風(fēng)井場地供電設(shè)計說明書

1、目 錄第一節(jié) 選擇電壓等級、供電方式、防爆設(shè)備選型21供電設(shè)備電壓等級確定、供電方式22防爆設(shè)備的選型2第二節(jié) 計算電力負(fù)荷和選擇電纜等31.供電設(shè)備和使用設(shè)備表32.供電電纜表43.計算電力負(fù)荷54.變壓器選擇55.選擇電纜5第三節(jié) 電氣保護(hù)整定計算81.高壓開關(guān)整定計算82.低壓開關(guān)整定計算9第四節(jié) 照明、通信、和信號141.照明142.通信153.提升、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載信號裝置的種類和用途15第一節(jié) 選擇電壓等級、供電方式、防爆設(shè)備選型1供電設(shè)備電壓等級確定、供電方式1.1高壓供電高壓供電采用10kV電壓等級，風(fēng)井場地臨時變電所安裝移動變電站兩臺，其中一臺KBSGZY-400/0.69kV供進(jìn)

2、、回風(fēng)斜井動力電源，一臺KBSGZY-200/0.69kV供進(jìn)、回風(fēng)斜井三專電源；一臺S11-315/0.4kV地面變壓器供生活照明及地面施工用電。由于礦井處于建設(shè)初期，無雙回電源，故供電方式單回路供電。（詳見供電系統(tǒng)圖） 1.2動力供電進(jìn)、回風(fēng)斜井均屬于巖巷掘進(jìn)單位，采用耙斗機(jī)出矸，絞車提升運(yùn)輸，動力采用風(fēng)動工器具，安裝移動壓風(fēng)機(jī)、噴漿機(jī)、排水設(shè)備等。供電方式為660V電源均為單回路供電。1.3三專供電局扇采用單獨(dú)的三專供電，電壓等級為660V，使用雙風(fēng)機(jī)雙電源(QBZ-120F)開關(guān)，另一回路電源就近采用一趟動力供電。1.4照明及信號斜坡、變電所、車場照明或信號采用127V供電。2防爆設(shè)備

3、的選型2.1高壓開關(guān)選型其選擇原則如下：配電箱的額定電壓應(yīng)符合高壓網(wǎng)絡(luò)的額定電壓等級。配電箱的額定電流應(yīng)不小于所控設(shè)備的額定電流。配電箱的切斷電流應(yīng)不小于母線三相短路電流?？刂圃O(shè)備的額定電流之和應(yīng)在高壓開關(guān)電流整定范圍之內(nèi)?？刂苿恿ψ儔浩鞯母唛_選擇工作電流： 故控制風(fēng)井場地的動力高開選用PBG-10-50A。同理，可選擇出三專負(fù)荷的控制高開，計算過程（略），見供電系統(tǒng)圖。根據(jù)用電負(fù)荷量和礦實際情況，三專高開采用PBG-10-50A型高壓開關(guān)。2.2變壓器選型按照實際運(yùn)行情況，選用KBSGZY400/10/0.69kV移動變電站供電，用于風(fēng)井區(qū)域的井下動力負(fù)荷。局扇電源由于功率較小，最大運(yùn)行狀態(tài)

4、下只有60KW，考慮后期增加負(fù)荷量，可選用KBSGZY-200/10/0.69KV移動變電站供電，地面車間及生活辦公電源選用一臺S11-M-315/10/0.4kV油浸式變壓器供電。2.3低壓開關(guān)選型2.3.1低壓饋開的選擇：雖然饋開控制低壓660V的動力負(fù)荷的大小不同，選擇開關(guān)的額定電流容量大小也不同，但考慮到以后負(fù)荷的調(diào)整和開關(guān)的互換性，因此，控制低壓660V的動力均選用型號為KBZ-400真空饋開，三專選用KBZ-200真空饋開。2.3.2低壓開關(guān)的選擇：低壓開關(guān)根據(jù)以下原則進(jìn)行選擇：(1) 根據(jù)其控制電動機(jī)的額定電流選擇，但根據(jù)實際經(jīng)驗，控制75KW及以上電動機(jī)的應(yīng)選用額定電流不小于2

