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综采工作面供电系统设计

2044综采工作面供电系统设计

一、概述：

2044综采工作面位于20采区西翼第二分段。

工作面走向长度为330m（其中2044边界道110m），倾斜长为75m，采高3米，煤炭可采储量7。

3万吨；2044工作面三机配备，MG160/375W型采煤机，SGB630/220型刮板输送机、ZY2500－14/32型掩护式液压支架和DZ2.5-25/100单体液压支柱，机巷安设一台SGW－40T型刮板输送机（90m），一台SPJ－800皮带输送机（130m），一台SPJ－800皮带输送机（110m）,工作面总装机容量为1153KW。

二、煤的运输系统

工作面375型采煤机组SGB-630/220刮板运输机SGW-40T顺槽溜子SPJ-800型皮带运输机运煤上山SPJ-800型皮带运输机SPJ-1000型固定第三台皮带运输机SPJ-1000型固定第三台皮带运输机SPJ-1000型固定第二台皮带运输机SPJ-1000型固定第一台皮带运输机

20区煤仓12T蓄电瓶电车运输地面翻灌笼地面皮带

地面煤仓。

三、2044综采机巷和工作面设备的选择

1、根据该工作面的情况，2044运煤上山选择一台（110m），2044机巷一台SPJ-800型皮带运输机（130m），另外机巷还选择一台SGW-40T刮板运输机作为顺槽溜子（90m）工作面选择一台SGB-630/220型刮板运输机（75m），工作面还选择一台375机组，泵站选择二台MRB-12.5/31液压泵,一台工作,一台备用.

2、机组喷雾系统，水源来自南风井千吨水池供给。

四、2044工作面电气、电缆的选择

1、根据前面设备的选择，工作面选择357的机组及SGB-630/220型刮板运输机，其电压等级为1140V，应选择一台KBSG-630/6型移动变电站对其供电，2044机巷的溜子、皮带和乳化液泵站以及回风绞车电压等级为600V，应选择一台BKD1-500/6型移动变电站对其供电，12度临时变电站以及干线选择DW80系列馈电开关，作为断电和保护，2044机巷溜子、皮带和乳化液泵电控采用QCZ83-120（225）型真空开关，回风绞车电控采用QC83-80N磁力开关，工作面375机组和SGB-630/220型刮板运输机电控采用BJZ300/1140真空开关。

2、根据前面电气设备的选择，对工作面选择357的机组及SGB-630/220型刮板运输机，其电压等级为1140V，应选择UCPQ和UPQ电缆，对2044机巷溜子皮带运输机、回风绞车和乳化液泵以及运煤干线的溜子皮带运输机，其电压等级为660V，应选择U电缆。

