综采工作面设计举例
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综采⼯作⾯设计举例
22112综采⼯作⾯供电设计
4.9.1 已知资料
⼯作⾯倾斜长150m，⼯作⾯顺槽长980m，⼯作⾯平均倾⾓150，煤质硬度，煤层平均厚度为 m，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
双滚筒电牵引采煤机MG300/700AWD型1台刮板输送机SGZ—764／400型2部液压⽀架ZF4500／17／28型中间架80架ZFG4800／18／30型过渡架2架（2）⼯作⾯运输巷设备
转载机SZB—764／160型2台
带式输送机SSJ—1000／125型1台
破碎机PC—132型1台
乳化液泵BRW-315/31.5型2台
乳化液泵箱XRXTA型1台
调度绞车JH-14型2台
调度绞车JD-11.4型7台
调度绞车JD-25型4台
排⽔泵BQS 型2台2. ⼯作⾯设备布置（见附图）
4.9.2 综采⼯作⾯供电系统负荷计算
1. 电压等级
⼯作⾯电源电压为6kV，来⾃1000m以外的采区变电所，根据⽤电设备的容量与布置，采⽤660V和1140V两种电压等级供电，照明信号电压为127V。2. 负荷统计
负荷统计见下表（三组负荷）
负荷名称电动机额
定功率KW
⼯作
电动
机台
数
设备总
容量KW
额定电压V
额定功
率因数COSΦ
需⽤
系数K
X
MG300/700-AWD型采煤机700 1 700 1140 综采⼯
作⾯的
功率因
数为0.7 根据
K
X
＝0.4＋0.6P
S ／∑
P
N
SGB－764/400型刮板运输
机400 1 400 1140
SGB－764/400型刮板运输
机400 1 400 1140 SZB－764／160型转载机160 1 160 1140
1660
负荷名称电动机额
定功率KW
⼯作
电动
机台
数
设备总容量KW
额定
电压V
额定功
率因数COSΦ
需⽤
系数K
X
综采⼯
作⾯的
功率因
数为0.7
根据K
X
＝0.4＋
0.6P
S
／∑P
N
SZB－764／160型转载机160 1 160 660 PC—132型破碎机132 1 132 660 SSJ－1000／125⽪带机125 2 250 660 排⽔泵371 37 660
JH －14回柱车 14 1 14 660 JD －25调度绞车 25 1 25 660 JD －11.4调度绞车 11.4 5 57 660
675
负荷名称
电动机额定功率KW ⼯作
电动机台
数
设备总容量 KW 额定电压 V 额定功率因数 COS Φ 需⽤系数 K X WRB －200／31.5乳化泵 200 1 200 660 综采⼯作⾯的功率因数为0.7
根据 K X ＝0.4＋0.6P S ／∑P NJH －14回柱车 14 1 14 660 JD －25调度绞车 25 3 75 660 JD －11.4调度绞车
11.4 2 22.8 660 排⽔泵
37 1 37 660
348.8
根据4.3供电系统的拟定原则，拟选择3台变压器。 1）1号移动变电站选择1号移动变电站向采煤机和前、后⽣产刮板机供电，其计算负荷为
cos de N ca wm
K P S ?=
=∑0.55×1660/0.75=1217 KV A
式中 de K —需⽤系数， max0.40.6de N
P K P =+?
