3300V综采供电系统计算方法

第 5 章 3300V 供电系统计算结合实例，对 3300V 供电系统的计算方法作一阐述。5.1 已知资料1主要地质参数山西省晋城矿务局某矿高产高效综采工作面，属于3号煤层，平均厚度为6m,工作面 长225m,走向长2400m,平均倾角3°5°, 次平均采高约3.1m,工作面进回风均采用双 巷布置方式，其中一条进风为顺槽皮带巷，另一条进风为设备及辅助运输巷，两进风巷之间 每隔100m350m设一条联络巷。2工作面及顺槽巷道布置工作面及顺槽巷道布置如图 5-1 所示。图 5-1 综采工作面设备布置1-采煤机；2-刮板输送机； 3-破碎机； 4-转载机； 5-ZK-2 系统；6-煤电钻综合保护装置； 7、8、 9-DQZBH-300/1140 型磁力起动器；10、11-西门子 8SK9256-5BA02 型开关；12-西门子 8SK9256-5BA01 型开 关；13、14-BRUSH1500kVA-6/3.4kV 型移动变电站；15-KBSGZYT000kVA/6/1.2kV 型移动变电站；16-乳 化液泵、喷雾泵及其控制开关； 17-轨道； 18-带式输送机； 19-液压支架1）工作面设备（1）采煤机，德国艾柯夫公司生产的EDW-450/1000L直流电牵引采煤机。总装机功率 为1080kW，其中2台截割电动机，每台功率500kW,额定电压3300V,额定电流108A； 2台 直流牵引电动机，每台功率40kW,额定电压直流520V，额定电流83A。两台截割电动机同 时起动。（2）工作面刮板输送机，采用德国HB公司制造的EKF1000HB280型输送机，机头及机 尾采额定功率为200/400kW的双速电动机，其额定电压3300V,额定电流61/88. 3A。2）顺槽机电设备（1）破碎机，采用德国HB公司生产的SK-11/14型破碎机，其额定功率为175kW,额 定电压1140V,额定电流105A。（2）转载机，采用德国HB公司生产的EKF1000HB280型转载机，其额定功率为175kW, 额定电压1140V,额定电流105A。（3）顺槽带式输送机，采用淮南煤机厂的SSJ-1200/400型输送机（共3部），每部带 式输送机额定功率为2X200kW,额定电压1140V,额定电流120.8A。带速3.15m/s，带宽 1.2m。（4）乳化液泵，英国产S200型2台，额定功率150kW，额定电压1100V,额定电流99A。（5）喷雾泵，WPZ-320/10型2台，额定功率75kW，额定电压1140V,额定电流46.4A。 （ 6）采煤机控制开关，采用德国西门子公司的 8SK9256-5BA01 型磁力起动器，额定电 压3300V,额定电流400A。（7）刮板输送机控制开关，采用德国西门子公司的 8SK9256-5BA02 型磁力起动器，额 定电压3300V,额定电流2X400A （双回路）。（8）移动变电站，采用2台英国布拉什公司的BRUSH1500kVA-6/3.4kV移动变电站， 分别供电给采煤机和刮板输送机；采用3台国产KBSGZY-6/1.2kV移动变电站，分别供电给 转载机、破碎机、泵站、带式输送机等设备。3电压等级采区变电所送来高压6kV，经过移动变电站分别向用电设备供电。（1）3300V 电压，采煤机和刮板输送机。（2）1140V电压，转载机、破碎机、泵站、带式输送机。（3）660V电压，绞车、水泵等（图中未画出来）。5.2 工作面移动变电站及配电点位置的确定 根据巷道布置和生产设备的位置，各台移动变电站放置在不同的位置。向采煤机供电的1 号移动变电站，向刮板输送机供电的2号移动变电站，向破碎机、转 载机、乳化液泵、喷雾泵供电的3号移动变电站放置在距离工作面350m的联络巷内，随着 工作面的推进，当移动变电站距离工作面约100m时，将移动变电站移至下一个联络巷道内。向第二部、第三部带式输送机供电的4号移动变电站，设置在第二、三部带式输送机机 头附近的联络巷道内。向第一部带式输送机供电的5 号移动变电站，设置在设备巷道内，离第一部带式输送机 机头约 70m。工作面配电点开关等装在平板矿车上，离工作面50100m，随着工作面的推进与带式输 送机机尾同时移动。5.3 综采工作面负荷统计及移动变电站的选择 1负荷统计根据用电设备电压等级、设备的布置位置，选用 5 台移动变电站（不包括二次电压为 690V 的移动变电站），按移动变电站分组进行负荷统计，见表5-1。