docx
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9405供电设计
9405综放工作面
供电设计
设计校对审核
一、概述
9405综采工作面采长185米，进风顺槽长度567米，回风顺槽长度617米，煤层高约9米，采用一次开采低位放顶的回采方式，二中央配电室距进风口1050米。
工作面前、后溜、采煤机、转载机、破碎机、乳泵、顺槽皮带及延伸巷皮带都采用1140V供电，9405工作面回、进风系统采用660V供电。
设备名称
型号
单机功率（Kw）
额定电流（A）
起动电流（A）
额定电压（V）
总功率（Kw）
采煤机
MG300-700-WD
2*300+
2*40+18.5
2*186+2*25+13.5
2*1017.5+2*137+73
1140
700
前工作溜
SGZ-800-800Q
2*400
2*248
2*1364
1140
800
后工作溜
SGZ-800-800H
2*400
2*248
2*1364
1140
800
转载溜
SZZ-1000/400
400
248
1364
1140
400
破碎机
PLM3000
250
155
852.5
1140
250
乳化液泵
BRW-400/31.5
2*250
155
852.5
1140
500
皮带机
DSJ120/150/
2×315
2*315
2*195.3
2*1074.2
1140
630
皮带机
DSJ120/150/
315
315
346.5
1905.75
1140
315
电滚筒
45
49.5
272.25
1140
45
皮带涨紧车
JHMB-14
18.5
20.35
112
1140
18.5
喷雾泵
BRW-315/10
75
82.5
453.8
660
75
皮带涨紧车
JHMB-14
18.5
20.35
112
660
18.5
回柱机
JHMB-14
18.5
20.35
112
660
18.5
排水泵
DF80-30*7
2*45
2*49.5
2*272.25
660
90
调度绞车
JD-1.6
3*25
3*27.5
3*151.25
660
75
1140V系统负荷
4458.5KW
4735.5KW
660V系统负荷
277KW
二、9405主要电气技术参数
三、变压器的选择计算：
（一）1140V系统变压器的选择：
根据公式：
S=Kx×Σpe/COSΨpjCOSΨpj取0.7
1、总容量计算Σpe＝4458.5（Kw）
需用系数Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
=0.4+0.6×400/4458.5
=0.45
S=0.45×4458.5/0.7=2866.1（KVA）
为保证供电质量选KBSGZY-1600移变一台，KBSGZY-1250移变一台，KBSGZY-1000移变一台，KBSGZY-800移变一台，KBSGZY-630移变一台，分别：
1#移变供：
后溜、转载机；
2#移变供：
前溜、破碎机、乳化液泵、乳化液泵；
3#移变供：
采煤机；
4#移变供：
皮带机；
5#移变供:
皮带机；
2、1#移变校验：
总负荷：
Σpe＝400×2+400＝1200（Kw）COSΨpj取0.7
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
＝0.4+0.6×400/1200
＝0.6
则：
S=0.6×1200/0.7＝1028.6（KVA）<1250（KVA）（合格）
3、2#移变校验：
总负荷：
Σpe＝400×2+250+250+250=1550（Kw）COSΨpj取0.7
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
=0.4+0.6×400/1550
=0.55
则：
S=0.55×1550/0.7=1218（KVA）<1600（KVA）（合格）
4、3#移变校验：
总负荷：
Σpe＝700（Kw）COSΨpj取0.7
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
＝0.4+0.6×300/700
＝0.66
则：
S=0.66×700/0.7＝660（KVA）<1000（KVA）（合格）
5、4#移变校验：
总负荷：
Σpe＝2×315=630（Kw）COSΨpj取0.7
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