5、00A的啟動器，否則，接觸器和刀開關(guān)的觸頭容易燒毀；(2) 大于40KW的電動機(jī)應(yīng)選用真空磁力啟動器控制；(3) 所選開關(guān)的額定電流應(yīng)大于負(fù)荷的額定電流，且電壓等級也應(yīng)符合要求。(4) 大功率設(shè)備應(yīng)盡量選用軟起動開關(guān)，降低起動電流。(5) 雙速電機(jī)選用雙速開關(guān)。(6) 特殊情況下應(yīng)優(yōu)先考慮帶本質(zhì)安全型的真空開關(guān)。詳見供電系統(tǒng)圖和設(shè)備布置圖。第二節(jié) 計算電力負(fù)荷和選擇電纜等1.供電設(shè)備和使用設(shè)備表供電設(shè)備和使用設(shè)備表序號設(shè)備名稱型號數(shù)量額定功率（kW）電壓等級（kV）用途功率因數(shù)備注1耙斗機(jī)P60B22×300.66掘進(jìn)0.85進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺2水泵80D30×522

6、15;220.66抽水0.85進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺3壓風(fēng)機(jī)SM-47522×1320.66掘進(jìn)磧頭0.86進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺4副局扇2BKL NO 2×11KW22×220.66磧頭供風(fēng)0.88進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺5噴漿機(jī)PC-5T22×5.50.66掘進(jìn)噴漿0.86進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺6小絞車JD-11.422×11.40.66進(jìn)風(fēng)石門0.88小計12445.80.667主局扇2BKL NO 2×15KW22×300.66磧頭供風(fēng)0.88進(jìn)、回風(fēng)斜井各一臺小計2600.668地面負(fù)荷1225.50.38風(fēng)井區(qū)域0.85小計122

7、5.50.382.供電電纜表供電電纜表序號電纜名稱型號長度（m）電壓等級（kV）用途備注1阻燃橡套電纜MY 0.38/0.66kV3×50+1×1610000.66進(jìn)、回風(fēng)井掘進(jìn)磧頭2阻燃橡套電纜MY 0.38/0.66kV3×50+1×165000.66進(jìn)、回風(fēng)壓風(fēng)機(jī)小計15000.663阻燃橡套電纜MY 0.38/0.66kV3×70+1×252800.66提升絞車小計2800.664阻燃橡套電纜MY 0.38/0.66kV3×50+1×162000.66進(jìn)、回風(fēng)局扇小計2000.663.計算電力負(fù)荷3.1加權(quán)

8、平均功率因數(shù)計算3.1.1電壓等級為0.66KV的動力設(shè)備加權(quán)平均功率因數(shù)計算 3.2需用系數(shù)計算3.2.1該區(qū)域供電電壓等級為0.66kV動力設(shè)備需用系數(shù)計算 3.2.2局扇為單臺運(yùn)行，需用系數(shù)取=1；4.變壓器選擇4.1 供電電壓等級為0.66KV動力設(shè)備所需變壓器選擇 因此，供電電壓等級為0.66kV的動力設(shè)備選用一臺KBSGZY400/10/0.69kV的移動變電站供電。4.2局扇電源變壓器選擇因此選用一臺KBSG-100/10/0.69KV的變壓器供電，根據(jù)礦上現(xiàn)有設(shè)備和今后負(fù)荷增加情況，選用一臺KBSGZY-200/10/0.69KV的移動變電站供電。5.選擇電纜5.1高壓電纜選擇

9、5.1.1按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面 (mm2)其中0.063每一千瓦折算到10kV的電流，A 經(jīng)濟(jì)電流密度，查表得1.93 -負(fù)荷系數(shù)，取0.8因此，可選用MYJV2210kV-3×25的高壓電纜一根，考慮到礦實際情況及今后的負(fù)荷增加因數(shù)，選用MYJV2210kV-3×50的高壓電纜一根。5.1.2按電纜短路時熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面 校驗高壓電纜截面 (mm2)<50(mm2) 故滿足要求。式中三相最大短路電流，見井下高壓供電線路短路電流計算值表。 短路電流的假想作用時間，取0.25s 電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，查表得805.1.3按長時允許電流進(jìn)行校驗電纜工作電流：查得MY

10、JV2210KV-3×50的高壓電纜長時允許電流為185A36A，故滿足要求。5.2低壓電纜選擇選擇原則：（1）低壓電纜截面按機(jī)械強(qiáng)度和長時允許電流選擇，（2）選擇的電纜額定電壓必須大于或等于其運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)額定電壓，電纜的最高運(yùn)行電壓不得超過其額定電壓的15%。（3）選用阻燃橡套銅芯電纜再按電壓損失和最小兩相短路電流進(jìn)行驗算。初步擬定供電系統(tǒng)圖。在該掘進(jìn)面中，選供電距離最遠(yuǎn)、功率較大的耙斗機(jī)電纜為例，并且它們都是直接起動，由同一個變壓器供電，電壓等級相同。因此，只選最遠(yuǎn)點(diǎn)進(jìn)行校驗即可。其它的電氣設(shè)備選擇電纜參照此原理進(jìn)行選擇和檢驗，不再重復(fù)選擇和計算。5.2.1耙斗機(jī)電纜選擇因耙斗機(jī)電

