煤礦采區(qū)供電設(shè)計說明書

1、李子埡南煤業(yè)公司523采區(qū)供電設(shè)計說明書機電運輸部編制 二00九年一月十五日523采區(qū)供電設(shè)計說明書一、采區(qū)供電設(shè)計原始資料、采煤方法走向長壁區(qū)內(nèi)后退，柔性掩護式支架偽傾斜。工作面放炮落煤。 、主要運輸設(shè)備采煤工作面機巷采SPJ650型吊掛式膠帶輸送機，SGW-40T型可彎曲刮板運輸機。材料上山采用JD-25(1.6)型調(diào)度絞車。、電壓等級及主要電氣設(shè)備523采區(qū)變電所動力電源輸入線電壓為6kV，來自522采區(qū)變電所高壓段母線；三專電源輸入線電壓為660V，來自522變電所200kVA局扇專用變壓器。采區(qū)除煤電鉆及信號照明電壓為127V外，各動力設(shè)備額定電壓為660V。表1-1為采區(qū)機械設(shè)備配

2、備表，表1-2為采區(qū)電氣設(shè)備技術(shù)特征。、采區(qū)通風系統(tǒng)新鮮風流由主運大巷東翼南運輸大巷材料上山采掘工作面采區(qū)回風石門+700總回風巷+850風井。、煤的運輸系統(tǒng)工作面落煤自溜到SGW-40T運輸機SPJ650型吊掛式膠帶輸送機溜煤上山采區(qū)煤倉523車場裝車由蓄電池機車運到地面。523采區(qū)機械設(shè)備配備表 (表1-1)二、523采區(qū)變電所及工作面位置的確定在523一級材料上山下磨盤繞道處設(shè)一變、配電硐室，向整個采區(qū)掘進和回采供電?？紤]上山開采，從上到下推進，在各水平設(shè)立一配電點。523采區(qū)電氣設(shè)備技術(shù)特征 (表1-2)三、采區(qū)負荷計算及變壓器容量、臺數(shù)確定 1向采掘工作面等設(shè)備供電的變壓器容量。SB

3、=KiKRPe/COSpj=0.5×(37+37+40+40+40+1.2+37+18.5+18.5+25+25+3+55+55+17+17+2.2+22+2.5+75+45+7.5)/0.7=443kVA式中 KR需用系數(shù)，取0.5；COSpj平均功率因數(shù)，查表取0.7；Pe參加計算的所有用電設(shè)備（不包括備用）額定功率之和，kW；SB 所計算的電力負荷總的視在功率，kVA。根據(jù)計算結(jié)果選KBSG-500/6型變壓器一臺。 2向局扇風機供電的變壓器容量因為考慮和522采區(qū)公用一臺變壓器，所以： SB=KxPe/COSpj=1×(30+22+22+22+30+22+11)/

4、0.798=199.2481 kVA。KXf需用系數(shù)，取1。COSpj平均功率因數(shù)取0.798。根據(jù)計算結(jié)果選KBSG-200/6型變壓器一臺。四、采區(qū)變電所低壓接線方式1-高壓真空配電裝置BGP9L-6AK；2-干式變壓器KBSG-500/6；3-KBZ型饋電開關(guān)4-127V照明變壓器綜合保護器五、523采區(qū)高壓電纜的選擇1根據(jù)采區(qū)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點及井下必須采用阻 5燃電纜等原則，至523變電所高壓電纜選JYV-6型交聯(lián)聚氯乙稀絕緣鎧裝電纜。電纜的敷設(shè)必須符合煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定。2電纜長度確定用公式LZ=LX計算電纜實際長度。522變電所到523采區(qū)變電所YJV-6型電纜長度為