＝0.4+0.6×315/630
＝0.7
则：
S=0.7×630/0.7＝630（KVA）<800（KVA）（合格）
6、4#移变校验：
总负荷：
Σpe＝315+45+18.5=378.5（Kw）COSΨpj取0.7
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
＝0.4+0.6×315/378.5
＝0.9
则：
S=0.9×378.5/0.7＝486.6（KVA）<630（KVA）（合格）
（二）、660V系统变压器的选择：
1、总容量计算Σpe＝277（Kw）
需用系数Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
=0.4+0.6×75/277
=0.56
S=0.56×277/0.7=221.6（KVA）
为保证供电质量选，KBSGZY-315移变一台，6#移变供：
9405工作面回、进风系统。
四、高压电缆的选择计算：
为保证供电质量选二根（编号为1#、2#、）供电，1#电缆供2#、3#移变，2#电缆供1#、4#、5#、6#移变。
（一）、按经济电流密度选择电缆截面：
1、根据公式：
Ig=Kx×Σpe/（3×Ue×COSΨpj）计算长期最大工作电流
其中COSΨpj取0.7，Ue=10（Kv）
1#电缆：
Σpe＝700+2*400+250+250+250
＝2250（Kw）
Kx=0.4+0.6×400/2250
=0.51
则Ig=0.51×2250/（3×10×0.7）
=94.7（A）
2#电缆：
Σpe＝2×400+400+2×315+75+18.5+2×18.5+3×25+2×45+315
＝2440.5（Kw）
Kx=0.4+0.6×400/2440.5
=0.50
则Ig=0.50×2440.5/（3×10×0.7）
=100.6（A）
2、按年最大负荷利用小时大于5000，选电缆的经济电流
查《矿用电缆》表137，取Jj=2（A/mm2）,则：
经济截面为：
1#电缆：
Sj=Ig/Jj=94.7/2=47.35（mm2）
2#电缆：
Sj=Ig/Jj=100.6/2=50.3（mm2）
经济电流密度按年利用小时：
5000以上选：
Ji（电力手册）
以经济截面偏小的规则（煤矿供电）：
根据以上计算选择电缆：
1#电缆为MYPTJ－3×70+1×25型电缆，长度为1550m;
2#电缆为MYPTJ－3×70+1×25型电缆，长度为1610m;
（二）、按长期允许载流校验电缆截面：
公式：
K1×K2×K3×Iy>Ig
式中：
K1—电缆的环境温度系数，查《矿用电缆》附表216，取K1=1;
K2直埋电缆的土壤热阻率修正系数，取K2=1;
K3—多根电缆并列敷设时的修正系数，取K3=1;
Iy—电缆的长时允许电流；查《矿用电缆》附表214
校验：
1#电缆Iy＝220（A）>94.7（A）（符合要求）
2#电缆Iy＝220（A）>98.2（A）（符合要求）
（三）、按短路电流校验电缆的热稳定性：
公式：
SminId（3）×Tj/C（mm2）
式中：
Id（3）三相最大稳定短路电流（A）
Tj短路电流作用的假想时间，取Tj＝0.5（s）
C热稳定系数，查《矿用电缆》表141，取C＝100
三相最大稳定短路电流的计算：
从二中央配电室到9405设备车电缆为MYPTJ－3×70+1×25型电缆，1号电缆长度为1400×1.1=1540m,取1550m，2号电缆长度为950×1.1=1045m,取1050m.
查表得：
MYPTJ－3×70+1×25型电缆，电阻R＝0.3（/Km），电抗X＝0.08（/Km）；
二中央配电室高开短路容量：
Sd＝54.03（MVA）Up＝10000（V）
则：
系统电抗为Xy＝Up2/Sd＝100002/54.03×106
＝1.85（）
ΣR＝0.3×1.55=0.5（）
ΣX＝1.85+1.55×0.08＝2（）
根据公式：
Id1（3）＝Up/（3×ΣR2+ΣX2）
＝2777.8（A）
则：
Id1（3）×Tj/C＝2777.8×0.5/100
＝13.9（mm2）<70（mm2）
所以按电缆的三相短路校验电缆的热稳定校验符合要求。
五、低压电缆的选择
（一）、1140v系统电缆的选择：
1、采煤机电缆的选择：
a、电缆的长度：
移变距采煤机最远端约270（m）
则：
Ls＝1.1×270＝297（M），取Ls＝300（m）
b、按长时允许电流选择电缆截面：
根据电缆的实际工作电流Ig=240（A）.
