贵州五轮山煤业有限公司1803综采工作面供电设计
编制人：
编制单位：综采办公室
编制时间：
审批人员签字
调度室：年月日技术部：年月日安监部：年月日机电部：年月日综采办：年月日副总工程师：年月日批准人：年月日
一、概述
1803工作面为走向长壁俯斜开采，运输顺槽平均坡度13°，最大坡度20°。采用固定、加移动电站方式布置，先期布置到1803运顺切眼以外100米处，以后设备列车通过JSDB-10型回柱绞车进行整体移动式下放，采用40T链条配合卡轨器分别固定到轨道上，三台移动变压器、2台乳化泵、2台喷雾泵及泵箱固定在8煤集中运输巷（1803运顺开口位置）。后期回采过程中，采用JSDB-10回柱绞车分次下放设备列车，直到工作面停采线以外。
二、供电系统
1）供电系统回路如下：
1、井下中央变电所—+1330m水平轨道大巷—8煤辅运巷—8煤集中运输巷—（10KV）移动变电站(1140V)—1803运输顺槽—组合开关—工作面设备。
2、工作面运顺胶带输送机供电由井下机车充电硐室单独敷设一条电缆。其供电回路为：井下机车充电硐室—+1330m水平轨道大巷—8煤辅运巷—8煤集中运输巷—1803运输顺槽胶带输送机
2）1803工作面综采设备装机总容量为2281KW，分为3台移动变电站供电。其中：
1#移动变电站设备总功率：1226KW。
2#移动变电站设备总功率：835KW。
3#移动变电站设备总功率：220KW
三、负荷统计及分配
（1）设备负荷统计表
（2）负荷分配情况
根据变压器容量，台数及设备的功率，大致分组如下：
1.KBSGZY—1600移动变电站
●MG300/701－WD 采煤机 P e=2×300+2×45+11=701kw
●GRB315/ 1#乳化泵 P e=200kw
●KPB315/16 1#喷雾泵 P e=125kw
●SZZ764/200 转载机 P e=200KW
ΣP=1226KW
2.KBSGZY—1000移动变电站
●SGZ764/400 刮板输送机 P e=2×200=400KW
●PLM1000 破碎机 P e=110 kw
●GRB315/ 2#乳化泵 P e=200 kw
●KPB315/16 2#喷雾泵 P e=125kw
ΣP=835KW
3.BSGZY—500移动变电站
●DSJ80/40/2X55 皮带运输机 P e=55kw
●JSDB-8 涨紧绞车 P e=
●JSDB-8 涨紧绞车 P e=
ΣP=235KW
（3）变压器容量的验算
根据公式 S
bj =K
X
×ΣP/ COSφpj
式中， S
bj
——所计算负荷总视在功率， KVA
K
X ——需用系数， K
X
=+∑Pe
P
S
——变压器所带负荷中最大电动机的功率，KW
∑Pe——变压器所带设备电动机的总功率， KW
COSφ——变压器所带设备电力负荷的加权平均功率因数，取COSφpj=
（一）、 KBSGZY —1600 1#变电站变压器的容量验算
1.负荷： ∑Pe=701+200+200+125=1226KW
2.验算： S bj =K X ×ΣP/ COSφpj=×1226/= 式中， K X =+×300/1226= 已知： S e =1600 KVA
S bj < S e ，故所选变压器容量满足要求。 （二）、 KBSGZY —1000 2#变电站变压器的容量验算
1.负荷： ∑Pe=200+200+200+110+125=835KW
2.验算： S bj =K X ×ΣP/ COSφpj=×835/= 式中， K X =+×200/835= 已知： S e =1000 KVA
S bj < S e ，故所选变压器容量满足要求。 （三）、 KBSGZY —500 3#变电站变压器的容量验算
1.负荷： ∑Pe=55+55+55+55++=235KW
2.验算： S bj =K X ×ΣP/ COSφpj=×235/= 式中， K X =+×55/235= 已知： S e =500KVA