5、：LZ=LX=1.05×670=730.5m3523采區(qū)變電所高壓回路電纜截面的確定按最大負荷及允許載流量選擇電纜截面根據(jù)負荷計算結(jié)果，最大負荷Smax=443kVA，則此時的電流Imax為：Im=錯誤！未找到引用源。=443/（錯誤！未找到引用源。×6）=42.66 A查煤礦電工手冊第二分冊（下）表12-2-20選YJV-6 3×35聚氯乙稀絕緣鎧裝電纜。4按長時允許負荷電流校驗電纜截面查表得35 mm2銅芯電纜芯線最高溫度65,長期允許電流118A42.66A,故滿足要求。5按電壓損失校驗電纜截面。U %=錯誤！未找到引用源。=K×P×L式

6、中 U%電壓損失百分數(shù)；P 電纜輸送的有功功率，MW；UN 額定電壓，kV；Ro、Xo電纜線路單位長度的電阻及電抗，/km；L 電纜線路長度，km；錯誤！未找到引用源。 功率因數(shù)及與功率因數(shù)相對應(yīng)的正弦、正切值。K為每兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失百分數(shù)，在6kV時，K=2.78×錯誤！未找到引用源。；在10kV時，K=1×錯誤！未找到引用源。不同的功率因數(shù)及不同的電纜截面時的數(shù)值，可參見煤礦電工手冊第二分冊（下）錯誤！未找到引用源。表10-3-6及10-3-7。地面配電所到511配電所YJV電纜的電壓損失地面2×銅35mm2銅35mm2銅35mm2511、512、

7、513522523查表取K=1.759，P=0.5506，L=3.300×1.05=3.640U1=1.759%×0.4906×3.640=3.14%511變電所到522變電所YJV電纜的電壓損失U2=1.759%×0.4213×1.556=1.15%522變電所到523變電所YJV電纜的電壓損失U3=1.759%×0.443×0.7035=0.55%地面配電所到523變電所總的電壓損失為:U=U1+U2=3.14%+1.15%+0.55%=4.84%5% 符合要求。6按短路時熱穩(wěn)定校驗電纜截面523變電所高壓母線首端最大短

8、路電流Ik(3)=1024AAminIk(3)tf-2/C=1024×0.25-2/93.4=5.6 mm235 mm2 式中 tf假想時間；C熱穩(wěn)定系數(shù)，查煤礦電工手冊第二分冊（下）表10-3-3得。故滿足要求。六、采掘工作面供電系統(tǒng)及設(shè)備布置211輸送機；2低壓防爆開關(guān)19191KBZ-200開關(guān)；2信照綜保；3QBZ-120開關(guān)；4QBZ-80N開關(guān)；5煤電鉆綜保；614T回柱機；740T溜子；8SPJ-650皮帶機；9沒電鉆七、采區(qū)低壓網(wǎng)絡(luò)計算電纜型號確定根據(jù)采區(qū)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點及井下必須采用阻燃電纜等原則，本采區(qū)電纜型號確定如下：1向采掘工作面設(shè)備供電的電纜選用

9、MY 0.38/0.66KV煤礦用移動橡套軟電纜。2向電鉆供電選用UZ-500型電鉆專用電纜。照明設(shè)備選用MY0.38型礦用橡套電纜。電纜長度確定用公式LZ=LX計算電纜實際長度。1采區(qū)變電所到5233機巷掘進工作面主干線電纜長度。 LZ=LX=1.1×204+500×1.1=774.4m2采區(qū)變電所到5231回采工作面機巷主干線電纜長度。 LZ=LX=1.1×453.17+500×1.1=1048.5m低壓電纜截面的計算。1支線電纜截面的選擇由于支線電纜經(jīng)常移動，所以按照機械強度要求及設(shè)備額定電流進行選擇。即機械強度要求的電纜允許截面和電纜長期允許電流