根据Iy>Ig，选MCP95mm²电缆一根，长度为300m,（符合要求）
C、按允许电压损失校验电缆截面：
正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10％，
即：
Umax＝1200-1140×90％
＝174（V）
变压器的电压损失：
查表得
KBSGZY-1000/10R移变的技术参数为U％＝4.5％，P＝6100（w）
则：
Zb＝U％×Ue2/Se
＝0.045×12002/（800×1000）
＝0.1（）
Rb＝P×Ue2/Se2
＝6100×12002/（800×1000）²
＝0.0137（）
Xb＝Zb2-Rb2
＝0.098（）
则：
Ibg＝2×186+2*25+13.3
＝453.3（A）
COSΨpj＝0.7，则SinΨpj＝0.714
根据公式：
Ub＝3×Ibg×（Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×453.3×（0.0137×0.7+0.098×0.714）
＝62.4（V）
电缆的电压损失：
查表得MCP95mm²电缆
Ro＝0.23（/Km），Xo＝0.075（/Km）
则R1＝0.23×0.3＝0.07（）
X1＝0.075×0.3＝0.02（）
Ul＝3×Ig×（R1×COSΨpj+X1×SinΨpj）
＝26.3（V）
总的电压损失U＝Ub+Ul
＝62.4+26.3
＝88.7（V）<174（V）（校验合格）
d、按起动时的电压损失校验电缆截面：
根据规定，最远端最大功率电动机起动时，其端电压不得低于电网电压的75％，
1140V最大允许电压损失为：
1140×25％＝285（V）,因电流与电压成正比，则起动
电流按额定起动电流的75％计算，起动时CosΨpj取0.5，相应SinΨpj取0.87
已知Iq＝1017.5（A）
则：
IQ＝75％×Iq
＝763（A）
IeQ＝763+185+2×25+13.3
＝1011.3（A）
则：
UbQ＝3×IeQ×（Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×1011.3×（0.0137×0.5+0.098×0.87）
＝161.3（V）
UlQ＝3×IQ×（R1×CosΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×763×（0.06×0.5+0.02×0.87）
＝62.6（V）
起动时总的电压损失：
UQ＝UbQ+UlQ
＝161.3+62.6
＝223.9（V）<285（V）（校验合格）
2、前工作溜电缆的选择：
a、电缆的长度：
移变距前工作溜机头电机约60（M），机电机尾约240（M）
则：
Ls1＝1.1×60＝66（M），取Ls＝70（M）
Ls2＝1.1×240＝264（M），取Ls＝270（M）
b、按长时允许电流选择电缆截面：
前工作溜单机持续电流为Ig＝248（A）
选MYP3×95-1×25型电缆两根，机头长度为70M,机尾长度为270M，
该电缆长时允许电流为250（A）>248（A），符合要求。
C、按允许电压损失校验电缆截面：
<1>、变压器的电压损失：
查表得
KBSGZY-1600/10R移变的技术参数为U％＝6％，P＝9132（w）
则：
Zb＝U％×Ue2/Se
＝0.06×12002/（1600×1000）
＝0.054（）
Rb＝P×Ue2/Se2
＝9132×12002/（1600×1000）²
＝0.0051（）
Xb＝Zb2Rb2
＝0.054（）
则：
Ibg＝2×248+155+155
＝806（A）
COSΨpj＝0.7，则SinΨpj＝0.714
则：
Ub＝3×Ibg×（Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×806×（0.0051×0.7+0.054×0.714）
＝59（V）
<2>、按前工作溜最远端机尾电缆计算电缆的电压损失：
查表得MYP3×95+1×25型电缆R0＝0.2301（/Km），Xo＝0.075（/Km）
R1＝0.2301×0.27＝0.062（）
X1＝0.075×0.27＝0.020（）
则：
Ul＝3×Ig×（R1×COSΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×248×（0.062×0.7+0.020×0.714）
＝24.7（V）
总的电压损失U＝Ub+Ul
＝59+24.7
＝83.7（V）<174（V）（校验合格）
d、按起动时的电压损失校验电缆截面：
起动时CosΨpj取0.5，相应SinΨpj取0.87
