宁夏煤矿综采工作面供电设计计算.doc

3301 综采工作面供电设计计算一、已知资料：3301工作面所在煤层为Ⅲ—2煤，水平为一水平，盘区为三盘区 3301工作面走向长度864m，工作面 倾向长度208m， 倾角0 —3°，煤层厚度2.65—3.35m，平均厚度3.04m，容重 1.22*103 kg/ m3，采煤方法为走向长壁后退式一次采全高1. 设备选用1）工作面设备（1）采煤机，西安煤机有限公司生产的 MG650/1620-WD 型电牵引采煤机总装机功率为 1620kW，其中 2 台截割电动机，每台功率 650kW，额定电压 3300V，额 定电流 136A；额定功率因数(cosΦ) ：0.85，2 台交流牵引电动机，每台功率 90kW，额定电压直流 380V，额定电流 169A，额定功率因数(cosΦ)：0.87，两台截割 电动机不同时起动2）工作面刮板输送机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司制造的 SGZ1000/1400 型输送机，机头及机尾其额定功率为 700/350，额定电压(V)：3300 伏的双速电动机，其额定电流 150/74A2）顺槽机电设备（1）破碎机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司生产的 PLM3000 型破碎机，其额定功率为 315kW，额定电压 1140V，额定电流 192A。

2）转载机，采用宁夏天地奔牛实业集团有限公司生产的 SZZ1000/315 型转载机，其额定功率为 315kW，额定电压 1140V，额定电流 204.75A3）顺槽带式输送机，采用淮南煤机厂的 SSJ-1200/400 型输送机，每部 带式输送机额定功率为 2×315kW，额定电压 1140V，额定电流 120.8A带速 3.15m/s，带宽 1.2m4）乳化液泵，无锡威顺煤矿机械有限公司产 BRW400/31.5X4A 型 3 台，额定功率 250kW，额定电压 1140V，额定电流 146A5）喷雾泵，BPW400/16 型，2 台，额定功率 125kW，额定电压 1140V，额定电流 46.4A回柱绞车，JH-20 型 2 台，额定电压 1140V，额定电流76A6）采煤机、刮板输送机控制开关，采用 8SKC9215-3300-9 型磁力真空起动器，额定电压 3300V，额定电流 2×800A（双回路）7）转载机、破碎机、乳化泵、喷雾泵控制开关，采用 8SK9215-1350/1140-9 型磁力起动器，额定电压 1140V，额定电流 4×450A（四回路）二、工作面设备布置如附图综采工作面供电系统负荷计算：1. 电压等级：中央变电所经过 2540 米送来高压 10kV，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3）660V 电压，绞车、水 泵等2. 负荷统计:根据用电设备电压等级、设备的布置位置， 拟选用 4 台移动变电站，按移 动变电站分组进行负荷统计综采工作面负荷统计1#移动变电站设备名称部位 电动机型号电动机数 额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN截割电机 YBCS-650A 2 650×2 3300 136×2 0.85牵引电机 2 90×2 380 169×2 0.87MG650/1620-WD 型采煤机调高电机 1 40　 3300 10.8 0.86功率∑P N 1520KW小 结 加权平均功率因cosφwm0.852#移动变电站设备名称型号 电动机型号 电动机数 额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN刮板输送机SGZ1000/1400YBSD-700/350-4/8（双速电动机2 700/350×23300 150/74×2 0.82功率∑PN 1400KW小 结加权平均功率因cosφwm0.823#移动变电站设备名称型号 电动机型号电动机数 额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN转载机SZZ1000/315YBSS-3151 315 1140 204 0.88破碎机 PLM3000 YBS-315 1 315 1140 192 0.87乳化泵 BRW400/31.5X4A 3 250 1140 146 0.86喷雾泵 2 125 1140 76 0.87功率∑P N 1005KW小 结 加权平均功率因cosφwm0.874#移动变电站设备名称型号 电动机型号电动机数 额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN潜水泵QB-15/122 15 660 17 0.82回柱绞车HJ—20 YBS-22 2 22 660 26 0.85功率∑P N 74KW小 结 加权平均功率因cosφwm0.84三、移动变电站容量选择：根据供电系统的拟定原则，拟选择 4 台移动变电站。

由于采煤机（总装功率1620kW）、刮板 输送机（700kW）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 号移动变电站选择1 号移动变电站拟向采煤机供电，其计算负荷为 152078cosΦ .8deNawmKPSkVA式中 —需用系数，取dede —加权平均功率因数，取 0.85wmcos选取 1 台 KSGZY-2000/10，10000V/3300V，额定容量为2000kVA＞1788kVA，满足供电的要求2）2 号移动变电站的选择2 号移动变电站拟向刮板输送机供电，变压器的容量计算值为 14067cosΦ .85deNawmKPSkVA式中： —需用系数，取 ， =0.85dedeKwmcos选用 1 台 KSGZY-2000/10 型移动变电站，10000V/3300V ，额定容量2000kVA＞1647kVA，满足要求3）3 号移动变电站的选择3 号移动变电站拟向乳化泵、喷雾泵、破碎机、转载 机等供电，变压器的计算容量为KVA 0.581679.24cosΦ 7deNawmKPS式中： max315.46.00.8deN=0.87wmcos现有 KSGZY-1600/10 型移动变电站，10000V/1200V ，其额定容量1600kVA＞679.24kVA，满 足要求 。

