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综采放顶煤工作面供电设计 一、工作面供电系统的拟定
综采放顶煤工作面供电由中央变电所13#和15#高压板分别馈出两趟6KV供电线路，经皮带机巷道至工作面运顺口进入工作面运顺皮带机巷道，电流变比为300/5,中央变电所至工作面运顺口距离为600米。13#高压柜负荷为：工作面安装三台移动变电站，1#为KBSGZY-630KVA-6/1.2KV变压器，2#为KBSGZY-2000KVA-6/1.2KV变压器，3#为KBSGZY-1000KVA-6/1.2KV变压器。15#高压柜负荷为：工作面两道低压供电系统及运顺第一部皮带运输机，由第一部皮带机头处630KVA/0.69KV变压器供电（暂时用中央变电所3#高压柜带，皮带机巷有一个高压线盒，高压线盒距工作面运顺移变处距离为80米）。详见附图。
二、工作面供电系统
中央变电所15#高压板6KV供电→皮带机巷道→工作面运顺皮带机630KVA移变。中央变电所13#高压板6KV供电→皮带机巷道→工作面运顺皮带机巷道→工作面运顺切眼外100米处三台移变。 （一） 主要用电设备统计
附表一：
序号 设备名称 设 备 型 号 台数 工作电压（V） 负荷容量（KW） 额定电流（A）
一 综放工作面设备
1 液压支架 ZF6400/17/32 102
2 采煤机 MG-300/700WD 1 1140 710 448
3 工作面刮板机 SGZ764/400 1 1140 400 256
4 工作面后部刮板机 SGZ764/400 1 1140 400 256
5 转载机 SZZ764/200 1 1140 160 128
6 破碎机 PCM1000 1 1140 110 70
7 乳化液泵 BRW315/31.5 1/2 1140 125 80
8 喷雾泵 BPW320/6.3 1 1140 45 29
9 皮带运输机 DSJ100/80/2*160 1 1140 320 205
10 照明综保 ZBZ-4 1 127 2 9
小计 2272
1 皮带运输机 DSJ100/80/2*160 1 660 320 336
2 调度绞车 JD-25 4 660 4×25 26
3 排水泵 QSB-7.5 2 660 2×7.5 8
4 无极绳绞车 JW-110 1 660 110 116
5 调度绞车 JD-25 1 660 25 26
6 潜水泵 QSB-15 2 660 2×7.5 8
7 回柱绞车 JH-20T 3 660 3×25 26
8 信号综保 ZBZ-4 2 127 4 18
小计 664
合计 2936
（二）供电设备一览表
附表二:
序号 设 备 名 称 型 号 数量 备注
1 移动变压器 KBSGZY-1000/6/1.14KV 1台
2 移动变压器 KBSGZY-2000/6/1.14KV 1台
3 移动变压器 KBSGZY-630/6/0.66KV 2台
4 高爆开关 BGP9L-6A,300A 1台
5 馈电开关 KBZ-400 2台
6 真空启动器 QJZ-315S 5台
7 真空启动器 QJZ-315 5台
8 真空启动器 QBZ-200 5台
9 真空启动器 QBZ-120 2台
10 真空启动器 QBZ-80 10台
11 真空启动器 QBZ-80N 7台
12 信号综保 XBZ-4 3台
13 高压电缆 MYPTJ-6KV-3*70+1*25/3 2000M
14 千伏级电缆 MCP-1200-3*95+1*35 700M
15 千伏级电缆 MYP-1200-3*95+1*35 650M
16 千伏级电缆 MCP-1200-3*50+1*25 1800M
17 千伏级电缆 MCP-1200-3*16+1*10 200M
18 矿用电缆 MY-660-3*50+1*25 2500M
19 矿用电缆 MY-660-3*16+1*10 200M
20 信号电缆 MY-130-3*2.5+1*1.5 3000M
三、工作面负荷计算、变压器容量及台数确定