五、设备运输线路：

1、、机巷设备运输线路：

地面二水平环形车场12度上磨盘---12度二甩车场2044运煤上山2044机巷2044顺槽。

运输线路布置图详见附图一所示。

②、机组、工作面溜子设备运输线路：

地面二水平环形车场12度上磨盘12度二甩车场2044风巷2044工作面。

运输线路布置图详见附图一所示。

六、供电系统的设计：

从供电的合理性及设备运输、回撤方面考虑，临时变电所、移变以及泵站安设位置就选择2074综采工作面安设的位置。

1、2044采区的负荷统计：

（见下表）

设备名称

规格型号

台数

电机功率kw

备注

割　煤　机

MG160/375W

1

375

刮板运输机

SGB-630／220

1

220

刮板运输机

SGW-40T

2

160

双机

吊挂皮带

　SJP-800

1

90

吊挂皮带

　SJP-800

1

60

乳　化　泵

XRB2B-125

1套

75

一台工作一台备用

绞车

JD-40

1

40

回柱绞车

2

44

小绞车

JD-25

1

25

小绞车

JD-11.4

3

34.5

固定皮带

SJP-1000

3

166

12度绞车房供电

合　　　计

7台1套

528（1153）

2、根据工作面设备布置情况，确定2044机采工作面的供电系统设计见附图二所示。

3、变压器容量的选择计算：

按需用系数法计算变压器的容量和台数。

①选择机、风巷设备变压器容量、台数

变压器容量计算：

根据公式Sb=

＝490kvA＜500kvA（满足要求）。

式中ΣPe＝528kw、Kx取0.65、Cosφ取0.7。

根据计算结果故选用一台BKD1-500/6变压器供电，皮带道固定1、2、3台皮带由12度绞车房供电，其负荷为32+60+74＝166KW。

②采煤机组和工作面溜子单机功率大的特点，为了降低电压损失，将电压等级提高到1140V，选择变压器容量和台数。

变压器容量计算根据公式Sb=

＝552.5kvA＜630kvA（满足要求）。

式中ΣPe＝595kw、Kx取0.65、Cosφ取0.7。

根据计算结果故先用KBSGXY-630/1140移变一台向采煤机组和工作面刮板输送机的供电。

4、低压网路的计算

①、电缆型号确定

根据供电电压、工作条件、敷设地点环境，确定电缆型号为:

UPQ、UCPQ3、U、UZ型。

②、电缆长度的确定

由式：

Lz=α·LX计算电缆实际长度（结果见表一）

③、电缆截面的选择计算

1）支线电缆截面的选择

由于电缆经常移动，初选时应满足机械强度要求（结果见表一）。

2）干线电缆截面的选择

由公式:

In=

来计算电缆工作时的实际电流，进而根据电缆工作时的实际电流初选电缆截面（结果见表一）。

3）用短路电流及允许的电压损失值来确定各段电缆最终的截面,其结果见表一

④、电压损失计算及校验见表一和表二

A、变压器SB

由公式:

ΔUB1%=

[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]

=

×[0.6×0.7+3.95×0.714]=4.62

　　ΔUB1=4.62×

=31.9V

ΔUB2%=

[Ur%·cosΦpj+Ux%·sinΦpj]

=

×[0.6×0.7+3.95×0.714]=4.52

ΔUB2=4.52×

=54.24V

B、各段电缆的电压损失

由公式:

△UZ=

来计算（结果见表一）。

　5、低压电网短路电流

计算各开关保护装置的整定及灵敏系数校验（结果见表三、四）。

七、2044综采面机电设备一缆表（表五）

八、安装的技术要求及注意事项

①、600V低压动力电缆、1140V机组电缆、信号电缆、通讯和监控电缆、风水管路、液压管路按2044机巷断面图进行悬挂，电缆与电缆的间距和长度严格按《煤矿安全规程》。