前工作溜原设计长度160M现用180M所以电流为原设计的112.5％
得Iq＝1364×1.125=1534.5（A）
则IQ＝112.5％×Iq
＝1534.5（A）
IeQ＝1534.5（A）
则：
起动时变压器的电压损失：
UbQ＝3×IeQ×（Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×1534.5×（0.0051×0.5+0.054×0.87）
＝131.6（V）
起动时电缆的电压损失：
UlQ＝3×IQ×（R1×CosΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×1534.5×（0.062×0.5+0.02×0.87）
＝128.6（V）
起动时总的电压损失：
UQ＝UbQ+UlQ
＝131.6+128.6
＝260.2（V）<285（V）（校验合格）
3、后工作溜电缆的选择：
a、电缆的长度：
移变距后工作溜机头电机约70M，机尾电机约260M
则：
Ls1＝1.1×70＝77（M），取Ls＝80（M）
Ls2＝1.1×260＝286（M），取Ls＝290（M）
b、按长时允许电流选择电缆截面：
后工作溜单机持续电流为Ig＝248（A）
为保证供电质量选MYP3×95-1×25型电缆两根，机尾长度为290M,机头长度为80M，
该电缆长时允许电流为250（A）>248（A），符合要求。
C、按允许电压损失校验电缆截面：
<1>、变压器的电压损失：
查表得
KBSGZY-1250/10R移变的技术参数为U％＝4.5％，P＝7400（w）
则：
Zb＝U％×Uep2/Se
＝0.045×1200/（1250×1000）
＝0.052（）
Rb＝P×Ue2/Se2
＝7400×12002/（1250×1000）²
＝0.007（）
Xb＝Zb2-Rb2
＝0.0515（）
Ibg=2×248+248
＝744（A）
COSΨpj＝0.7，SinΨpj＝0.714
则：
Ub＝3×Ibg×（Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×744×（0.007×0.7+0.0515×0.714）
＝53.7（V）
<2>、电缆的电压损失：
查表得MYP3×95-1×25型电缆R0＝0.2301（/Km），Xo＝0.075（/Km）
R1＝0.2301×0.29＝0.06（）
X1＝0.075×0.29＝0.02（）
则：
Ul＝3×Ig×（R1×COSΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×248×（0.06×0.7+0.02×0.714）
＝24.1（V）
总的电压损失U＝Ub+Ul
＝53.7+24.1
＝78.8（V）<174（V）（校验合格）
d、按起动时的电压损失校验电缆截面：
起动时CosΨpj取0.5，相应SinΨpj取0.87
后工作溜原设计长度160M现用180M所以起动电流为原设计的112.5％
得Iq＝1364×1.125=1534.5（A）
则IQ＝112.5％×Iq
＝1534.5（A）
IeQ=1534.6（A）
则：
起动时变压器的电压损失：
UbQ＝3×IeQ×（Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×1534.5×（0.007×0.5+0.0515×0.87）
＝55.5（V）
起动时电缆的电压损失：
UlQ＝3×IQ×（R1×CosΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×1534.5×（0.06×0.5+0.02×0.87）
＝128.6（V）
起动时总的电压损失：
UQ＝UbQ+UlQ
＝55.5+128.6
＝184.1（V）<285（V）（校验合格）
4、转载机电缆的选择：
a、电缆的长度：
移变距转载机电机约25M。
则：
Ls1＝1.1×25＝27.5（M），取Ls＝30（M），
b、按长时允许电流选择电缆截面：
转载机持续电流为Ig＝248（A）
为保证供电质量选MYP3×95-1×25型电缆一根，长度为30m
该电缆长时允许电流为250（A）>248（A），符合要求。
c、按允许电压损失校验电缆截面：
<1>、变压器的电压损失：
查表得
KBSGZY-1250/10R移变的技术参数为U％＝4.5％，P＝7400（w）
则：
Zb＝U％×Uep2/Se
＝0.045×1200/（1250×1000）
＝0.052（）
Rb＝P×Ue2/Se2
＝7400×12002/（1250×1000）²
＝0.007（）