工作面负荷之和：Σpe = 125（泵站）+160（转载）+110（破碎）+45（喷雾泵）+2×200（溜子）+2×200（溜子）+710（煤机）+2（照明）+320(皮带)＝2272(kw)
1、工作面采煤机和备用乳化液泵负荷由（1#）移变带，选择：
ΣPe ＝ 710＋+125＝835（KW）
Kx = 0.4+0.6×(Pmax/ΣPe)
= 0.4+0.6×(600/835)
= 0.83
式中：Kx——需用系数；
Pmax——容量最大电机额定功率；
Σpe——电机额定功率之和（下同）。
Sj1 = ΣPe . Kx/COSφ
＝835×0.83/0.7
＝ 990（KVA）
式中：Sj1——移变视在功率
COSφ——移变所带设备加权平均功率因数。
拟选一台KBSGZY－1000-6000/1140移变。
2、工作面前、后刮板运输机、转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾水泵、第二部皮带运输机、信号负荷由(2#)移变带，选择:
Σpe ＝ 2×200+2×200+160+110+125+45+320+2＝1562（KW）
Kx = 0.4+0.6×(Pmax/Σpe)
＝ 0.4+0.6×（400/1562）
＝0.56
Sj2 = ΣPe Kx/COSφ
＝ 1562×0.56/0.7
＝1250（KVA）
拟选一台KBSGZY－2000KVA-6000/1140移变。
3、工作面切眼运顺口66V供电由(3#)移变带，选择:
Σpe ＝ 3×25+25+2×7.5＝ 115（KW）
Kx = 0.4+0.6×(Pmax/Σpe)
＝ 0.4+0.6×25/115
＝0.53
Sj3 = ΣPe Kx/COSφ
＝115×0.53/0.7
＝87（KVA）
拟选一台KBSGZY－630KVA-6000/660移变，同时作为1140V备用电源。
1105两道运输系统负荷由1105运顺第一部皮带机处KBSGZY-630KVA-6000/660V移变供电，其选择为：
Σpe ＝ 2×160+4×25+2×7.5+110+25+2×7.5+3×25+4＝664（KW）
Kx = 0.4+0.6×(Pmax/Σpe)
＝ 0.4+0.6×（320/664）
＝0.69
Sj4 = ΣPe Kx/COSφ
＝ 664×0.69/0.75
＝610（KVA）满足要求。
四、低压电缆选择计算
移变安装在运顺离切眼150m处，移变距设备列车20m。
1、采煤机:
ΣIe = 424(A) ΣIe ——采煤机电机额定电流之和。
拟选MCPB-1.2KV－3×95+1×35/3+4×2.5电缆两根，长度2×350m，额定电流2*260A。
3、溜子电缆选择：
Ie = 120(A)
前部溜头拟选MCP-1.2KV－3×50+1×25/3+4×2.5电缆两根（高、低速各一根），额定电流185A，长度2×200m，溜尾拟选MCP-1.2KV－3×50+1×25/3+4×2.5电缆两根（高、低速各一根），额定电流185A，长度2×350m。放顶煤后部溜子用电缆型号、规格、长度与前部溜子一样为2×200m+2×350m=1100米。
4、工作面其他设备负荷，第二部皮带机选用MYP-3*95电缆供电，供电距离500米。
其它设备拟选MYP－3×35电缆，额定电流138A，长度最长180m（破碎机）。
五、按启动时的允许电压损失校验电缆截面
溜子
1、线路损失
ΔUgQ = ( Iq.Lg.COSØ.Kx×103)/（r.Ue.Ag）
＝1.732*200*0.64*6*350*0.7*0.7*1000/42.5*1140*50=94 （V）
式中：Iq ——电机启动电流；
Lg —— 电缆长度；
Kx —— 需用系数；
Ue —— 电网额定电压；
Ig —— 干线电缆额定电流；
Ag —— 干线电缆截面；
COSφ——启动时的功率因数。
2、变压器电压损失：
=1.732*（200×0.64×6+1362×0.64×0.56）*（0.0347*0.8+0.0475*0.6）
=122V