10、大于設(shè)備額定電流。故支線電纜截按表1-3進行選擇。表1-3 機械強度要求的電纜允許截面2干線電纜截面的選擇由于供電距離遠、電流大，電壓損失是主要矛盾，故按按允許電壓損失進行選擇，按允許電流及最低起動電壓進行校驗。采區(qū)變電所內(nèi)KBSG-500/6型變壓器向掘進工面供電電纜截面的確定。計算UZ值時選擇配電點中線路最長、容量最大的線路計算。660V系統(tǒng)允許電壓損失為63V。供電系統(tǒng)圖見523采區(qū)供電系統(tǒng)圖。 10向5233機巷掘進供電干線電纜截面選擇。計算Uz值時選取配電點中線路最長、容量最大的支線計算。 根據(jù)表1-3，75KW截割電機支線初選電纜為MY0.38/0.66KV-3×35+1

11、×10-5m,電壓損失為：Uz1=KfPeLZ×103/(UevAze)=75×5×103/(660×42.5×35×0.89)=0.4VKBSG-500/6變壓器的電壓損失為:UB%=(SB/Se)×Urcos錯誤！未找到引用源。+Uxsin錯誤！未找到引用源。=(443/500)×0.44×0.65+3.72×0.76=2.76%UB=2.76%×690=19V干線允許電壓損失UgyUgy=63-UZ-UB=63-19-0.4=43.6V干線電纜截面為:Ag=kf1Pe1

12、L1+ kf2Pe2(L1+ L2) /( UgyvUepj)=0.7×37×204+0.5×127.5×774.4×103 /(660×42.5 ×43.6×0.91)=49.1mm2故選取MY 0.38/0.66KV 3×50+1×16的電纜,滿足要求。 . 按長期允許電流校驗電纜截面I30=139.3/(0.66×1.732)=121.9AMY 0.38/0.66KV 3×50+1×16的電纜芯線最高允許溫度65，長期允許負荷電流198A121.9A，故符合要

13、求。按起動條件校驗掘進機截割部是采區(qū)中容量最大、供電距離最遠的用電設(shè)備，選擇的電纜截面應(yīng)按起動條件進行檢驗。電動機最小起動電壓為：UQmin=錯誤！未找到引用源。 = 660×(1.4/2.5)-2=493.8V式中，查電機參數(shù)，取生產(chǎn)機械所需的最小啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比kq=1.4；取電機在額定電壓時的啟動轉(zhuǎn)矩與電動機額定轉(zhuǎn)矩之比aq=2.5。起動時工作機械支路電壓損失Ugy=錯誤！未找到引用源。 IQ·LZ ·cosQ/(v·AZ)+ IQ·(L1+ L2+ L3)·cosQ/(v·Ag)+ Ie2·cos2(

14、L1+ L2) /(v·Ag)+ Ie1·L1·cos1 /(v·Ag)=1.732×0.7×298.9×5×0.58/(42.5×35)+298.9×774.4×0.58/(42.5×50)+24.6×774.4×0.7/(42.5×50)+40.7×224.4×0.71/(42.5×50)=88.6V式中 IQ電機實際起動電流，A，IQ= IQe UQmin/ Ue=400×493.2/660=298.

15、9AcosQ電機起動功率因數(shù)，取cosQ =0.58，sinQ=0.81。 起動時變壓器的電壓損失UBQ%=(IBQ/IBe)×Ur%cosBQ+UxsinBQ=(342/263.7) ×(0.6×0.63+3.72×0.78)=1.56%UBQ=1.56 ×690/100=10.76V式中 IBQ起動時流過變壓器的電流，A，IBQ=( IQ·cosQ+Ii ·cospj)2+( IQ·sinQ+Ii ·sinpj)2-2 =(298.9×0.58+69.5×0.84)2+(298.9