Xb＝Zb2-Rb2
＝0.0515（）
Ibg=2×248+248
＝744（A）
COSΨpj＝0.7，SinΨpj＝0.714
则：
Ub＝3×Ibg×（Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×744×（0.007×0.7+0.0515×0.714）
＝53.7（V）
<2>、电缆的电压损失：
查表得MYP3×95-1×25型电缆R0＝0.2301（/Km），Xo＝0.075（/Km）
R1＝0.2301×0.03＝0.006（）
X1＝0.075×0.03＝0.002（）
则：
Ul＝3×Ig×（R1×COSΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×248×（0.006×0.7+0.002×0.714）
＝2.4（V）
总的电压损失U＝Ub+Ul
＝53.7+2.4
＝56.1（V）<174（V）（校验合格）
d、按起动时的电压损失校验电缆截面：
起动时CosΨpj取0.5，相应SinΨpj取0.87
已知Iq＝1364（A）
则IQ＝75％×Iq
＝767.25（A）
IeQ=767.25+248+248+248
＝1511（A）
则：
起动时变压器的电压损失：
UbQ＝3×IeQ×（Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×1511×（0.007×0.5+0.0515×0.87）
＝126.4（V）
起动时电缆的电压损失：
UlQ＝3×IQ×（R1×CosΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×767.25×（0.006×0.5+0.002×0.87）
＝6.3（V）
起动时总的电压损失：
UQ＝UbQ+UlQ
＝126.4+6.3
＝132.9（V）<285（V）（校验合格）
5、皮带机电缆选择：
a、电缆的长度：
移变距皮带机电机约25M
则:
LS=1.1×25=27.5（M）取LS=30m
b、按长时间允许电流选择电缆截面：
皮带机持续电流为Ig=195.3（A）
为保证供电质量，选MYP3×70-1×25型电缆一根，长度为30m。
该电缆长时允许电流为208>195.3（A），符合要求。
c、按允许电压损失校验电缆截面：
正常运行时，1140V电网最大允许电压损失，最远端为10%
即：
△Umax=1200-1140×90%
=174（V）
变压器的电压损失：
查表得：
KBSGZY-800/10R移变的技术参数为：
△U%=5%，△P=6000（w）
则：
Zb=△U%×Ue2/Se
求。
＝0.055×12002/（800×1000）
＝0.1（）
Rb＝P×Ue2/Se2
＝6000×12002/（800×1000）²
＝0.0135（）
Xb＝Zb2-Rb2
＝0.098（）
则：
Ibg＝2×195.3
＝390.6（A）
COSΨpj＝0.7，则SinΨpj＝0.714
则：
Ub＝3×Ibg×（Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×390.6×（0.0135×0.7+0.098×0.714）
＝53.7（V）
电缆的电压损失：
查表得MYP3×70-1×25型电缆R0＝0.3151（/Km），Xo＝0.078（/Km）
R1＝0.3151×0.03＝0.009（）
X1＝0.078×0.03＝0.002（）
则：
Ul＝3×Ig×（R1×COSΨpj+X1×SinΨpj）
＝3×390.6×（0.009×0.7+0.002×0.714）
＝5.2（V）
总的电压损失U＝Ub+Ul
＝53.7+5.2
＝58.9（V）<174（V）（校验合格）
d、按起动时的电压损失校验电缆截面：
根据规定，最远端最大功率电动机起动时，其端电压不得低于电网电压的75％，
1140V最大允许电压损失为：
1140×25％＝285（V）,因电流与电压成正比，则起动
电流按额定起动电流的75％计算，起动时CosΨpj取0.5，相应SinΨpj取0.87
已知Iq＝1074.15（A）
则IQ＝75％×Iq
＝805.6（A）
IeQ=805.6+2×155
＝1196.2（A）
则：
起动时变压器的电压损失：
UbQ＝3×IeQ×（Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj）
＝3×1196.2×（0.0135×0.5+0.098×0.87）
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