7306工作面供电设计-学位论文.doc

7306工作面供电设计一、概况7306工作面位于-700水平，工作面面长120m，走向长度1200余米。二、电压等级及工作面移动变电站与配电点位置的确定工作面电源电压为6KV，来自-700变电所，运输道电源来自7306采区变电所。根据用电设备的容量与布置，工作面及运输道采用660V和1140V两种电压等级供电，照明灯采用照明综保供电，电压为127V。移动变电站与配电点开关均装在材料道内的移动列车上，可以随工作面的推进，每隔一定距离在轨道上移动一次。本设计按煤炭工业设计规范、煤矿井下供电设计技术规定和煤矿安全规程等要求进行设计。三、设备选择与负荷统计设 备 负 荷 统 计 表设备名称设备型号额定功率额定电压功率因数数量备注皮带机SSJ-1000752660V0.702刮板机SGW-40T552660V0.701照明综保BBZ-44KVA660V0.854调度绞车JD-4040KW660V0.851调度绞车JD-2525KW660V0.853回柱机JH-2018.5KW660V0.852回柱机JH-1414KW660V0.851回柱机JH-87.5KW660V0.852转载机SZZ630/7575KW660V0.851破碎机PLM50090KW660V0.851污水泵QBK-100/5037KW660V0.852Q=100m/hm小结功率846KW采煤机4MG-200200KW1140V0.781刮板机SGB-630/211021140V0.882乳化泵VRB-250/3160KW1140V0.852喷雾泵WPZ-320/645KW1140V0.851照明综保BBZ-410KW1140V1小结功率1009KW四、移动变电站选择4.1皮带、溜子运输设备负荷分配、容量计算、变压器选择=555.9KVA式中 =0.7式中 -工作面的电力负荷视在功率(kVA）； -工作面用电设备额定功率之和（kW）； -工作面的电力负荷的平均功率因数； -需要系数； -最大一台（套）电动机功率（kW）。根据计算，选择一台KBSGZY-630/6型移动变压器可满足要求。4.2采煤机组负荷分配，容量计算、变压器选择Sb1= 765.14KVA式中 =0.4+0.6=0.4+0.6=0.53 0.7因此采煤机组选用一台KBSGZY-630/6型移变，其额定容量为630KVA；一台KBSGZY-500/6型移变，其额定容量为500KVA，满足供电要求。五、高、低压电缆截面校验5.1根据工作面实际负荷情况，向泵站移变群供电高压电缆初选UGSP-6KV-350+316/3+JS型的矿用6KV电缆2趟，一趟由-700水平变电所至7306工作面泵站移变群，距离为2200米；另一趟由7306采区变电所至运输道。=50，长期连续负荷载流量为173A。5.1.1按持续允许电流校验截面Ifh1=81.68Iy=173A,故所选高压电缆满足要求。式中 本综采工作面各用电设备额定容量总和； 需要系数，=0.4+0.6=0.4+0.6=0.53 额定电压，取=6000V 平均效率，估计=0.9； 功率因数，查煤矿电工手册表取=0.7；5.1.2按经济电流密度校验高压电缆截面Aj=36.302Ae=502式中，Aj电缆截面，mm2；Ij经济电流密度，A/mm2，查煤矿电工手册表6-1-4，取Ij=2.25A/mm2。所需电缆截面Aj=36.30Ae=50mm2满足要求。5.1.3按热稳定校验电缆截面按电缆首端（即馈出变电所母线）在系统最大运行方式时发生三相短路，应满足热稳定要求。最大三相稳态短路电流为：=4811.4A式中，三相最大稳态短路电流，安培； Sd-系统短路容量，取50MVA； U额定电压，6000V；高压电缆截面积Amin =25.82Ae=502式中，Amin 电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2C-电缆的热稳定系数，查煤矿电工手册10-3-3 C=93.4所以选用UGSP-6KV-350+316/3+JS型电缆满足综采工作面高压电热稳定要求。5.2.1按持续允许电流校验截面Ifh=65.9Iy=173A,故所选高压电缆满足要求。式中 运输巷道各用电设备额定容量总和； 需要系数，=0.4+0.6=0.4+0.6=0.51 额定电压，取=6000V； 平均效率，估计=0.9； 功率因数，查煤矿电工手册表取=0.7；5.2.2按经济电流密度校验高压电缆截面Aj=29.292Ae=502煤炭电工手册式（10-3-7）中，Aj电缆截面，mm2；Ij经济电流密度，A/mm2，查煤矿电工手册表6-1-4，取Ij=2.25A/mm2Ij。