7131工作面供电设计.doc
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1、 第一节 工作面概况与设备选型配置7131机巷走向长度1340米(平),切眼开采长度为120米,采煤方式为综合机械化采煤,设备选型配置情况如下表:序号设备名称设备型号数量电机功率(KW)额定电压(V)额定电流(A)1采煤机MG400/920-QWD19203300200.42运输机SGZ800/8001400233001783乳化液泵MRB-400/31.5222503300524移 动变电站KBSGZY-1600/6/3.4525移 动变电站KBSGZY-800/6/1.216转载机SZZ-830/20012001140122.57破碎机PLM-150011601140100.58皮带机DS
2、B 27512751140859皮带机DSJ 100/630/275127511408510喷雾泵BPW320/6.3224511402511控制台KTC-2112贝壳开关KE30024总计2970第二节 供电系统的选择确定7131综采供电电源分别来自南三采区上部变电所和南三中部变电所,高压采用两路供电,南三中部变电所一路供7131综采工作面开关车两台1600KVA移变,采用电压等级3300v;南三上部变电所一路供7131综采工作面800KVA移变采用电压等级1140v。控制台距移变处1060米,工作面切眼上口距移变处为1360米,考虑电缆敷设长度系数取1400米计算。两台1600KVA移变和
3、一台800KVA移变放置在7133风巷处。第三节 负荷统计及移动变电站选择一、根据工作面设备选型配置、电压等级列出用电设备负荷统计表如下: 设备名称设备型号电机台数额定功率(KW)额定电压(V)额定电流(A)功率因数采煤机MG-400/920-QWD24003300870.8525038095.60.8512033004.40.85运输机SGZ800/80024003300890.85乳化液泵MRB-400/31.512503300520.9转载机SZZ-830/20012001140122.50.85破碎机PLM-150011601140100.50.85皮带机DSB、DSJ47511408
4、50.85二、变压器的选择: 根据供电系统拟定原则,选择三台移动变电站,其容量分别决定如下:1、1#移动变电站向采煤机组、一台乳化液泵供电,供电电压为3450V。 K1x=0.4+0.6(P1max/P1e)=0.4+0.6(400/1170)=0.61 cos=0.85 S1b=P1eK1x/cos=11700.61/0.85=839.6KVA 故1#移动变电站选用KBSGZY-1600/6/3.45干式变压器 S1e=1600KVAS1b=839.6KVA 满足工作需要2、2#移动变电站向运输机和一台乳化液泵供电,供电电压为3450V。 K2x=0.4+0.6(P2max/P2e)=0.4
5、+0.6(400/1050)=0.63 cos=0.89 S2b=P2eK2x/cos=10500.63/0.89=743.3KVA 故2#移动变电站选用KBSGZY-1600/6/3.45干式变压器 S2e=1600KVAS2b=743.3KVA 满足工作需要3、3#移动变电站向转载机、破碎机和两台皮带机供电,供电电压为1200V。 K3x=0.4+0.6(P2max/P2e)=0.4+0.6(250/860)=0.57 cos=0.85S3b=P3eK3x/cos=8600.57/0.85=576.7KVA 故3#移动变电站选用KBSGZY-800/6/1.2干式变压器 S3e=800KV
6、AS3b=576.7KVA 满足工作需要第四节 电气设备的选型低压侧开关的选择:本次设计低压侧采用3300V和1140V两种电压等级,故所有选择的低压侧电器设备、电缆,均为千伏级。根据上述选型原则,列表说明设备的控制开关选型配置情况如下:用电设备选 用 开 关型 号额定电压(V)额定电流(A)备 注采煤机KE30023300450运输机KE30023300450乳化液泵KE30023300450乳化液泵KE30023300450转载机BQZ4001140200破碎机QBZ2001140200皮带机QBZ2001140200喷雾泵QBZ2001140200第五节 高压电缆选择与校验按设计规定初选
7、电缆规格、型号和长度一、两台1600 KVA移动变电站高压电缆的选择向两台1600 KVA移动变电站供电的6KV高压电缆选用MYJV22-395型矿用6KV聚氯乙烯铠装电缆,截面95mm2,从南三中部变电所到1600 KVA移动变电站L=750m.1、按长时允许电流选择校验电缆截面MYJV22-395型矿用6KV高压聚氯乙烯铠装电缆,其长时允许电流为Iy=260A,取=0.9,cos=0.87。Ifh=PeKX103/Ue cosN=22200.51103/60000.870.9=139.1 AKX=0.4+0.6PMAX/Pe=0.4+0.6(400/2220)=0.51Iy=260AIfh
