毕业设计(供电负荷计算)

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2 供电负荷计算
2.1 供电电压
综采工作面的供电电压可以根据其日产量、单机或双机最大容量与总容量,参考表2—1—1
表来选定低压配电电压等级。

表2—1—1 采区低压配电电压等级及合理使用范围
电压等级(V) 适用于采 煤方式 采区总容量 (kW) 单机最大容量 (kW) 双机最大容量 (kW) 产量
(t/d)

660
薄煤层和
部分中厚 煤层综采 500~1000 150~170 300~340 500~1000

1140
综采 1000~1500以上 300~400 750~1200 1000~5000
3300 一次采全 高厚煤层综采 3000 1000以上 1200
5000~10000
煤电钻与照明电压一律采用127V。
高压配电电压均采用6kV。目前,部分矿井井下已试用10kV高压配电电压,10kV的电缆、
变压器、开关电器、移动变电站都已有正式生产厂家。
2.2 供电系统的拟定原则
(1) 力求减少电缆的条数与长度,尽量减少回头供电,电缆截面不超过70mm2。橡套电缆长
度按敷设路径长度乘1.1,铠装电缆长度按敷设路径长度乘1.05。
(2) 采煤机宜用单独电缆供电,综采工作面配电点到各用电设备宜用辐射式线路供电,带式
输送机可以用干线式线路供电。对多台大容量带式输送机,也可以用辐射式线路供电。
(3) 配电点的设置:一般都设置工作面集中配电点。对输送机及其它附属机械.因位置
分散也可分别设配电点。
(4) 力求减少开关或起动器的使用量,原则上1台起动器控制1台电动机。对采煤机等
重要生产机械宜设置备用起动器,即一用一备;对于刮板输送机起动器,宜按二用一备考虑。
各备用起动器与工作起动器的主结线,可以参考图2—2—1。
(5) 配电点起动器在3台以下并联配电时,可以不设置进线用总馈电开关。
(6) 移动变电站低压侧已有低压馈电开关,而且保护齐全,可以不在移动变电站之外再
设置低压总馈电开关。
(7) 工作面配电点最大容量电动机的起动器应靠近配电点的进线,以减小起动器间连接电缆
的截面。
(8) 根据供电设备容量,供电系统一般都选用2~3台移动变电站。1#移动变电站向带式输
送机及其它转运设备供电;2#移动变电站向采煤机、乳化液泵站和喷雾泵供电;3#移动变电
站向刮板输送机、转载机等供电。2#、3#移动变电站的负荷可以根据需要适当调换。

2—2—1 备用起动器与工作起动器的主结线
a—起动器一用一备主结线;b—起动器二用一备主结线
1#、3#—工作起动器;2#—备用起动器

2.3 综采工作面供电设备布置及供电系统的拟定
司马煤矿现仅开采1101综采工作面,下一个工作面尚未回采,但其回风巷已经开拓完毕,
这就可在此回风巷布置上工作面的移动变电站、配电点和泵站设置。因此,综采工作面供电
设备采用小断面双巷布置法:将移动变电站、工作面配电点及泵站都设置在单独的辅助巷道
内,每隔一定距离,用联络巷与工作面运输巷连通,通过联络巷与运输巷向工作面配电。
这种方案可使运输巷道断面缩小,支护成本低。适合于双巷掘进的开拓系统,其设备布置如
图2—3—1所示。
根据供电设备选型的原则及所选设备的电动机型号规格,初步设计出如图所示的综采工作面
的供电系统。
考虑电源采区变电所高压配出线选用BGP43-6型高压配电装置。
2.4 供电设备的选型原则
(1) 符合《煤矿安全规程》供电设计规定。
(2) 各种供电设备的额定电压与所在线路上的额定电压一致;电缆的额定电压应等于或
略大于所在线路的额定电压。
(3) 设备的额定电流或者长时允许负荷电流应等于或略大于工作中所通过的长时负荷
电流。
(4) 开关电器的分断能力应等于或大于所通过的最大三相短路电流。
(5) 电缆主芯线截面应等于或大于三相短路电流的热稳定截面。
(6) 综采工作面供电应采用移动变电站。国产矿用隔爆型移动变电站有KSGZY和
KBSGZY两种系列。后者为节能新产品。
(7) 井下照明及电钻用电电压为l27V。
(8) BGP43-6系列矿用隔爆型高压真空配电装置有A、B、C、D四种结构,分别用于:
两个电源进线、一个电源进线、仅用于联台使用、仅用于单台使用,其高度都为1190mm。
(9) 高压电源电缆应选用监视型双屏蔽橡套电缆,型号为MYPTJ—3.6/6(试制时型号为
UGSP),其芯线为细铜丝绞合而成。
(10) 低压电缆—律采用铜芯橡套软电缆,采煤机和刮板输送机的供电电缆应选用双屏
蔽型。
照明应选用500V电压的电缆供电;660V设备应选用1000V压的电缆供电;1140V的设备
应选用l140V电压的电缆供电。
(11) 低压开关的选型:
① 断路控制选用隔爆型自动馈电开关。当所控制的线路或设备发生短路或漏电时,能自动
切断电源。有手动和电动操作,真空和空气断路之分。可以根据所控制和保护的线路额定电
压和长时最大负荷电流进行选择。