所需电缆截面Aj=29.29Uyq=495V结论：1#移变满足起动要求.6.2 2#移变(煤机、1#乳化液泵、后部溜子)配电系统Sb=525.6KVA式中 =0.4+0.6=0.4+0.6=0.63 0.76.2.2.1 按正常运行时校验电压损失6.6.2.2 正常运行时变压器内部电压损失 Ub%=（UrCosb+UxSinb）=（0.610.8+3.950.6） = 2.38 Ub=Ub% =2.38=28.37V式中 Sb变压器计算负荷。kVA；cos、sin变压器负荷的功率因数及相应的正弦值，估计 cos=0.8；（变压器电阻压降）Ur=Pd/(10Sbe) =3850/(10630)=0.61（变压器电抗压降）Ux=(Ud)2-(Ur)2=42-0.612=3.95 Ud=4变压器通过额定电流时，内部阻抗上压降的百分数。 采煤机支线电缆上的允许电压损失：660V电网时，UY电=1190-0.91140=164VU=UY-Ub =164-28.37=135.63V6.2.2.3 煤机电缆L1上的允许电压损失：电缆电阻RL=1.180.5220.16=0.0986电缆电抗XL=0.0840.16=0.0134UYL1=Ie（Urcos+Uxsin）=129.9（0.09860.78+0.01340.6258）=53.77 VUYL3=19.19UY-Ub =164-28.68=135.32VIe=129.9A cos=0.78所以煤机电缆满足正常运行要求。6.2.2.4 按最远端最大电动机起动条件校验电压降6.2.2.5.1 阻抗等值电路如图： Rb Xb R1 X1 Rg Rq Xg XqZb变压器内部阻抗 Z1L1电缆阻抗 Zq煤机起动阻抗 Zg乳化泵、后部溜子等值阻抗6.2.2.5.2 采煤机电机起动阻抗额定电流：Ie=129.9A 额定起动电流：Ieq=KqIe=5.6129.9=727.44A 起动电流倍数：Kq=5.6起动功率因数：Cosq=0.45（估值）起动阻抗： = =0.9048起动电阻：Rq= Zq Cosq=0.90480.45=0.4072起动电抗：Xq= ZqSinq=0.90480.893=0.80806.2.2.5.3 采煤机电缆阻抗上面已求得RL采=0.0986 XL采=0.01346.2.2.5.4 起动时采煤机电动机和L1采电缆的串联阻抗：电阻：Rq=Rq+RL1采=0.4072+0.0986=0.5058电抗：Xq=Xq+XL1采=0.8080+0.0134=0.8214阻抗：Zq=（Rq2+ Xq2）=（0.50582+0.82142）=0.9646 电导：gq= =0.5436 1/ 电纳：bq= = 0.8828 1/6.2.2.5.5 后部溜子正常运行等值阻抗：阻抗：ZH= = =9.357电阻：RH= ZGCosG=9.3570.88=8.2342电抗：XH= ZGSinG=9.3570.475=4.4446电导：gH=0.0940 1/电纳：bH=0.0508 1/6.2.2.5.6后部溜子电缆(50mm2)阻抗：电缆电阻RL溜子=1.18r0L=1.180.3800.16=0.0717电缆电抗XL溜子=X0L=0.0810.16=0.02446.2.2.5.7后部溜子电动机和L1溜子电缆的串联阻抗：电阻：Rq=RH+RL1溜子=8.2342+0.0717=8.3059电抗：Xq=XH+XL1溜子=4.4446+0.0244=4.469阻抗：Zq=（Rq2+ Xq2）=（8.30592+4.4692）=9.4319电导：g= =0.0934 1/ 电纳：b= = 0.0502 1/6.2.2.5.8 乳化液泵正常运行等值阻抗：乳化液泵：阻抗：Zr1=6.2137 电阻：Rr1= Zb Cose=6.21370.85=5.2816电抗：Xg1= ZbSine=6.21370.526=3.2684 电导：gr1= =0.1368 1/ 电纳：br1= = 0.0847 1/6.2.2.5.9 采煤机组电动机起动时，变压器负载总阻抗： 电导：gg= gq+ gr1+g=0.5436+0.1368+0.0934=0.7738 1/电纳：bb=bq+ br1+b=0.8828+ 0.0847+0.0502=1.0177 1/导纳Y=（g 2+b 2）=0.77382+1.01772=1.2785 1/阻抗：Z=1/Y=0.7822电阻：R =gg zZ 2=0.77380.78222=0.4734电抗：X=bb zZ 2=1.01770.78222=0.62276.2.2.5.10 变压器内部阻抗：变压器额定电流： Ibe=A电阻 电抗 式中 电阻压降分数 Ur=0.6111 阻抗压降分数 Ud=4 电抗压降百分比6.2.2.5.11 采煤机电动机起动时，变压器输出电流回路阻抗及输出电流：电阻：R = R+Rb=0.4734+0.0126=0.4860电抗：X = X+Xb=0.6227+0.0814=0.7041阻抗：Z=（0.48602+0.70412）=0.8555输出电流 =803.12A复数电流=803.12=803.126.2.2.5.12 采煤机电动机起动时,变压器输出端电压U=IZ=803.120.7822=627.8-13.296.2.2.5.13 采煤机电动机实际起动电流： =650.846.2.2.5.14 煤机电机起动时实际起动电压:Usq=650.84 0.9048 =1019.94-8.42Usq=1019.94VUY9=855V 故2#移变电站供电系统满足起动要求。