11、纜隨著磧頭的延伸而延長，按機(jī)械強(qiáng)度（煤礦電工手冊）初選電纜截面為MY0.38/0.66KV 3×50+1×16，按允許負(fù)荷電流驗算，因耙斗機(jī)電纜上帶有水泵，計算長期載流量應(yīng)考慮水泵功率，所以P=（30+22）KW查表得：MY0.38/0.66KV 3×50+1×16電纜Iy=176A，滿足IyIg1 按允許電壓損失校驗電纜截面a.變壓器電壓損失計算該支線為KBSGZY40010/0.69KV變壓器供電。查表得該變壓器的阻抗分別為Z=0.04。變壓器所帶負(fù)荷電流為： 則變壓器的電壓損失為：則變壓器的電壓損失為UB=1.732×ZIg=1.732&

12、#215;0.04×342.37=23.7(V)b.電纜電壓損失計算在低壓供電線路中，電纜電抗值與電阻值相比太小，計算可忽略不計。查得50 mm2礦用橡套電纜的每相每公里的電阻為R=0.448/Km。供電距離按L=0.5Km計算。 電纜電壓損失為UZ=其中 則耙斗機(jī)電纜末端總的電壓損失為UB+UZ=44.26(V) 由于電纜最遠(yuǎn)端允許電壓損失為 690-(660-660×5%)=63(V) 44.26(V) 故滿足要求。按起動條件進(jìn)行校驗按起動條件進(jìn)行校驗a. 最小允許起動電壓為 電動機(jī)在最小起動電壓下的最小起動電流為 其中 則起動時電纜電壓損失為b. 起動時變壓器電壓損失

13、為 起動時總的電壓損失為則有69052.5=637.5V487V 故滿足起動條件要求。所以說選擇耙斗支線電纜MY 0.38/0.66KV 3×50+1×16完全符合要求。第三節(jié) 電氣保護(hù)整定計算由于電氣保護(hù)設(shè)備較多，保護(hù)整定計算基本類似，這里將動力變壓器的控制開關(guān)舉例計算，其余計算過程（略）。詳見風(fēng)井區(qū)域電氣開關(guān)過流保護(hù)裝置整定計算表1.高壓開關(guān)整定計算1.1短路保護(hù)計算：1.2過載保護(hù)計算：整定時限應(yīng)以躲過最大負(fù)荷啟動時間，取3s2.低壓開關(guān)整定計算2.1短路保護(hù)計算： 2.2過載保護(hù)計算：整定時限應(yīng)躲過最大設(shè)備啟動時間，取3s2.3供電系統(tǒng)按最小兩相短路電流進(jìn)行驗算時，

14、各種保護(hù)裝置的整定計算及其校驗按下列方法和公式進(jìn)行，然后列于附表中。 2.3.1最小兩相短路電流計算 計算供電系統(tǒng)線路中各點(diǎn)兩相最小短路電流時，短路電流值可根據(jù)變壓器容量和電纜的換算長度從煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則的表中查得，以下簡稱細(xì)則。 電纜的換算長度計算方法： 式中-電纜總的換算長度，m； 、-換算系數(shù)，各種截面電纜的換算系數(shù)可從細(xì)則中查得； 、-各段電纜的實際長度。 2.3.2單臺電動機(jī)額定電流計算公式如下： 2.3.3各類開關(guān)的整定值計算及其校驗 KBZ系列饋電開關(guān)過電流繼電器的整定計算 對保護(hù)電纜干線時按下面公式進(jìn)行計算 （1） 式中-過流保護(hù)裝置的電流整定值，A； -

15、容量最大的電動機(jī)的額定起動電流，A； -其余電動機(jī)的額定電流之和，A； -需用系數(shù)，取0.51。 對保護(hù)電纜支線時按下面公式進(jìn)行計算 （2） 式中符號同公式（1） 用最小兩相短路電流進(jìn)行校驗，其公式如下： （3） 式中-被保護(hù)干線或支線距變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)兩相短路電流值，A； -過電流保護(hù)裝置的電流整定值，A； 1.5-保護(hù)裝置的可靠動作系數(shù)。 電子綜合保護(hù)起動器的過流整定計算 過流整定值按下式確定 （4） 式中-電子保護(hù)器的過流整定，取電動機(jī)額定電流近似值，A； -電動機(jī)的額定電流，A。 用最小兩相短路電流進(jìn)行校驗，其公式如下： （5） 式中-含義同公式（3）； -含義同公式（4）； 8-電子保護(hù)