S bj < S e ，故所选变压器容量满足要求。 附：变压器型号及技术参数据
四、1803综采工作面供电系统的确定
按工作面设备拟定供电系统图，设备列车排序图及工作面设备布置图。 附：图1、图2、图3。
五、1803综采工作面通讯系统的确定
工作面通过KTC101通讯系统构成了全畅通的语言通讯，将工作面顺槽皮带机、转载机在通讯控制上连成一体，方便组织生产。并实现了工作面与胶带输送机司机的通讯、闭锁、集控，消除了生产过程中的安全隐患。
附：图4。
六、电缆的选择
1803采面移变负荷统计表
一）电缆型号确定
1、井下中央变电所向1803运顺移动变压器供电的高压电缆采用MYPJ-6/10型矿用移动屏蔽
监视型橡套软电缆；
2、移动变压器向1803工作面电气设备供电电缆使用MYP/型移动屏蔽软电缆；
二）高压电缆的选择
井下中央变电所向1803工作面移动变压器供电高压电缆截面选择根据经济电流密度计算。井下变电所隔爆高压开关至1803工作面移动变电站选取MYPJ-6/10 3×95 mm2型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆，供电长度为700米。
三）低压电缆截面的计算
（一）1#移动变电站
1）MG300/701－WD 型采煤机供电电缆截面的选取
(1)根据机械强度选择电缆截面
选用3×95+1×25+3×10㎜ 2 型电缆两根。
电缆长度L=×(100+160)=290米，长时允许负荷电流 I
=260A。
y
(2)按长期允许负荷电流校验电缆截面
In= K
∑Pe×1000/3Uηpj COSφpj= ×390×1000/×1140×× =
x
式中，K
x
—需用系数
In—电流中流过的实际工作电流，A
∑Pe—电缆所带负荷有功功率之和，KW
U—电网额定电压，V
η
pj
—电机加权平均效率，
COSφpj—加权平均功率，
长期允许负荷电流I
y
= 260A＞，符合要求。
(3)根据电压损失校验电缆截面
1、采煤机电缆电压损失：
△Uz = Pe×K
f
×L×1000/D×S×U×η
=390××290×1000/（×95×1140×）= 式中， Pe ——电缆输送的有功功率（采煤机）， KW U ——电网额定电压，KV
S ——电缆截面 mm2
L ——高压电缆长度，m
D ——电导率，铜芯橡套电缆取D=
K
f
——负荷率，查表取
η ——效率，查表取
2、干线电缆电压损失计算
用负荷矩电压损失计算，K
x
=,K%=
ΔU
g ％= K
x
×ΣPe×L
g
×K%=×901××=
ΔU
g =ΔU
g
％×1140/100=
式中， K
x
——需用系数；
ΣPe ——电缆所带负荷额定功率之和， KW；
L
g
——干线电缆长度，Km
K% ——千瓦公里负荷矩电压损失百分数；
3、变压器电压损失计算
ΔU％= β（Ur％COSφpj +Ux％Sinφpj）
式中，β—变压器负荷系数
β=ΣS/Se
式中，ΣS—变压器二次侧实际负荷容量之和，KVA Se —变压器额定容量，KVA β=ΣS/Se=1226/1600=
Ur ％=(Pd/Se×10) ％ =（8500/1600×10）％=％ 式中， Pd —变压器负载损耗，W ；查表8500W
Ux ％= 22%%Ur Ud -=2253.05-= %
式中，Ud ％—变压器额定负荷时阻抗压降百分数；查表5％
COSφpj—变压器所带负荷的加权平功率因数； 取
△ U ％= β（Ur ％COSφpj +Ux％Sinφpj）
=×+×=％
变压器损失△U B =U×△ U％/100=×1200/100= 所以，△U = △Uz+ΔU g +△U B =++=
采煤机允许电压损失为△Uy=1200-95%×1140=117V 则：〈 117V
3）按起动条件校核电缆截面