6.2.2.6.1 3#移变(2#乳化液泵、前部溜子、喷雾泵)配电系统Sb= 431.1KVA式中 =0.4+0.6=0.4+0.6=0.71 0.76.2.2.6.2 按正常运行时校验电压损失6.6.2.3 正常运行时变压器内部电压损失 Ub%=（UrCosb+UxSinb）=（0.360.7+3.980.71） = 2.65 Ub=Ub% =2.65=31.54V式中 Sb变压器计算负荷。kVA；cos、sin变压器负荷的功率因数及相应的正弦值，估计 cos=0.7；（变压器电阻压降）Ur=Pd/(10Sbe) =1800/(10500)=0.36（变压器电抗压降）Ux=(Ud)2-(Ur)2=42-0.612=3.98 Ud=4变压器通过额定电流时，内部阻抗上压降的百分数。 前部溜子支线电缆上的允许电压损失：660V电网时，UY电=1190-0.91140=164VU=UY-Ub =164-31.54=132.46V6.2.2.3 前部溜子电缆L上的允许电压损失：电缆电阻RL=1.180.3800.16=0.0717电缆电抗XL=0.0810.16=0.0244UYL4=3127（0.07170.88+0.02440.475）=16.43 V UYL4=16.43 UY-Ub =164-31.54=132.46V所以前部溜子电缆满足正常运行要求。6.2.2.4 按最远端最大电动机起动条件校验电压降6.2.2.5.2 前部溜子电机起动阻抗额定电流：Ie=127A 额定起动电流：Ieq=KqIe=5127=635A 起动电流倍数：Kq=5起动功率因数：Cosq=0.5（估值）起动阻抗： Zq= =0.9048起动电阻：Rq= Zq Cosq=0.90480.5=0.4524起动电抗：Xq= ZqSinq=0.90480.866=0.78366.2.2.5.3 前部溜子电缆阻抗上面已求得RL溜子=0.0717 XL溜子=0.02446.2.2.5.4 起动时前部溜子电动机和L1采电缆的串联阻抗：电阻：Rq=Rq+RL1溜子=0.4524+0.0717=0.5241电抗：Xq=Xq+XL1溜子=0.7836+0.0244=0.8080阻抗：Zq=（Rq2+ Xq2）=（0.52412+0.80802）=0.9631 电导：gq= =0.5650 1/ 电纳：bq= = 0.8711 1/6.2.2.5.5 乳化液泵正常运行等值阻抗：阻抗：Zg1=6.2137 电阻：Rg1= Zb Cose=6.21370.85=5.2816电抗：Xg1= ZbSine=6.21370.526=3.2684电导：gg1= =0.1368 1/ 电纳：bg1= = 0.0847 1/6.2.2.5.6 喷雾泵正常运行等值阻抗：阻抗：Zg1=22.0932 电阻：Rg1= Zb Cose=22.09320.85=18.7792电抗：Xg1= ZbSine=22.09320.526=11.6210电导：gp1= =0.0385 1/ 电纳：bp1= = 0.0238 1/6.2.2.5.7 前部溜子电动机起动时，变压器负载总阻抗：电导：gg= gq+ gG+gp1 =0.5650 +0.1368+0.0385=0.7403 1/电纳：bb=gq+bg1+bp1=0.8711+0.0847+0.0238 =0.9796 1/导纳Y=（g 2+b 2）=0.74032+0.97962=1.2279 1/阻抗：Z =1/Y=0.8144电阻：R =gg zZ 2=0.74030.81442=0.4910电抗：X =bb zZ 2=0.97960.81442=0.64976.2.2.5.7 变压器内部阻抗：变压器额定电流：Ibe=A电阻 电抗 式中 电阻压降分数 Ur=0.36 阻抗压降分数 Ud=4 电抗压降百分比6.2.2.7 按最远端最大电动机起动条件校验电压降6.2.2.7.1 阻抗等值电路如图： Rb Xb R1 X1 Rg Rq Xg XqZb变压器内部阻抗 Z1L1电缆阻抗 Zq前部溜子起动阻抗 Zg乳化泵等值阻抗6.2.2.5.8 前部溜子电动机起动时，变压器输出电流回路阻抗及输出电流：电阻：R = R+Rb=0.4910+0.0094=0.5004电抗：X = X+Xb=0.6497+0.1034=0.7531阻抗：Z=（0.50042+0.75312）=0.9042输出电流 =759.86A复数电流=759.86=759.866.2.2.5.9 前部溜子电动机起动时,变压器输出端电压