望云煤矿供电系统设计.pdf
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1、2023 年 8 月2023 年第 8 期望云煤矿 15102 工作面一切眼长为 145 m,二切眼长为 179.5 m,151021 巷长为 1 643.6 m(顺槽皮带巷),151022 巷长为 1 670 m(回风巷)。采煤机的型号为MG300/730-WD,额定功率 730 kW,额定电压 1 140 V,额定电流 206 A。交流牵引电机 2 台,每台额定功率50 kW,额定电压 380 V,额定电流 97 A。泵站电机1 台,额定功率 30 kW,额定电压 1 140 V,额定电流19.5 A。前刮板输送机的型号为 SGZ 764/400,额定功率 2200 kW,额定电压 1 1
2、40 V,额定电流 123.5 A,功率因数 0.88;后刮板输送机采用山西多尔晋泽煤机股份有限公司生产的 SGZ 800/800 型刮板输送机,总装机功率 2400 kW,机头和机尾电机额定功率 400 kW,额定电压 1 140 V,额定电流 226 A,功率因数 0.9。为了保证安全生产,需要选择合适的供电设备和保护设备。1工作面供电设备选择望云煤矿 15102 工作面电源来自井下 5#层采区变电所(1109#,1111#,1112#),电压等级为 10 kV,工作面所有设备的电压等级均为 1 140 V。根据设备的装机总功率和分布情况,拟采用 6 台移动变电站进行供电。15102 工作
3、面的主要负荷如表 1 所示。1.1移动变电站由于采煤机的装机总功率达到了 730 kW,单机容量较大,为了保证用电安全,用单台移动变电站来供电。按需用系数法计算移动变电站的容量和数量。15102 工作面的需用系数可以由式(1)确定1-2:Kx=0.4+0.6Pd移Pe,(1)式中:Kx为需用系数;Pd为最大一台电动机功率的数值,单位 kW;移Pe为用电设备额定功率之和的数值,单位 kW。移动变电站的容量可以由式(2)确定3-4:Sca=Kx移PNcos 渍wm,(2)收稿日期:2022-11-14作者简介:郭小卫袁 1983 年生袁 男袁 山西高平人袁 助理工程师袁 主要从事采矿工程及煤矿智能
4、化开采技术方面的研究遥望云煤矿供电系统设计郭小卫(山西兰花科技创业股份有限公司望云煤矿分公司,山西 高平 048400)摘要:供电系统对于煤矿开采十分重要袁 需要进行合理的设计遥 结合望云煤矿 15102 工作面的具体情况袁 分析了工作面供电设备选择和高压开关整定参数遥 对于供电设备的选择袁 重点分析了移动变电站尧 高压配电装置和供电线缆的选择遥 此次研究可以为煤矿供电系统设计提供一定的参考遥关键词:煤矿开采曰 供电系统曰 移动变电站曰 高压配电装置中图分类号:TD611文献标志码:A文章编号:2095-0802-(2023)08-0015-03Design of Power Supply S
5、ystem for Wangyun Coal MineGUO Xiaowei(Wangyun Coal Mine Branch Company,Shanxi Lanhua Sci-tech Venture Co.,Ltd.,Gaoping 048400,Shanxi,China)Abstract:The power supply system is very important for coal mining and requires reasonable design.Based on the specificsituation of the 15102 working face of Wa
6、ngyun Coal Mine,this paper analyzed the selection of power supply equipment and thesetting parameters of high-voltage switches in the working face.For the selection of power supply equipment,it focused onanalyzing the selection of mobile substations,high-voltage distribution devices,and power supply
7、 cables.This study can provide acertain reference for the design of coal mine power supply systems.Key words:coal mining;power supply system;mobile substation;high-voltage distribution device(总第 215 期)能源产业设备名称设备型号额定功率/kW数量额定电压/V备注采煤机MG300/730-WD7301 台1 140前刮板输送机SGZ 764/4004001 台1 140后刮板输送机SGZ 800/80