表5-1综采工作面负荷统计供电设备用电设备及型号电动 机台 数额定功率/kW额定电压/V额定 电流/A功率 因数cosN起动电流备注1#移动变采煤机 EDW-450/1000L2+22XAC33OO、2X0.852X截割电站500+2XDC520108+2叫电动40X831252.8机牵引电动机小结功率/kW1080加权平均功率因数0.852#移动变电站刮板输送机EKF1000HB2802高速2X400低速2X200AC330088.361.00.85583281双速 电动 机小结功率/kW加权平均功率因数8000.853#移动变电站破碎机SK-11/14117511401050.85766转载机 EKF1000HB280117511401050.85766乳化液泵S20011501100990.85643.5乳化液泵S20011501100990.85643.5喷雾泵 WPZ-320/10175114046.40.85喷雾泵 WPZ-320/10175114046.40.85小结功率/kW加权平均功率因数8000.854#移动变电站带式输送机SSJ-1200/40022X20011402X120.80.852X725带式输送机SSJ-1200/40022X20011402X120.80.852X725小结功率/kW加权平均功率因数8000.855#移动变电站带式输送机SSJ-1200/40022X20011402X120.80.852X725其他56011402700.85集运巷小结功率/kW加权平均功率因数9600.75合计 /kW44402移动变电站容量的选择由于采煤机（总装功率1080kW）、刮板输送机（800kW）单机容量较大，再考虑过电 流保护装置灵敏系数要求，分别由 1 台移动变电站来供电。1 ） 1 号移动变电站（向采煤机供电）计算容量 ScaK工PdeNCOS申wm1X10800.85=1270.6k VA需用系数取 1；加权平均功率因数取电动机的额定功率因数，即0.85。选用英国 BRUSH1500kVA 6/3.4kV 型移动变电站，S =1500kVA>S =127.6kVA,满NCa足要求。2）2 号移动变电站（向刮板输送机供电）K 工 P 1 x 800计算容量S二n = = 941.2kVAcacos p0.85wm考虑移动变电站的通用性、互换性，仍选用英国BRUSH1500kVA, 6/3.4kV型移动变 电站，S“=1500kVA>S =941.2kVA，满足要求。Nca3号至5号移动变电站因为二次电压为1200V，其容量的计算、选用第4章已介绍过，这里不再计算。5.4 供电系统的拟定及设备选型1供电系统的拟定（1）3300V 供电系统如图5-2 所示。图 5-2 综采工作面 3300V 供电系统图 5-3 综采工作面供电系统EDW-450/1000L200/400kW 200/400kW 机头 机凰 EKF1000HB280 工作送机2）综采工作面供电系统如图3-3 所示23300V 控制开关选型根据煤矿井下综采工作面电气设备原则，采煤机与刮板输送机的控制开关选型见表5-2。表 5-2 3300V 起动器选型用电设备选用开关备注型号额定电压/V额定电流/A采煤机8SK9256-5BA013300400一回路刮板输送机8SK9259-5BA0233002X4002台双回路开关33300V 电缆选型1）选型原则3300V 电缆选型主要是依据电压等级、工作条件、使用环境等因素来确定。综采工作面 应采用铜芯、不燃橡套电缆，经常移动的电缆应采用双屏蔽型，并保证机械强度的要求。2）移动变电站至开关的干线电缆采用德国西门子公司的NYHSSYCY3X95型电缆，与西门子8SK9型控制开关配套使 用。该电缆在结构上有与各芯线同轴的接地保护导线，如果出现接地故障，生发相间短路之 前，电缆即断电，实现超前切断。外同轴监测导线与钢丝编织套及保护接地线相连，以保证 在发生接地故障之前，及时探出进入电缆可穿透电缆保护套的外来导体。该电缆的绝缘套和 保护套都采用以聚乙烯为主的热塑绝缘材料。3）采煤机电缆采用德国西门子公司的NTSCGECRLWOD3X95型拖曳电缆，与西门子8SK9型控制开 关配合，可对电缆进行监控。其绝缘层采用以乙丙橡胶为主体的合成橡胶复合材料，绝缘电 阻值高，抗热性强，热稳定性好，耐臭氧。外护套由氯丁橡胶制成，其抗撕裂、抗剪切能力 强，耐磨、耐油脂和抗化学品腐蚀能力强，阻燃性好。导线和绝缘层周围的导电橡胶屏蔽层 用于控制电场并防止出现危险的局部放电。4）刮板输送机电缆采用西门子公司的NTSCGECWOEU3X35型电缆，其结构与采煤机电缆基本相似。5.5 6kV 电缆截面选择1按长时允许电流选截面给采煤机、刮板输送机供电的移动变电站，选用2条UGSP-3X50+25/3+js型电缆（新型号为UYPJ-3.6/6-3 X 50+3 X 25/3+3 X 2.5）并联，其长时允许电流为I =2X 170=340Ap采煤机的额定电流 ：IN1= 2X108+2X83X500/3300 = 241.2A 上式中500/3300为机载变压器的变压比。刮板输送机的额定电流 ：IN 2= 2X88.3 = 176.6A1号、2号移动变电站低压侧总负荷电流：I二I + I =241.2+176.6=471.8ANN1N 2折算至6kV侧电流为:r ur 3.4 '2 N二 471.8 X1 UJ< 6丿1N二 236.8 a高压电缆的允许电流I =2X170>工I = 236.8A，满足要求。p2按经济电流密度校验考虑高压负荷的需用系数Kd =0.75，则高压电缆长时负荷电