采煤机是重负荷起动，也是采区中容量最大、供电距离较远的用电设备，选择的电缆截面需要按起动条件进行校核。 1. 电动机最小起动电压为
UQmin=Ue aQ KO / =1140×5.2/2.1 = 790V 式中， Ue —电动机的额定电压，V
K O —电动机最小允许起动转矩与额定转矩之比值，取 αQ —电动机在额定电压下的起动转矩与额定转矩之比值，取
2. 起动时支路电缆中电压损失,
△ U ZQ =3I Q L Z COSφQ 1000/γAz =×999×××1000/ ×95= 式中， L Z —支线电缆实际长度，km
COSφQ —电动机起动时的功率因数，取 Az —支线电缆的芯线截面，mm 2
γ—支线电缆芯线导体的电导率，m/(Ω.mm 2),取 IQ —电动机的实际起动电流，A
IQ =Ie Q U Qm in/ Ue=206×7×790 /1140=999A 式中，Ie Q —电动机在额定电压下的起动电流，A U Qm in —电动机最小允许起电压，V
Ue —电动机的额定电压，V
3. 起动时干线电缆中电压损失
△U gQ =3I gQ LgCOS gQ 1000/γAg=×1338×××1000/×95= 式中， γ——干线电缆芯线导体的电导率，m/（Ω．mm 2）； Lg ——干线电缆实际长度，km ； Ag ——干线电缆芯线面积，mm 2
；
IgQ ——干线电缆中实际启动电流，A ； IgQ = 22pj)Iisin Q (IQsin pj)Iicos Q (IQcos φφφφ∑++∑+ =22)54.03416.0999()84.03418.0999(?+?+?+? =1338A
∑Ii——其余负荷电动机正常工作电流之和，A ； cosΦpj——其余负荷的加权平均功率因数； cosΦgq——干线电缆在启动条件下的功率因数； cosΦgq=Iq cosΦQ+∑Ii cosΦpj /IgQ
=(999×+341×/1338=
4. 起动时变压器中电压损失
△Ubq%=Ibq(Ur% cosΦbq +Ux% sinΦbq)/Ibe
=1262××+×/ =
△Ubq=Ube △Ub q%/100
=1140×100=
式中 Ibq ——起动时变压器的负荷电流，A Ibe ——变压器负荷侧额定电流，A ， Ube ——变压器负荷侧额定电压，V ， cosΦbq——起动时变压器负荷功率因数，取
sinΦbq——
起动状态下供电系统中总的电压损失 ∑△Uq=△Uzq+△Ugq+△Ubq
校验条件为
∑△Uq=++= ＜ 410V 故选取的采煤机电缆满足使用要求.
2）SZZ764/200型转载机供电电缆截面的选取 (1) 根据机械强度选择电缆截面
选用 3×70+1×16 ㎜ 2 型电缆，长度80米。 (2) 按长期允许负荷电流校验电缆截面
In= K x ∑Pe×1000/3Uηpj COSφpj= ×200×1000/×1140×× = 112A
长期允许负荷电流I y = 198＞112A ，符合要求。 (3) 根据电压损失效验电缆截面 1、支线电压损失
△Uz =Pe×K f ×L×1000/D×S×U×η=200××80×1000/（×70×1140×）= 2、干线电缆电压损失计算 用负荷矩电压损失计算，K x =,K%= ΔU g ％= K x ×ΣPe×L g ×K%=×901××= ΔU g =ΔU g ％×1140/100= 3、变压器电压损失计算
ΔU％= β（Ur ％COSφpj +Ux％S inφpj） 式中，β—变压器负荷系数 β=ΣS/Se
式中，ΣS—变压器二次侧实际负荷容量之和，KVA Se —变压器额定容量，KVA β=ΣS/Se=1226/1600=
Ur ％=(Pd/Se×10) ％ =（8500/1600×10）％=％ 式中， Pd —变压器负载损耗，W ；查表8500W
Ux ％= 22%%Ur Ud -=2253.05-= %