8、08001 台1 140转载机SZZ 800/3153151 台1 140破碎机PLM-15001601 台1 140乳化液泵BRW 315/31.52002 台1 140 一备一用喷雾泵BPW 320/161252 台1 140 一备一用顺槽皮带DSJ 100/90/3 伊 3159451 台1 140回柱绞车JH-1418.5 1 台1 140张紧车JH-1418.5 2 台1 140表 115102 工作面主要负荷统计152023 年第 8 期2023 年 8 月式中:Sca为变电站的容量;PN为设备的功率;cos 渍wm为电网的功率因数,不低于 0.8。1 号移动变电站拟向顺槽皮带巷用
9、电设备供电,其计算负荷为 551 kV A,选取 1 台 KBSGZY-800/10/1.2型移动变电站,额定容量为 800 kV A(551 kV A),满足供电的需求;2 号移动变电站拟向两巷用电设备供电,其计算负荷为 93 kV A,选取 1 台 KBSGZY-500/10/1.2 型移动变电站,额定容量为 500 kV A(93 kV A),满足供电的需求;3 号移动变电站拟向采煤机供电,其计算负荷为 593 kV A,选取 1 台 KBSGZY-800/10/1.2型移动变电站,额定容量为 800 kV A(593 kV A),满足供电的需求;4 号移动变电站拟向后刮板输送机供电,其
10、计算负荷为 751.5 kV A,选取 1 台 KBSGZY-1000/10/1 型移动变电站,额定容量 为 1 000 kV A(751.5 kV A),满足供电的需求;5 号移动变电站拟向转载机、乳化液泵、破碎机、阻化剂泵、照明综保供电,其计算负荷为 571 kV A,选取 1 台 KBSGZY-800/10/1.2 型移动变电站;6 号移动变电站拟向前刮板输送机供电,其计算负荷为 589.8 kV A,选取 1 台KBSGZY-800/10/1.2 型移动变电站。1.2高压配电装置高压配电装置选定为采区变电所(1109#,1111#,1112#)高压开关,额定电压 10 kV。其中,11
11、09#,1111#高压配电装置给 15102 综采设备列车 4 台移动变压器供电,1112#高压配电装置给 15102 综采配电点2 台移动变压器供电;高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时间工作电流。配电点 1109#,1111#,1112#高开额定电流计算式为:Ie=Se3姨Ue,(3)式中:Ie为额定电流的数值,单位 A;Se为负荷容量的数值,单位 kV A;Ue为额定电压的数值,单位 kV。配电点 1109#高开额定电流Ie=1 6553姨伊 10 95A200A,配电点 1111#高开额定电流Ie=1 3933姨伊 1080A 200A,配 电 点 1112#高 开 额 定 电
12、流Ie=7833姨伊 10 45A 200A。三相短路稳态电流为:ISS=Sbr3姨U=50 伊 1063姨伊 104 2 887A,(4)式中:ISS为稳态电流的数值,单位 A;Sbr为稳态功率的数值,单位 V A;U为供电电压的数值,单位 V。根据计算结果选择高压配电装置能满足要求。高压开关使用的 PJG-200(100,50)/10Y 型矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压配电装置,相关参数如下:额定短路开断电流 12.5 kA,额定短路耐受电流 12.5 kA,额定峰值耐受电流 31.5 kA。图 1 所示为 PJG-200/10Y型矿用隔爆配电装置实物图。图 1PJG-200/10Y 型
13、矿用隔爆配电装置实物图开断能力、热稳定性校验:ISS=I(3)s=2.887 kA 12.5 kA。其中,I(3)s为三相短路电流的数值。动稳定性校验:最大三相短路电流稳态值 2.887 kA,冲击系数Kah=2.55,该开关承受的最大短路电流冲击值iim=2.55ISS=2.552.887 7.4 kA 31.5 kA。所选高压配电装置(见表 2)的分断能力和动、热稳定性均满足要求。表 2高压配电装置选择结果表1.3高压电缆根据设计规定及矿用高压电缆选型,初选 MYPTJ型矿用移动金属屏蔽监视型橡套软电缆,井下高压电缆敷设的实际长度应比巷道计算长度多 10%余量5-6。1)电缆型号确定。11
14、09#高压配电装置向 2 台移动变电站供电的总负荷电流为:Imax=Ica=Kde移PN伊 1033姨Uecos渍wm=0.54 伊 1 655 伊 1033姨伊 10 000 伊 0.864 A,(5)式中:Imax为最大电流的数值,单位 A;Ica为变压器电流的数值,单位 A;Kde为不均衡系数;Ue为额定电压的数值,单位 V。为此,1109#高压电缆选取的 MYPTJ-3伊50+3伊25型电缆的长度为 1 800 m。1111#高压配电装置向 2 台移动变电站供电的总负荷电流为:Imax=0.53伊1393伊1033姨伊10000伊0.8 53 A,为此,1111#高压电缆选取的 MYP
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