②、所有的控制开关必须上台，电气五小必须按标准化的要求悬挂好。

③、电气安装必须达到完好标准，严禁电气设备失爆。

④、安装溜子必须达到平、稳、直，机头搭接高度、长度必须达到要求，挡煤板和返货孔按《煤矿安全规程》和矿有关规定设置。

⑤、安装溜子零部件、螺栓必须齐全、紧固，溜子安装完毕后，必须达到完好要求。

⑥、安装皮带时，斜度要一致，钢丝绳必须收紧后不能出现高低不平，面底托辊和挡偏托辊必须按图施工。

主要电缆选择及电压损失一缆表

（一）

序号

地　　点

巷道实长（m）

电缆实长（m）

实际工作电流（A）

初选电缆截面（mm2）

终选电缆截面（mm2）

电压损失

ΔU（V）

1

5#~8#接线盒

64

70

206

70

70

6.16

2

8#接线盒~9#

94

100

206

70

70

8.8

3

9#~10#

130

140

155

50

70

7.89

4

10#~11接线盒#

45

50

87

25

35

3.71

5

11#接线盒~12#

27

30

87

25

35

2.23

6

12#~13#

9

10

19

10

25

0.22

7

6#~16#接线盒

45

50

180

50

70

3.85

8

16#接线盒~15#

13

15

34

16

25

0.61

9

16#接线盒~17#

36

40

180

50

70

2.52

10

17#~18#

19

20

69

25

50

0.83

11

18#~19#

27

30

69

25

50

1.25

12

19#~20#

100

110

48

16

35

4.52

13

20#~21#

93

100

59

16

25

4.59

14

21#~22#

110

120

29

16

25

5.51

15

22#~23#

27

30

19

10

25

0.67

16

22#~24#

9

10

19

10

25

2.3

17

3#移变~28#

420

460

271

95

95

43.86

18

28#~29#

3

5

137

50

70

0.02

19

28#~机组

75

80

234

95

95

7.9

20

29#~电机

75

80

69

35

70

1．39

21

32#~34#

83

90

141

50

70

5．43

22

34#-36#接线盒

4

5

141

50

70

3．0

23

36#接线盒-37#

9

10

79

25

25

0．94

24

37#-38#

190

210

51

16

25

12．83

25

36#接线盒-39#

120

130

63

25

50

4．9

26

7#-26#

3

5

64

25

25

0．38

编号

开关型号

电压损失ΔU_总

（V）

校验

4#馈电开关馈出线

DW80-350

ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz

=60.91

60.91＜63，满足要求

6#馈电开关馈出线

DW80-350

ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz

=37.7

58.55＜63,满足要求

3#移变馈出线

KSGZY-630/6

ΔU_总=ΔUB+ΣΔUz

=107.41

107.41＜117,满足要求

31#馈电开关馈出线

DW80-350

ΔU_总=ΔU_B+ΣΔUz

=59

59＜63，满足要求

电压损失校验

（二）

编号

开关型号

保护方式

整定值（Ａ）

短路点

电缆换算长度（m）

两相短路电流值（Ａ）

灵敏系数

3#

移动变电站

过流继电器

1400

d20

热元件

230

4#

DW80-350

过流继电器

800

d3

240

2707

3.38

5#

DW80-350

过流继电器

750

d8

390

1781

2.37

6#

DW80-200

过流继电器

750

d4

90

5311

7.08

7#

DW80-200

过流继电器

600

d30

10

8629

14.38

9#

QCZ83-120

过流继电器

500

d5

70

5989

11.97

热元件

70

10#

QCZ83-120

过流继电器

600

d6

80

6535

10.89

热元件

90

12#

QCZ83-225

过流继电器

600

d7

100

5015

8.36

热元件

90

13#

QC83-80N

容断器

80

d9

50

6792

84.2

17#

QCZ83-120

过流继电器

700

d11

40

7236

10.33

热元件

105

15#

QC83-80N

容断器

130

d12

10

8629

66.37

18#

QCZ83-120

过流继电器

600

d10

610

1180

1.96

热元件

95

19#

QC83-80N

容断器

90

d13

15