∑=0.4+0.6×700/1660=0.55 wm ?cos —加权平均功率因数，取0.75（查表4-3）。
选取1台KSGZY-2500/6型移动变电站，6000/1200V ，额定容量为2500kV A ＞1217kV A ，满⾜供电的要求。2）2号⼲变的选择
2号⼲变向转载机、破碎机、伸缩⽪带、⽔泵绞车等供电，变压器的容量计算值为
cos de N ca wm
K P S ?=
=∑0.622×675/0.7=599.7kV A
式中 de K =0.4+0.6×250/675=0.622； wm ?cos =0.7（查表4-3）
选⽤1台KSGZ-800/6型⼲变，6000/690V ，额定容量800kV A ＞599.7kV A ，满⾜要求。3）3号⼲变的选择
3号⼲变拟向乳化泵、⽔泵、调度绞车等供电，变压器的计算容量为
cos de N ca wm
K P S ?=
=∑0.74×348.8/0.7=369kV A
式中 de K =0.4+0.6×200/348.8=0.74 wm ?cos =0.7
选⽤KSGZ-500/6型⼲变，6000/690V ，其额定容量500kV A ＞369kV A ，满⾜要求。3. 供电系统的拟定及⾼压配电箱选择
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、起动器的型号等是在校核后选定的，并标注在图上。1. ⾼压配电装置选择 1）型号的确定
6kV 电源由采区变电所⾼压配出线开关控制，分别选⽤BGP 9L -6AK200A 隔爆型三台⾼压真空配电箱。2）电⽓参数选择 （1）额定电压U N = 6kV （2） 6000V 长时实际负荷电流 1#⾼开3103cos de N ca N wm K P I U φ?∑?==0.55×1660×1000/1.732×6000×0.7=125.5A
2#⾼开3103cos de N ca N wm K P I U φ?∑?==0.62×675×1000/1.732×6000×0.7=57.5A
3#⾼开3103cos de N ca N wm
K P I U φ?∑?==0.74×348.8×1000/1.732×6000×0.7=35.4A
式中∑N
P
=1660kW —本综采⼯作⾯1#移变所有⽤电设备额定
功率之和；de K —需⽤系数，1#⾼开max
0.40.6de N P K P =+?∑
=0.4+0.6×700/1660=0.55 2#⾼开max
0.40.6de N
P K P =+?
∑=0.4+0.6×700/1660=0.62 3#⾼开max
0.40.6de N
P K P =+?
∑=0.4+0.6×700/1660=0.74 wm ?cos —加权平均功率因数，取
0.7；
N U =6000V —额定电压。
由额定电压、最⼤负荷电流查《综采技术⼿册》选⾼压配电箱为：BGP 9L -6AK 矿⽤隔爆型真空⾼压配电箱，其主要技术数据为：
额定电压U N = 6kV （最⾼⼯作电压6.9kV ）；额定电流I N = 200A ＞125.5A 、57.5A 、35.4A ；开断电流I ND = 10kA ；4s热稳定电流I ts = 10kA ；动稳定电流25kA （峰值）；断流容量S max 。s = 100MV ·A 。3）断流能⼒校验 （1）热稳定校验
短路参数，按采区变电所出⼝短路容量50MV ?A 来计算，因为该处的短路电流最⼤，即6000V 出⼝短路电流为：458210
3.63105033
6==
=
ar
br ss U S I A
331014.14
25
.045821010?=?
=≥?=tsph ss
ts t t I A I A ，满⾜要求。假想作⽤时间确定，考虑本级开关是6kV 系统中的末级开关，短路保护是瞬动的，取假想作⽤时间为0.25s.
（2）断流容量校验S ND =100MV ·A ＞S max 。s = 3U N I ss = 1.73×6000×4582=47.6MV ·A 满⾜要求。
通常隔爆型⾼压配电箱，只校验断流容量⼀项就可以了，因为产⽣⼚家已做过热稳定和动稳定校验。2. ⾼压电缆选择
（1）型号的确定，向三台变压器供电的6kV ⾼压电缆选⽤MYPT-6kV 型⾼压屏蔽电缆。
（2）按经济电流密度初选主截⾯
向3台变压器供电的负荷电流分别为I max 。w = I ca = 125.5A 、57.5A 、35.4A （选择⾼压配电箱时已计算），其经济截⾯分别为：max.125.555.82.25w e ed I A J =
==mm 2
max.57.525.62.25w e ed I A J =
==mm 2
max.35.415.72.25
w e ed I A J =
==mm 2
经济电流密度查表4-6，取ed J =2.25A/mm 2。
最后选⾼压电缆W 1的长度L 1=1000m 、W 2的长度L 2=10m 、W 3的长度L 3=10m, 其型号为MYJV 22-6/10-3×70 。满⾜使⽤要求。
（3）按长时最⼤允许负荷电流校验
查表4-7得MYJV 22-6/10-3×70型电缆的长时最⼤允许负荷电流I p =215A 。
长时最⼤负荷电流分别为ca I =125.5A 、57.5A 、35.4A 。（选择⾼压配电箱时已计算）。ca I =125.5A 、57.5A 、35.4A ＜p I =215A ，满⾜要求。
（4）按热稳定条件校验电缆截⾯C
t I A ph ss
=min 0.254588145
=?
=15.8 mm 2＜70mm 2
，满⾜热稳定要求。 式中 35010458833 6.3br ss ar
S I U ?=
==?A 。考虑电缆⼊⼝处发⽣短路时，其
值最⼤，也就是最不利的情况。