16、器短路保護(hù)動作值； 1.2-保護(hù)裝置的可靠動作系數(shù)。 1200V及以下用熔斷器作短路保護(hù)的起動器熔體額定電流的選擇計算 對保護(hù)電纜干線時按下面公式進(jìn)行計算 （6） 式中-熔體額定電流，A； 、-含義同公式（1）； 1.82.5-當(dāng)容量最大的電動機(jī)起動時，保證熔體不熔化系數(shù)，對于不經(jīng)常起動和輕載起動的可取2.5；對于頻繁起動和帶負(fù)載起動的可取1.82。 對保護(hù)電纜支線時按下面公式進(jìn)行計算 （7） 式中各符號含義同公式（6）。熔體規(guī)格可從細(xì)則中查得。 對選用熔體進(jìn)行校驗，其公式如下： 47 （8） 式中-含義同公式（3）； 47-為保證熔體及時熔斷的系數(shù)。 PBG系列高壓開關(guān)的整定計算短路整定值的

17、計算，按額定電流倍數(shù)整定，其歩長為1，分為1-10，確定整定值時，取其與計算值相近的較大檔位，計算公式如下： （9） 式中-短路電流整定值，檔位； 、-含義同公式（1）； -變壓器變壓比； -高開額定電流值，A。 過載電流整定值的計算，按額定電流倍數(shù)整定，其歩長為0.1，分為0.2-1.0，確定整定值時，取其與計算值相近的較大檔位，計算公式如下： （10） 式中-過負(fù)載電流整定值，倍數(shù)； -同時運(yùn)行負(fù)載電流之和，A； 、-含義同公式（9）。 整定值校驗： （11） 式中-含義同公式（3）； -同公式（9）； -實際整定電流； 1.2-保護(hù)裝置的可靠動作系數(shù)。 KBZ-500（630）A饋電開關(guān)

18、的整定計算 短路整定值的計算，按開關(guān)額定電流倍數(shù)整定，其檔位有1-10倍檔，步長為1，確定倍數(shù)時，取其與計算值相近的較大倍數(shù)，計算公式如下： （12） 式中-短路電流整定值，倍數(shù)； 、-含義同公式（1）； -饋電開關(guān)額定電流值，A。 過載電流整定值的計算，按開關(guān)額定電流倍數(shù)整定，其檔位有0.2-1.0倍檔，步長為0.1，確定倍數(shù)時，取其與計算值相近的較大倍數(shù)，計算公式如下： （13） 式中-過負(fù)載電流整定值，倍數(shù)； -同時運(yùn)行負(fù)載電流之和，A； -含義同公式（9）。 整定值校驗： （14） 式中-含義同公式（3）； -實際整定電流； 1.2-保護(hù)裝置的可靠動作系數(shù)。 根據(jù)以上計算方法，將供電系

19、統(tǒng)中所選開關(guān)的保護(hù)裝置整定計算列于表中。第四節(jié) 照明、通信、和信號1.照明1.1照明設(shè)計的原則與要求要求有合適的照度、照明均勻度、亮度對比；能限制眩光，有良好的顯色性，照明穩(wěn)定性和降低陰影，且應(yīng)保證安全可靠，并便于安裝、使用和維護(hù)。器材和電能消耗少，投資省。必須符合煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)程的規(guī)定?；谏鲜鲆?，進(jìn)、回風(fēng)斜井和斜坡均應(yīng)安裝照明。1.2照明光源與燈具選擇照明選擇熒光燈作為照明電光源，燈具選擇礦用防爆型，型號為DGS10/127LA防爆冷光源高亮度熒光燈。1.3燈具的布置根據(jù)風(fēng)井區(qū)域條件，在上下車場及耙斗機(jī)后方安裝一盞防爆冷光源熒光燈，燈具安裝在巷道頂部正中央，高度為2.5米左右。1.4照度計算采用查表法，查表得每平米需2W左右的照度，使用熒光燈減半為每平方米1W左右，每10米需安設(shè)功率為30W左右熒光燈，根據(jù)實際情況，按每20米安設(shè)一盞DGS10/127LA防爆冷光源高亮度熒光燈，整個巷道約需20盞，斜坡約需6盞。1.5照明供電系統(tǒng)