8172

90.8

20#

QC83-80N

容断器

40

d14

21#

QC83-80N

容断器

40

d15

高低压开关整定一缆表（三）

编号

开关型号

保护方式

整定值（Ａ）

短路点

电缆换算长度（m）

两相短路电流值（Ａ）

灵敏系数

22#

QC83-80N

容断器

40

d16

24#

QC83-80N

容断器

80

d17

26#

QCZ83-120

过流继电器

600

d18

30

7701

12.83

热元件

90

31#

DW80-350

过流继电器

700

d24

10

8629

12.32

32#

DW80-350

过流继电器

700

d26

620

1162

1.66

34#

DW80-350

过流继电器

700

d26

550

1300

1.86

35#

QC83-80N

容断器

150

d25

37#

QCZ83-120

过流继电器

250

d28

热元件

40

38#

QCZ83-225

过流继电器

500

d27

热元件

70

39#

QCZ83-225

过流继电器

600

d29

热元件

90

35#

DW80-350

过流继电器

700

d31

33#

QCZ83-225

过流继电器

500

d32

热元件

70

34#

QCZ83-225

过流继电器

300

d33

热元件

40

35#

QCZ83-225

过流继电器

600

d34

热元件

90

高低压开关整定一缆表（四）

序号

设备名称

设备型号

数量（台）

备注

1

采煤机组

MWG160/375-W

1

容量为：

375KW

2

液压支架

QZY1800-14/32

58架

3

刮板运输机

SGB-630/220

1

容量为：

2*110KW

4

皮带机

SPJ-800

2

容量为：

2*30KW、2*45KW

SPJ-1000

3

容量为：

166KW

5

刮板运输机

SGW-40T

1

容量为：

40KW

6

乳化液泵

MRB-125/31.5C

1套

容量为：

2*75KW

7

内绞

JD-55

1

容量为：

55KW

8

内绞

JD-25

1

容量为：

25KW

9

内绞

JD-11.4

5

容量为：

3*11.4KW

10

内绞

JD-40

1

容量为：

40KW

10

回柱机

MJ_2-14

2

容量为：

2*22KW

11

移动变电站

KSGZY-630/6

1

容量为：

630KVA

12

干式变压器

BKD1-500/6

1

容量为：

500KVA

13

高压真空开关

PBG44-6S

3

100~300A

14

低压馈电开关

DW80-350

5

15

低压馈电开关

DW80-200

2

16

低压真空开关

DQZBH-300/1140

2

17

低压真空开关

QCZ83-225

6

18

低压真空开关

QCZ83-120

4

19

低压磁力开关

QCZ83-80N

2

20

煤电综控开关

ZZ8L-2.5

1

21

煤电钻

1

容量为：

1.2KW

22

综采面机电设备一缆表（五）

2044综采工作面供电系统

设

计

说

明

序

号

设备名称

型号

单位

数量

预算金额

（万元）

备注

１

割煤机

MG160/375-W

台

１

150

２

刮板运输机

SGB-630／220

台

１

145

３

刮板运输机

SGW-40T

台

5

60

４

乳化泵

XRB2B-125

套

1

14.8

5

移动变电站

KSGZY-630/1140

台

1

14.2

6

真空开关

BJZ-300/1140

台

2

3.68

7

真空开关

QCZ83-120

台

7

2.52

8

馈电开关

DW80-350

台

3

1.44

9

馈电开关

DW80-200

台

2

0．9

10

矿用橡套电缆

U型矿用橡套电缆

米

520

5.00

电缆的截面详见供电系统图

11

UPQ屏蔽电缆

3×95+1×35

米

460

10.58

12

UCPQ屏蔽电缆

3×70+1×25mm2+3×6

米

80

3.3

13

UPQ屏蔽电缆

3×35+1×16

米

80

2.85

14

合计

408.61

②、3#馈电开关至4#馈电开关边界一台初选U3×50㎜2的矿用橡套电缆5m。

（查表得允许载流量为173A）

根据公式

=162A＜173A（满足要求）式中Kx取0.65、

ΣPe＝175kw、Ue＝660v、Cosφ取0.7。

②、4#馈电开关至边界一台溜子开头初选U3×35㎜2的矿用橡套电缆80m。

（查表得允许载流量为138A）

根据公式

=97A＜138A（满足要求）

式中Kx取0.65、ΣPe＝120kw、Ue＝660v、Cosφ取0.7。

由以上计算得出：

5#馈电开关至泵站开关开关初选U3×25㎜2的矿用橡套电缆40m（查表得允许载流量为113A）和边界机巷一台溜子开关至边界机巷二台溜子开关初选U3×25mm2的矿用橡套电缆40m也合格。