16、×0.81+69.5×0.54)2-2 =342Acospj其余電動機加權(quán)平均功率因數(shù)，0.84；sinpj0.54；Ii 其余電動機正常工作電流之和，74.8A。 coscosBQ起動時變壓器的加權(quán)平均功率因數(shù)， BQ=( IQ·cosQ+Ii ·cospj)/( IQ+Ii )=(298.8×0.58+74.8×0.84)/(298.8+74.8)=0.63sinBQ=0.78。截割頭電機起動時電壓損失Ugy+UBQ=88.6+10.76=99.36V<690-493.8=196.2V 故滿足起動要求。注明:由于采煤時，52

17、33機巷負荷比掘進時小，故采煤時機巷供電纜采用掘進時用的電纜，其截面無需重選和校驗。.來自522變電所200kVA變壓器局扇電源線路截面選擇 13由于522變電所到523最遠局扇安裝的位置所需電纜長度為1142m，所以按允許電壓損失選擇干線電纜截面。初選局扇支線電纜長度10m，截面為16mm2，最遠端局扇功率為22kW，其電壓損失為：Uz1=KfPeLZ×103/(UevAze)=22×10×103/(660×42.5×16×0.89)=0.55VKBSG-200/6變壓器的電壓損失為:UB%=(SB/Se)×Urcos錯誤

18、！未找到引用源。+Uxsin錯誤！未找到引用源。=(199.2/200)×0.44×0.65+3.72×0.76=3.1%UB=3.1%×690=21.39V干線允許電壓損失UgyUgy=63-UZ-UB=63-21.39-0.55=41.06V干線電纜截面為:Ag=kf1Pe1L1+ kf2Pe2(L1+ L2) /( UgyvUepj)=22×982+11×1142×103 /(660×42.5 ×41.06×0.91) =32.59mm2故選取MY 0.38/0.66KV 3×5

19、0+1×16的電纜,滿足要求。. 按長期允許電流校驗電纜截面I30=72.6/(0.66×1.732)=63.5AMY 0.38/0.66KV 3×50+1×16的電纜芯線最高允許溫度65，長期允許負荷電流119A60.6A，故符合要求。按起動條件校驗523采區(qū)（5231機巷）22kW局扇是522與523采區(qū)中容量最大、供電距離最遠的局扇，選擇的電纜截面應(yīng)按起動條件進行檢驗。電動機最小起動電壓為：UQmin=錯誤！未找到引用源。 = 660×(1.4/2.5)-2=493.8V式中，查電機參數(shù)，取生產(chǎn)機械所需的最小啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比kq=1

20、.4；取電機在額定電壓時的啟動轉(zhuǎn)矩與電動機額定轉(zhuǎn)矩之比aq=2.5。起動時工作機械支路電壓損失Ugy=錯誤！未找到引用源。 IQ·LZ ·cosQ/(v·AZ)+ IQ·(L1+ L2+ L3)·cosQ/(v·Ag)+ Ie2·cos2(L1+ L2) /(v·Ag)+ Ie1·L1·cos1 /(v·Ag)=1.732×1×90×10×0.58/(42.5×16)+90×982×0.58/（42.5×3

21、5）+19.8×10×0.74/(42.5×6)+ 19.8×1142×0.74/(42.5×35) =81.45V式中 IQ電機實際起動電流，A，IQ= IQe UQmin/ Ue=89.67×493.2/660=298.9AcosQ電機起動功率因數(shù)，取cosQ =0.58，sinQ=0.81。 起動時變壓器的電壓損失UBQ%=(IBQ/IBe)×Ur%cos15 BQ+UxsinBQ=(226.4/174.5) ×(0.6×0.67+3.72×0.74)=4.09%UBQ=4.09

22、 ×690/100=28.24V式中 IBQ起動時流過變壓器的電流，A，IBQ=( IQ·cosQ+Ii ·cospj)2+( IQ·sinQ+Ii ·sinpj)2-2 =(90×0.58+138.25×0.74)2+(90×0.81+138.25×0.67)2-2 =226.4Acospj其余電動機加權(quán)平均功率因數(shù)，0.74；sinpj0.67；Ii 其余電動機正常工作電流之和，138.25A。coscosBQ起動時變壓器的加權(quán)平均功率因數(shù)， BQ=( IQ·cosQ+Ii ·co

