佳宏煤矿11165掘进工作面供电设计

工作面概况

根据矿工程部署情况，掘进三队预计在1879.3m处（11165）掘进圈工作面6个月，掘进方式为综合机械化掘进工作面。工作面位于主井1879m点处，距底弯道避险硐室与高压配电点80m。工作面主要用电设备包括EBZ(S135)掘进机、22型刮板机、皮带运输机等设备。掘进机采用1140V电源，其余设备使用660V电源。

采区配电硐室选择1902.9m处原有的硐室，距工作面80m，由两台630KVA变压器和馈电向工作面供电。通风机采用2X22对旋风机供风、一备一用共计两套。供电电源由地面专用变压器提供，配电点到风机双电源开关保证风机（三专）。乳化泵地面供给； 一、工作面负荷统计

工作面主要用电设备：135掘进机、30型刮板机、风机、绞车、照明。 11165工作面负荷统计表

二、负荷分配

根据《煤矿安全规程》有关规定，掘进工作面应实现“三专两闭锁”，所以两台风机使用独立电源，电源取自硐室内馈电，使用负荷为44kw；135掘进机使用1#移动变电站供电，电源取自底弯道1873.9m高压配电点，使用电压1140V,负荷为258kw；其他设备使用地面供电线路到配电硐由馈电配出，使用电压660V，负荷为172.3kw。 三、移动变电站的选择及整定

（一）掘进机移动变电站（1#）的选择及整定 1. 掘进机移动变电站（1#）的选择

掘进机机组：135kw截割电机、75kw油泵电机、11kw二运电机、37kw风机组成，故需用系数取Kx=1，平均功率因数取cos=0.6。

掘进机移动变电站（1#）容量计算：

Sca

=

X

PN

cos

1258

0.6

=430（kVA）

式中 Ｓsa——变压器计算容量，kVA；

∑PＮ——移动变电站带负荷计算功率之和，kW； cos——变压器加权平均功率因数，0.6。

选择的移动变电站容量应略大于计算容量Sca，即：STN≥Ｓsa，所以选取KBSGZY－630/10型移动变电站。注；移动变一次按有关规定额定电流的1.2倍整定保护；

2. 掘进机移动变电站（1#）的整定 （1）过流保护整定：

掘进机∑PＮ=258kw，Ue=1140V，I e=165.8A。

过流整定值In =K1 • Ie=1.2×165.8=198.96 A (K1=1.2～1.8) ，所以过流整定值取198A。 （2）短路保护整定： 由公式： IZ ≥IQe+Kx∑IN