8、=139.1A2、按经济电流密度校验高压电缆截面查表经济电流密度Ij=2A/mm2Aj= Ifh /Ij=139.1/2=70 mm295 mm2因此所选高压电缆满足要求。3、热稳定校验电缆截面短路参数按采区变电所出口短路容量50KVA计算,则其最大三相稳态短路电流为I(3)=Sd/U=50106/6000=4811A按下式求得采区变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面,即Amin= I(3)/C=4811/93.4=25.7mm2tj-短路电流的假象时间,取tj=0.25sC-电缆的热稳定系数,铜芯橡套电缆C=93.4所需最小截面Amin=25.7 mm2因此所选高压电缆满足热稳定要求
9、。4、按电压损失校验电缆截面MYJV22-395型矿用6KV聚氯乙烯铠装电缆,查表得R65=0.192/Km,X=0.068/Km;取负荷的功率因数cos=0.7,tan=1.02。 U%=(PL/10UN2)(R65+Xtan)%=(22201.1/1062)(0.192+0.0681.02)%=4%5%MYJV22-395型矿用6KV高压聚氯乙烯铠装电缆能够满足供电要求。二、800 KVA移动变电站高压电缆的选择1、向800 KVA移动变电站供电的6KV高压电缆选用MYJV22-335型矿用6KV铜芯钢带双屏蔽电缆,截面35mm2,从南三上部变电所到800 KVA移动变电站L=780m。2
10、、按长时允许电流选择校验电缆截面MYJV22-335型矿用6KV聚氯乙烯铠装电缆其长时允许电流为Iy=136A,取=0.9,cos=0.85。Ifh=PeKX103/Ue cosN=8600.59103/60000.850.9=53 AK3x=0.4+0.6(P2max/P2e)=0.4+0.6(250/860)=0.57 Iy=136AIfh=53A3、按经济电流密度校验高压电缆截面查表经济电流密度Ij=2A/mm2Aj= Ifh /Ij=53/2=26.5mm235mm2因此所选高压电缆满足要求。4、热稳定校验电缆截面短路参数按采区变电所出口短路容量50 KVA计算,则其最大三相稳态短路电
11、流为I(3)=Sd/U=50106/6000=4811A按下式求得采区变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆的截面,即Amin= I(3)/C=4811/93.4=25.7mm2tj-短路电流的假象时间,取tj=0.25sC-电缆的热稳定系数,铜芯橡套电缆C=93.4所需最小截面Amin=25.7 mm235mm2,所选35mm2高压电缆满足热稳定要求。综上,MYJV22-335型高压电缆能够满足供电要求。第六节 移动变电站负荷侧电缆选择与计算一、1140V电缆选择与计算1、移变馈出两根主干线,其中一根供转载机、破碎机;I1=Pe/Ucos=360/1.20.85=203.8A 选用MYP39
12、5+150 mm2 电缆10米Iy=260A203.8A 因此选用95 mm2 电缆满足要求另一根馈出线供两部150KW皮带机和两台喷雾泵;I1=Pe/Ucos=345/1.20.85=195A 选用MYP395+150 mm2 电缆10米Iy=260A195A 因此选用95 mm2 电缆满足要求2、1140V馈电开关支线电缆的选择:(1)转载机、破碎机回路:Ig=Pe/Ucos=360/1.20.85=203.8A 由于供电距离远,故选用一根95mm2电缆,L=1100米Iy=260A203.8A 因此选用95mm2 电缆满足要求(2)两部150KW皮带机与两台45KW回路:Ig=Pe/Uc
13、os=345/1.20.85=195A 初选用95mm2电缆,L1=120米,L2=540米Iy=260A195A 因此选用95mm2 电缆满足要求3、1140V磁力启动器负荷线的选择:(1)转载机:Ig=Pe/Ucos=200/1.20.85=90.5A 故选用一根35mm2电缆,L=120米。Iy=138A90.5A 因此选用35mm2 电缆满足要求(2)破碎机:Ig=Pe/Ucos=160/1.20.85=90.6A 故选用一根35mm2电缆,L=140米。Iy=138A90.6A 因此选用35mm2 电缆满足要求(3)150KW皮带机:由于是双电机驱动,所以Ig=Pe/Ucos=75/