KBSGZY-2000KVA/6/1.14KV变压器技术参数:
Rb1=0.0374Ω，Xb1=0.0475Ω
ΔU ＝ ΔuzQ＋ΔugQ ＝ 94＋122＝216<285（V）
所选电缆合格
煤机：
1、线路损失
ΔUgQ = ( Iq.Lg.COSØ.Kx×103)/（r.Ue.Ag）
=(1.732*(600*0.64*6+110*0.64)*350*0.7*0.83*1000/42.5*1140*2*95)=91 （V）
式中：Iq ——电机启动电流；
Ie— 已启动煤机截割电机额定电流
Lg —— 电缆长度；
Kx —— 需用系数；
Ue —— 电网额定电压；
Ag —— 干线电缆截面；
COSφ——启动时的功率因数。
2、变压器电压损失：
=1.732*(300*0.64*6+410*0.64*0.83)*（0.0936*0.7+0.0101*0.7）
=189V
ΔU ＝ ΔuzQ＋ΔugQ ＝ 91＋189＝280<285（V）
合格
设备正常工作时，按允许电压降计算：
煤机为工作面最大负荷，故按煤机校验电压损失
线路损失：
⊿U1%= =
=3.1%
R0—MCP-3*952煤机电缆电阻值为0.247Ω/km,两根并联。
X0-- MCP-3*952煤机电缆电抗值为0.075Ω/km,两根并联。
⊿U1= 22V 变压器损失：
⊿UT= 62.2V
△ UX—KBSGZY-1000KVA/6/1.14KV移变绕组电抗压降百分値，%。
⊿UX= = 5.455%
Ud%--变压器阻抗压降百分値，为5.5%；
Ur%--变压器绕组电阻压降百分値，%。
Ur%=⊿P/10Se=7000/10*1000=0.7 %
ΔUT+ΔU1=22+62.2==84.2V<117V
所选电缆合格。
六、高压电缆选择
按长时允许电流选择电缆
工作面负荷2272KW ,工作面两道负荷664KW，合计2936KW。
Ie=2272/1.732×6×0.8==273(A)
Kx=0.8，负荷率按80%考虑
Ia=Kx*Ie=0.8×273=218 (A)
拟选MYPTJ-3×70＋3×25/3+3×2.5，长期允许电流220A，长度1950m，在移变前端加一台高爆开关，电流300/5A。运顺皮带机头630KVA移变电源来自1106综采面高压电缆串接。
高压开关整定 互感器为300∕5
短路保护： Iz＞
=1.2*（600*0.64*6+0.8*0.64*1672）∕5
=758.4A N=758.4/60=12.64A，取13A。
过流保护：
=1.2*0.8*2272*0.64∕5
=279A N=279/60=4.65
取5A，时限7s，运顺开关列车高爆整定5A,时限5秒。
整定：Iz=5A,短路Izd=2.6倍过流值。 校验：1000KVA移变出口端处短路电流：
系统容量取100MVA，系统电抗値Xx=0.0144Ω
Id1（2）
= = =1200/(2* )=5080A
∑R=R1/Kb2+Rb+R2=0.294×2/52+0.0101+0=0.03362Ω
∑X=Xx+Xg/Kb2+Xb=0.0144+0.072×2/52+0.0931=0.11326Ω
70mm2高压电缆的电阻、电抗値分别为0.294Ω和0.072Ω.
1000KVA移变电阻和电抗値查表分别为：0.0101Ω和0.0931Ω
Km=Id(2)/Kb*IZ=5080/5*780=1.3 ＞1.25 符合要求.
校验：2000KVA移变出口端处短路电流：
系统容量取100MVA，系统电抗値Xx=0.0144Ω
Id2（2）
= = =1200/(2* )=6593A
∑R=R1/Kb2+Rb+R2=0.294×2/52+0.0374=0.06092Ω
∑X=Xx+Xg/Kb2+Xb=0.0144+0.072×2/52+0.0475=0.06766Ω
70mm2高压电缆的电阻、电抗値分别为0.294Ω和0.072Ω.
2000KVA移变电阻和电抗値查表分别为：0.0374Ω和0.0475Ω
Km=Id(2)/Kb*IZ=6593/5*780=1.69 ＞1.5 符合要求.