= 8I e

=8×165.8

=1326.4A

式中 IZ ——短路保护的动作电流值，A；

IQe ——启动电流最大的一台或同时起动电流最大的多台电动机额定启动电流，A； ∑IN ——其余电动机的额定电流之和，A；

Kx ——需用系数。 (3)灵敏度效验： 由公式：

Id

（2）

IZ

=

3288

2.48≥1.5

1326.4

Id（2）——被保护电缆干线或支线距移变最远点的两相短路电流，3288A（表查得）； IZ ——短路保护的动作电流值，A； 1.5 ——保护装置的可靠动作系数。

四、工作面电源

1. 工作面电源容量的计算； （1）工作面用电设备总负荷计算： 根据需用系数求总负荷Pca，其计算式如下：

Pca= KｘΣPN

=0.5×172 =86kw

式中：Pca——移动变电站所带负荷的计算功率，kw； ΣPN——设备总负荷的额定功率，86kw ； （2）工作面容量计算：

Sca

X

PN

cos

=0.5X172/0.6

=143（kVA）

式中 Ｓsa ——工作面使用计算容量，kVA；

∑PＮ——工作面所带负荷计算功率之和，172kW； cos——工作面加权平均功率因数，0.6。 Kｘ ——需用系数，0.5（查表得）。

选择的工作面660V电源取自井下配电硐室KBZ/400馈电、能满足掘进工作面用电的需求。 五、电缆的选择

（一）高压电缆的选择

1. 地面高压配电室距井下底弯道高压配电点730m，掘进工作面使用总负荷258kw。

掘进工作面使用总负荷： Pca-258kw，电压Ue=10kV。 高压电缆长时负荷载流量：Ie

KXPN10003Uncos

=0.5X630X1000/1.732X10000X0.6 =30.4A

所以，选择MYJV22-3×35型高压橡套软电缆，安全载流量164A。 2.高压电缆长度的选择

Ｌ＝ＫｍＬｍ =1.1×730=803m

式中 Lｍ——电缆敷设路径的长度，730m；

Kｍ——电缆弯曲系数，橡套电缆取1.1，铠装电缆取1.05。 （二）低压电缆的选择 1.掘进机电缆截面积及压降计算 （1）掘进机电缆截面积计算

掘进机∑PＮ=258kw，Ue=1140V，I e=165.8A。

所以，选择MYP3×50+1×16型橡套电缆，长度730m，安全载流量173A。 （2）掘进机电缆压降计算

根据《工业与民用配电设计手册 第二版》表9-65中：

pL公式： R0X0tanUn%PL0.0462580.650.52%U%2

10Ue

U% ——线路电压损失百分数，%；

Un%——三相线路每

1kW·km的电压损失百分数，0.046%/kW·km（查表得）。

P——电缆所带的负荷计算功率kW，258kW； L——电缆长度0.73km。

所以，根据电缆允许电压损失百分比0.52%＜7%，符合要求。 2.接煤台馈电电缆的选择 （1）电缆长时负荷载流量计算

使用总负荷： Pca=172kw，电压Ue=660V。

低压电缆长时负荷载流量：Ie

KXPN10003Uncos

=0.5X172X1000/685.87

=125.38A

所以，选择MY3×50+1×25型橡套电缆，长度为215m，安全载流量175A。 （2）电缆干线电压降计算

干线电缆由井下配电点馈电开关至工作面，总长度为215m。 由公式： U%U%PL

n

=0.167×172×0.115 =0.33%

U% ——线路电压损失百分数，%；

Un%——三项线路每

1kW·km的电压损失百分数，0.167%/kW·km（查表得）。

P——电缆所带的负荷计算功率kW，172kW；

L——电缆长度0.115km。

所以，根据电缆允许电压损失百分比0.33%＜5%，符合要求。 4.刮板机电缆的选择及刮板机开关间电缆的选择 （1）刮板机SGB430/30：P=40kW，U660V。

Ie

P

=30×1000/(1.732×660×0.6)=43.4A

3Ucos

所以，选择MY3×25+1×16型橡套电缆，安全载流量90A。 （2）刮板机开关间电缆的选择

工作面馈电开关至1#刮板机距离为50m，1#至2#刮板机距离为50m，2#至3#刮板机距离为100m。由上式可知，工作面总负荷电流为125.1A，所以选择MY3×50+1×25型电缆。

电缆电压降计算：

由公式： U%Un%PL

=0.219%×66×0.2 =2.8%

U% ——线路电压损失百分数，%；

Un% ——三项线路每

1kW·km的电压损失百分数，0.219%/kW·km（查表得）。

P——电缆所带的负荷计算功率，172kW（假设所有负荷集中在线路最远端）； L——电缆长度0.2km。

所以，根据电缆允许电压损失百分比2.8%＜5%，符合要求。

L——电缆长度0.115km。

所以，根据电缆允许电压损失百分比0.33%＜5%，符合要求。 4.刮板机电缆的选择及刮板机开关间电缆的选择 （1）刮板机SGB430/30：P=40kW，U660V。

Ie

P

=30×1000/(1.732×660×0.6)=43.4A

3Ucos

所以，选择MY3×25+1×16型橡套电缆，安全载流量90A。 （2）刮板机开关间电缆的选择

工作面馈电开关至1#刮板机距离为50m，1#至2#刮板机距离为50m，2#至3#刮板机距离为100m。由上式可知，工作面总负荷电流为125.1A，所以选择MY3×50+1×25型电缆。

电缆电压降计算：

由公式： U%Un%PL

=0.219%×66×0.2 =2.8%

U% ——线路电压损失百分数，%；

Un% ——三项线路每

1kW·km的电压损失百分数，0.219%/kW·km（查表得）。

P——电缆所带的负荷计算功率，172kW（假设所有负荷集中在线路最远端）； L——电缆长度0.2km。

所以，根据电缆允许电压损失百分比2.8%＜5%，符合要求。

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低压开关统计表6-1

低压电缆统计表6-3

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