23、spj)/( IQ+Ii )=(90×0.58+138.25×0.74)/(90+138.25)=0.67sinBQ=0.74。22kW局扇起動時電壓損失Ugy+UBQ=81.45+28.24=109.69V<690-493.8=196.2V故滿足起動要求。八、采區(qū)高低壓開關(guān)的選擇采區(qū)低壓開關(guān)的選擇1523采區(qū)供電電壓為660V，所選低壓開關(guān)額定電壓為660V等級；照明、信號和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓不超過127V。 162開關(guān)的額定電流按電氣設(shè)備長期工作電流確定；3低壓饋電總開關(guān)及分路開關(guān)選KBZ系列。4控制電動機的開關(guān)選用磁力起動器：需要遠方控制和經(jīng)常起動設(shè)備

24、以及控制40KW及以上的電機開關(guān)的開關(guān)選用QBZ系列真空磁力起動器。需要正反轉(zhuǎn)控制的設(shè)備選用QBZ-8ON礦用隔爆型可逆真空磁力起動器。向電煤鉆供電選用ZBZ8-2.5型隔爆煤電鉆綜合保護器。照明選用ZXZ8-2.5型照明綜合保護器。5各種開關(guān)的繼電保護應(yīng)符合電網(wǎng)和工作機械及煤礦安全規(guī)程的要求：采區(qū)變電所低壓饋電總開關(guān)應(yīng)有過流和漏電保護。 變電所配出分路開關(guān)和配電點總開關(guān)應(yīng)有過流保護；控制所有電動機開關(guān)應(yīng)采用電機綜合保護器。具備過負荷、短路、欠電壓和漏電閉鎖保護功能。保護工作機械的開關(guān)應(yīng)有短路保護。6選擇的各低壓開關(guān)接線喇叭數(shù)目應(yīng)滿足電網(wǎng)接線的需要，一個喇叭口能許引一條電纜，喇叭口的內(nèi)徑與電纜

25、外徑相適應(yīng)。523采區(qū)選擇的各類開關(guān)見523采區(qū)供電系統(tǒng)圖。523采區(qū)高壓開關(guān)選用BGP9L-6AK型隔爆真空高壓配電箱523采區(qū)選用BGP9L-6AK型隔爆真空高壓配電箱技術(shù)數(shù)據(jù)見表1-4523采區(qū)變電所所隔爆真空高壓配電箱技術(shù)數(shù)據(jù)表 1-4九、低壓電網(wǎng)短路電流計算和保護裝置的整定523變電所KBSG-500/6型變壓器供電系統(tǒng)中各開關(guān)的整定 KBZ型礦用隔爆型智能真空饋電開關(guān)主要技術(shù)特征見表1-51按正常情況整定開關(guān)的動作值見供電系統(tǒng)設(shè)計圖及下表。 根據(jù)公式IZ1IQe+Ie和Iz=IQe/(1.82.5)得各開關(guān)保護整定值2.按兩相短路電流進行靈敏靈校驗KSGB-500/6型變壓器供電系統(tǒng)中各點短路電流及靈敏度校驗見表1-6。表1-6 523變電所500kVA變壓器供電系統(tǒng)保護靈敏度校驗注明:兩相短路短路電流參照煤礦電工手冊第二分冊（下）采用圖表查得。十、523變電所高壓配電裝置繼保整定計算及靈敏度校驗。 500kVA變壓器配電高開繼保整定計算 短路保護整定值：IZ1.5Id1/8.71.5×4077/8.7=702A取IZ300A。按高壓開關(guān)額定電流整定倍數(shù)為：n=IZ÷IN=100÷100=3倍。短路保護靈敏度SP=4077÷8.7÷300=1.561.5故短路保護整定的動