14、1.20.85=42.5A 故选用两根25mm2电缆,L=20米。Iy=113A42.5A 因此选用25mm2 电缆满足要求。(4)45KW喷雾泵:Ig=Pe/Ucos=45/1.20.85=34A试选25 mm2电缆,L=20米。Iy=113A34A 因此选用25mm2 电缆满足要求。二、3300V移动变电站负荷侧电缆选择与计算1、初选1#移变采煤机组3300V干线高压电缆并对其校验:(1)按设计规定初选1#移变干线电缆为一根MYP395+150电缆, L=1100m,Iy=260A。(2)按长时允许负荷电流校验电缆截面: Ig=PeKx/( Uecos)K1x=0.4+0.6(P1max/
15、P1e)=0.4+0.6(400/920)=0.66取=0.9,cos=0.87Ig=9201030.66/( 34500.870.9)=129.78AIyIg故选择MYP395+150电缆满足需要。(3)按经济电流密度校验高压电缆截面: Aj= Ig/Ij Ij-经济电流密度,查综采设计手册下册表6-1-4得知 Ij=2A/mm2 Aj=129.78/2=65mm2Ae=95 mm2 满足需要。(4)按热稳定校验电缆截面:零采区变电所6kv母线上的最大短路容量经过计算为50MVA,其最大三相稳态短路电流为: =50000/ 6=4.811KVA按下式求得变电所到综采工作面移动变电站间高压电缆
16、的截面为:=48110.5/93.4=25.7 mm2式中 tj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tj=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=25.7mm2Ae=95 mm2 满足需要2、初选2#移变运输机干线高压电缆并对其校验:(1)按设计规定初选2#移变支线3300V电缆为一根MYP395+150电缆,L=1100m,Iy=260A。(2)按长时允许负荷电流校验电缆截面:Ig=PeKx/( Uecos)Kx=0.4+0.6(Pmax/Pe)=0.4+0.6(400/1050)=0.63取=0.9,cos=0
17、.87Ig=10501030.63/( 34500.870.9)=141.4A由于Iy=260AIg=141.4A故选择MYP395+150电缆,满足要求。(3)按经济电流密度校验高压电缆截面: Aj= Ig/Ij Ij-经济电流密度,查综采设计手册下册表6-1-4得知 Ij=2A/mm2 Aj=141.4/2=70.7mm2Ae=95 mm2 满足要求(4)按热稳定校验电缆截面:同理:所需最小截面=25.7 mm2Ae=95 mm2 满足需要3、乳化液泵干线电缆的选择:乳化液泵选用两台,一台备用,单台功率为250KW,电压3300v,其长时允许工作电流52A;干线选用MYPT-1.9/3.3
18、-350-325/3电缆,Iy=173AIe=52A,满足供电要求。三、贝克开关负荷侧电缆选择与计算1、按长时允许负荷电流与机械强度初选电缆截面(1)采煤机电缆的选择 已知Ie=200A,因此采煤机支线电缆选用MCPT-1.9/3.3-395+125+46专用电缆。Iy=260A200A 满足要求 L=300M(2)运输机、乳化液泵电缆的选择运输机电缆的选择运输机单电机长时负荷电流为88.77A选MCPT-1.9/3.3-350+125+44型采煤机用金属橡套电缆二根分别供运输机机头、机尾电机。Iy=173A88.77A 满足要求。L头=170m,L尾=300m且机械强度大于最小截面35mm2
19、 满足要求乳化液泵电缆的选择: 负荷线选用MYPT-1.9/3.3-335+16/3电缆,Iy=138AIe=52A且机械强度满足最小截面16mm2,满足供电要求。四、按允许电压损失校验或复选电缆截面1、允许电压损失根据有关技术资料规定变压器低压侧到电机端子的电压损失,不能大于其允许值为合格UUy.Ue(V)U2n(V)Uy(V) 660 690 63 1140 1200 117 3300 3450 3302、1#移变及线路系统电压损失计算采区低压电网的最大电压损失一般由三部分组成,即电源变压器至最远电动机端子之间总的电压损失为: U=Ub+Ug+Uz(1)1#变压器的电压损失Ub=UP%Ue
20、UP%=(URcos+UKsin)UR=(P/10Se)%变压器的负荷系数,=Sb/Se=(11700.61/0.85)/1600=0.525UR变压器在额定负荷时变压器中的电阻压降百分数 UK变压器在额定负荷时变压器中的电抗百分数P变压器的短路损耗W由KBSGZY-1600/6移变技术参数表得知UK=3.7%, P=8800WUR=(P/10Se)%=8800/(101600)%=0.55% Ux%= UK2- UR2 %= 3.72-0.552%=3.66% UP%=(URcos+UXsin)%=0.525(0.550.85+3.660.527)%=1.26% Ub=UP%Ue=1.26%
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