图2—3—1 综采工作面设备布置
1—输送机;2—采煤机;3—破碎机;4—转载机;
5—带式输送机;6—液压支架;7—轨道;8—乳化液泵站;
9—配电开关钮;10—移动变电站
② 隔爆型手动起动器主要作为不需频繁起动和停止的机械或者照明变压器的控制之用。
③ 当三相异步电动机有远距离控制和保护要求时,应选用隔爆型磁力起功器。可以根据电
动机的额定电压、额定电流以及过电流保护需要继电器整定的电流值进行选型。
④磁力起动器进出线及控制线喇叭口内径必须符合连接电缆的最大外径的要求,并且1个接
线喇叭只能接1条电缆。
⑤如果工作机械要求带负荷改变旋转方向时,应选用可以逆转控制的磁力起动器。
⑥双速电动机必须选用双速控制用磁力起动器。
⑦煤电钻必须设有综合保护装置,否则不准使用。
⑧矿用隔爆型插销式开关、控制按钮、接线盒在综采工作面供电中有时也用得不少,一般按
用途、负荷额定电压、负荷额定电流进行选择。
2.5 负荷计算步骤
综采工作面电力负荷计算是选择移动变电站台数和容量的依据,也是配电网络计算的依据之
一。
2.5.1 负荷计算步骤
按表2—5—1内容,把综采工作面的每一种负荷进行统计。
表2—5—1 综采工作面负荷统计表

序号 设备名称 规格型号
eP (kW) eI (A) e
U
(V)


1 前 溜 SGZ-830 400/200 247/136 1140 2
2 后 溜 SGZ-830 400/200 247/136 1140 2
3 喷雾泵 PB320 45 28 1140 2
4 破碎机 PLM-2200 200 122 1140 1

5 转载机 SZZ-960 250 153 1140 1
6 采煤机 MG300 700 455 1140 1
7 乳化泵 GRB-315 200 134 1140 2
8 皮带机 YBSS-200 200 211.5 660 2
9 水泵 DYB-55 55 59.4 660 3

10
绞车
JD11.4 11.4 13.7 660 1
JD25 20 28 660 1
JD40 40 42 660 6
SDJ20 20 24 660 1
SDJ30 30 32 660 2
SDJ40 40 43 660 1
11 张紧车 4 9 660 1
2.6 移动变电站的选择

变电站需用容量bS的计算公式为:

pj
e
Xb

P

KScos

(kVA)
综采工作面用电设备的需用系数按下式计算:


edXPPK6.04.0

式中 dP——最大一台电动机功率,kW。
根据第2.2节供电系统拟定的原则,选择3台移动变电站,其容量分别决定。
1#移动变电站向前刮板输送机和后刮板输送机供电,额定负荷1600kW,其需用容量计算值:

X
K
=0.4+16004006.0=0.55

1b
S
=85.0160055.0=1035kVA

选用1台KBSGZY-2000/6/1.14型移动变电站,其额定容量为2000kVA>1bS=1035kVA,满
足供电要求。
2#移动变电站向水泵、皮带机、风运巷的绞车、张紧车及信号等供电,额定负荷965kW,其
需用容量计算值:
X
K
=0.4+9652006.0=0.52

2b
S
=85.096552.0=590kVA

选用1台KBSGZY-1000/6/0.66型移动变电站,其额定容量为1000kVA>2bS=590kVA,满
足供电要求。
3#移动变电站向采煤机、破碎机、转载机、乳化泵、喷雾泵等供电,额定负荷1640kW,其需
用容量计算值:

X
K
=0.4+16407006.0=0.66

3b
S
=85.0164066.0=1273kVA

选用1台KBSGZY-2000/6/1.14型移动变电站,其额定容量为2000kVA>3bS=1273kVA,满足
供电要求。