（查表得允许载流量为113A）。

③KBSGXY-630/1140移变至2074工作面采煤机开关电缆初选UPQ3×95mm2的矿用橡套屏蔽电缆420m。

（查表得允许载流量为250A）

根据公式

=244.8A＜250A（满足要求）式中Kx取0.65、

ΣPe＝595kw、Ue＝1140v、Cosφ取0.8。

。

deshuid

④机组电缆的截面选择：

电缆初选UCPQ3×70mm2的矿用橡套屏蔽电缆80m。

（查表得允许载流量为215A）

根据公式

=176A＜215A（满足要求）式中Kx取0.65、ΣPe＝375kw、Ue＝1140v、Cosφ取0.7。

，

⑤工作面溜子电缆的截面选择：

电缆初选UPQ3×35mm2的矿用橡套屏蔽电缆80m。

（查表得允许载流量为138A）

根据公式

=103A＜138A（满足要求）式中Kx取0.65、ΣPe＝220kw、Ue＝1140v、Cosφ取0.7。

，

⑥高压电缆的选择：

中央变电所至12度二甩为ZQD423×70mm2高压电缆，KBSGXY

-630/1140移变在二甩各用BGP44-6S高压开关上搭头。

（查表得允许载流量为215A）

根据公式

=51A＜215A（满足要求）式中Kx取0.8、

ΣPe＝595kw、Ue＝6000v、Cosφ取0.9。

6、按正常运行时的允许电压损失校验电缆截面

1KBSGXY-630/1140移变供电网路的电压损失计算：

对于1140v的供电系统△UP=1200-1140×0.95=117V。

根据公式Ur%=

=1.29,查表得630KVA变压器的短路损耗PNT=8.1KW，SNT=630KVA

ur%=

=4.3式中us%=4.5;

△UT%=

=3.7

式中

=630,cosΦ=0.7,sinΦ=0.71，

△UT=

=44.4V

计算支线电缆的电压损失，本系统中，因采煤机支线最长，负荷功率也最大，所以应计算其电压损失，采煤机的负荷系数取0.8，工作效率为0.9，

=52.8V

按允许电压损失选择干线电缆截面

△Upms=△Up-△UT-△Ubc=117-（44.4+52.7）=97.1V

满足电压损失的最小截面为（取Kde=0.75）

=69.8mm2,故选择95平方毫米合格。

2BKD1-500/660变压器供电网路的电压损失计算：

对于660v的供电系统△UP=690-660×0.95=63V。

根据公式Ur%=

=1.08,查表得500KVA变压器的短路损耗PNT=8.1KW，SNT=500KVA

ur%=

=4.3式中us%=4.5;

△UT%=

=4.2

式中

=500,cosΦ=0.7,sinΦ=0.71，

△UT=

=27.7V

机道电缆的电压损失根据公式

计算得出各段电缆的电压损失为1.69V、4.5V、3.6V、5.4V、1.8V、27.7，所以总的电压损失为44.7V，低于63V，合格。

7、技术要求：

①、600V低压动力电缆、1140V机组电缆、信号电缆、通讯和监控电缆、风水管路、液压管路按2044机巷断面图进行悬挂，电缆与电缆的间距和长度严格按《煤矿安全规程》。

②、所有的控制开关必须上台，电气五小必须按标准化的要求悬挂好。

③、电气安装必须达到完好标准，严禁电气设备失爆。

④、溜子安装必须达到平、稳、直，机头搭接高度、长度必须达到要求，挡煤板和返货孔按《煤矿安全规程》和矿有关规定设置。

⑤、溜子安装零部件、螺栓必须齐全、紧固，溜子安装完毕后，必须达到完好要求。

8、低压馈电开关过流保护装置的计算整定：

①对馈电开关的整定按公式Iz≥Iqe+ΣIe

②用图表法查出各短路点的最小两相短路电流

③、按线路最远点两相短路电流对过流保护进行校验即：

通过以上计算低压馈电开关的整定值如附表一

2064工作面低压过流保护装置整定值计算表（附表一）

编号

开关型号

负荷

（KW）

整定值

（A）

电缆换

算长度

（m）

短路

电流

（A）

短路点

灵敏

系数

1

BKD1-500/660

375

700

450

1565

d1

≥1.5

2

DW80-350

200

700

430

1631

d2

≥1.5

3

DW80-350

175

700

4

DW80-200

120

600

190

3260

d3

≥1.5

5

DW80-200

55

400

6

KSGZY630/1140

595

1000

310

3119

d4

≥1.5

2044综采工作面供电系统

设

计