七、移变过流整定及灵敏度系数校验
1#移变，700KW采煤机
短路保护：
=0.64*600*6+0.83*0.64（110+125）=2429A 取2750A
Id3（2）=5300A(350m2*95mm2电缆折算长度93米)
Km=5300/2750=1.93>1.5 合格
过流保护：
=835*0.64
=534A 取550A时限7s。
整定：Iz=550A,短路Izd=5倍过流值。
采煤机开关整定：
=0.64*300*6+0.64*110=1222A 取1300A
Km=5300/1300=4>1.5
合格
过流保护：
=1.2*0.8*410*0.64
=252A 取260A时限7s。
整定：Iz=260A,短路Izd=5倍过流值。
另一台开关IZ1=200A,7S；
IZ2=1200A。
乳化液泵开关整定
=0.64*125*6=480A 取500A
Km=5300/500=10.6>1.5
合格
过流保护：
=1.2*0.8*125*0.64
=77A 取80A时限7s。
2#移变：
计算短路电流：
（1）2000KVA移变出口端处短路电流Id（2）=6593A
2#移变低压总开关整定
=0.64*400*6+0.64*1170*0.8=2135A 取3000A
Km=6593/3000=2.2>1.5
合格
过流保护：
=1.2*0.8*1570*0.64
=965A 取1000A时限7s。
整定：Iz=1000A,短路Izd=3倍过流值。
(2)工作面溜子尾处短路电流和开关整定
MYP-3*50mm2电缆电阻和电抗値为0.491Ω/km和0.081Ω/km,电缆长度为350米。
∑R=R1/Kb2+Rb+R2=0.294×2/52+0.0374+0.491*0.35=0.23277Ω
∑X=Xx+Xg/Kb2+Xb
=0.0144+0.072×2/52+0.0475+0.081*0.35=0.096Ω
Id4（2）
= = =1200/(2* )=2383A
前、后部溜子短路保护：
=0.64*200*6=768A 取800A
Km=2383/800=3>1.5
合格
过流保护：
=1.2*0.8*200*0.64
=123A 取130A时限7s。
整定：Iz=130A,短路Izd=6倍过流值。
(3)第二部皮带机处短路电流和开关整定
MYP-3*50mm2电缆电阻和电抗値为0.491Ω/km和0.081Ω/km,电缆长度为480米。
∑R=R1/Kb2+Rb+R2=0.294×2/52+0.0374+0.491*0.48=0.2966Ω
∑X=Xx+Xg/Kb2+Xb
=0.0144+0.072×2/52+0.0475+0.081*0.48=0.10654Ω
Id5（2）
= = =1200/(2* )=1905A
第二部皮带机短路保护：
=0.64*320*6=1229A 取1250A
Km=1905/1250=1.524>1.5
合格
过流保护：
=1.2*0.8*320*0.64
=197A 取210A时限7s。
整定：Iz=210A,短路Izd=6倍过流值。
转载机、破碎机和乳化液泵等距离近，不再校验。
3#移变
作为备用变压器，可作为660V供电电压，运顺里头电源用电。
八、两道660V供电系统验算部分
移动变压器整定：
（1）短路保护：
=320*6*1.1+0.5*344*1.1 =2301 取2400A
Id6（2）=6093A(60m50mm2电缆折算长度60米)
Km=6093/2400=2.54>1.5 合格
过流保护：
=0.69*664*1.1
=504A 取510A，时限7s。
整定：Iz=510A,短路Izd=5 倍过流值。 回风顺槽入口增加一台KBZ-400A馈电开关，保护回风顺槽电缆，其短路保护为：
=110*6*1.1+0.4*67*1.1 =756 取760A
Id7（2）=2229A(35，50mm2电缆折算长度300米)
Km=2229/760=2.9>1.5 合格。
过流保护：
=0.6*177*1.1
=117A 取120A，时限7s。
整定：Iz=120A,短路Izd=6倍过流值。
回顺里段短路电流
Id9（2）=451A(35，50mm2电缆折算长度1650米)。
运顺开关短路整定为：
短路保护：
=25*6*1.1+117*1.1*0.4=220A取240A
Id8（2）=464A(16mm2200m,50mm21000m电缆折算长度1600米)
Km=464/240=1.93>1.5 合格
过流保护：
=0.6*142*1.1
=94A 取100A，时限7s。
整定：Iz=100A,短路Izd=2.4倍过流值。 运顺皮带机开关短路整定为：
短路保护：
=320*6*1.1=2112A取2400A
Id（2）=6093A(50mm260米电缆折算长度60米)
Km=6093/2400=2.54>1.5 合格，满足要求。
过流保护：
=320*1.1
=352A 取400A，时限7s。
整定：Iz=400A,短路Izd=6倍过流值。
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