4）4 号移动变电站的选择4 号移动变电站拟向回柱绞车、采区水泵等供电， 变压器的计算容量为0.57849cosΦdeNawmKPS式中： max20.460.460.578deNPK=0.87wmcos现有 KSGZY-100/10 型移动变电站，10000V/690V，其额定容量100kVA＞49kVA，满足要求四、 供电系统的拟定及高压电缆选择根据综采工作面机电设备的布置情况，各台移动变电站所带的负荷，初步拟定出如附图所示的综采工作面供电系统图为了节省篇幅，将供电系统的初步计算图与校核计算后的供电系统图绘制在一张图上，即图中的电缆型号、起 动器的型等是在校核后 选定的，并 标注在图上1. 高压电缆选择（1）型号的确定，向移动变电站供电的 10kV 高压电缆选用 MYJV22-10kV 电缆向 4 台移动变电站供电 的总负荷电流：—需deK用系数， ；59.036.406.40maxNdePK—加权平均功率因数，取 0.7；wcos=10000V—额 定电压NU（2）按经济电流密度初选主截面： 其经济截面为：3m1IcosΦdeNaxcwIU 3.7816..mm2max.196.387.25wedIAJ经济电流密度查表，取 =2.25A/mm2。

edJ最后选高压电缆的长度 29450m， 其型号可选现有 MYJV22-10/240×3+3×25 所用电缆截面偏大， 热稳定校验 和电压损失校验均能通过时，满足使用要求3）按长时最大允许负荷电流校验查表得 MYJV22-10/240×3+3×25 型电缆的长时最大允许负荷电流 Ip=513A长时最大负荷电流 =196.3AcaI=196.3A＜ =513A，满足要求caIp（4）按热稳定条件校验电缆截面mm2＜240mm 2，满足热稳定要求CtIAphsmin0.52468.1式中 A考虑电缆入口处发生短路时，其值最大，3463brsaSIU也就是最不利的情况5）按允许电压损失校验电缆截面供电系统见图，MYJV22-10/240×3+3×25 型电缆查表得， 时，74.0cos2400mm2 铜芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.185%按公式：ΔU1=KPL试中 Ｋ—每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，其数值可查表Ｐ—电缆输送的有功功率，MWL—电缆线路长度，ＫＭΔU1=KPL＝0.185%×３.999×2.54=1.88%用同样的方法可求出地面变电所到井下中央变电所的总压降：ΔU2=3.75%，则总压降：ΔU=1.88%+3.75%=5.63%<10%。

所选 MYJV22-10/240×3+3×25 型高压电缆能够满供电的要求五、 低压电缆截面的选择1．低压电缆型号的确定供电系统见图，选择的低压电缆要符合《煤矿安全规程》的规定根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定 电缆的型号向采煤机供电电缆应选双屏蔽型ＭCP Ｔ型，向喷雾泵 、乳化液泵、刮板输送机等供电电缆选 MYP型2. 按长时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表也可以用下面公式计算： NNcaUPIcos3103各电缆截面初选结果列在下表中表： 按电动机额定电流与电缆机械强度要求初选低压电缆截面负荷名称 机械强度要求最小截面/mm 2长时负荷电流/A长时负荷电流要求的最小截面/mm 2初选标准截面/mm 2长度（Ｍ）采煤机刮板机头（高速）刮板机头（低速）转载机（高速）转载机（低速）破碎机35~5035~5035~5035~5035~5016~3516~3516~3516~3516~3516~35347.641507420415219214614614676761205050705070505050252512050507050705050502525４００４００４００４５０４５０４２０５０４０３０６０５５1#乳化液泵2#乳化液泵3#乳化液泵1#喷雾泵2#喷雾泵1#回柱绞车1#回柱绞车照明6~166~1642525510102.516162.5２００2０3. 按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面《煤矿井下供电设计技术规定》条规定“对距离最远、容量最大的 电动机（如采煤机、工作面输送机等），在重载情况下应保证起动 ，如采掘机械无 实际最小起动力矩数据时，可按 电动机起 动时的端电压不低于额定电压 的 75%校验。

正常运行时电动机的端电压允许偏移额定电压的±5%，个别特别远的电动机允许偏移-8% ~ -10%不同电网电压下的正常与最大允许电压损失表正常运行时电动 机负偏移 -5%UN个别情况下电动机最大负偏移 -10%额定电压 /V变压器副边额定电压U2N=1.05UN/V 电动机最小端电压Umo=0.95UN/V允许电压损失ΔUp=U2N-Umo/V电动机最小端电压Umo=0.9UN/V允许电压损失ΔUp=U2N-Umo/V127380660114033001334006931200346512136162710833135123966117330114342594102629701958991744951）1 号移动变电站供电系统（1）正常运行时的电压损失① 变压器的 电压损失查表得 KSGZY-2000/10， 10000/3300V 移动变电站 负载损耗∆ PN=4950W，阻抗电压 u%=5.5%，计算移 动变电站每相电阻、电抗值Ω0135.2.4952NTSUPRΩ。