煤矿供电系统设计及保护整定校验

井下采区变电所供电设计及整定保护计算变电所设计原始资料井下高压采用10kV电源供电，设10kV中央变电所。采区生产时共安装动力设备6台，设备安装总容量252212KW。208104KW。矿井电力负荷统计详见表。电气设备的负荷统计表序号名称电压（V）设备数量设备容量需用系数COSф总数工作数总容量工件容量台台kWkW1刮扳机6602211011010.852排水泵660321208010.853皮带机66011222210.854合计652522125局部通风机660211206010.856局部通风机66021884410.857合计42208104一、变压器选择根据矿井用电负荷分布情况、矿井开拓方式，同时考虑各用电负荷的供电质量及规程、规范对有关供电负荷的特殊要求，矿井供电系统设计为井下供电系统。共需变压器四台，其中动力变压器2台，一台运行，一台备用。风机变压器2台，2台同时送电，分列运行，各供电系统变压器选择如下。1、动力供电变压器选择动力供电变压器设两台，设备负荷212kw，变压器的容量为：cosPkSe8.02121=265(kvA)式中：P——变电所动力负荷，212kw；k—设备同时使用系数，取k=1；cosΦ——自然功率因数，0.8。根据上述计算，考虑到以后生产需要增加负荷，故动力供电变压器选取KBSG-630/10/0.69kV型变压器两台。供电变压器总负荷率：NeSSk6302265=21%式中：Se—设备计算容量，265kvA；k—变压器负荷率；SN—选用变压器容量，630kvA；供电保障系数由于SN﹥Se，保障系数为100%。2、井下局部通风机供电变压器选择掘进工作面实行双风机双电源运行方式，备用局部通风机均采用“三专供电”，风机供电变压器设两台，设备负荷104kw，因此变压器的容量为：cosPkSe8.01041＝130(kVA)式中：P——变电所风机负荷，104kw；k---设备需用系数,取1；cosΦ——井下电网自然功率因数，0.8。根据上述计算，考虑到以后生产需要增加负荷，故风机供电变压器选取KBSG-315/10/0.69kV型变压器两台供电变压器总负荷率：NeSSk1532130=20.6%式中：Se—设备计算容量，130kvA；k—变压器负荷率；SN—选用变压器容量，315kvA；供电保障系数由于SN﹥Se，保障系数为100%。二、井下低压电缆选型计算选择电缆如下：1．动力电缆主干线截面选择计算(1)计算负荷电流：cos3UIj=212/（×0.69×0.8）＝221.73（A）式中：ΣP—井下设备负荷，212kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ—自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×120+1×35型电缆允许载流量为Ix=301A(查表)，则：Ix=301A＞Ij＝221.73(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY-3×120+1×35型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.055％/kw·km(查表)，供电距离0.03km。ΔU%=212×0.03×0.055％=0.35%＜5%，符合要求。2.动力电缆支线截面选择计算(1)计算负荷电流：cos3UIj=80/（×0.69×0.8）＝84（A）式中：ΣP—井下设备负荷，80kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ——自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138A＞Ij＝84(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY-3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156％/kw·km(查表)，供电距离0.03km。ΔU%=80×0.03×0.156％+0.35=0.724%＜5%，符合要求。另一路支线截面选择计算(1)计算负荷电流：cos3UIj=132/（×0.69×0.8）＝138（A）式中：ΣP—井下设备负荷，132kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ——自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量线路选择MY-3×70+1×25型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则：Ix=215A＞Ij＝138(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY-3×70+1×25型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.086％/kw·km(查表)，供电距离0.33km。ΔU%=110×0.33×0.086％+0.35=3.47%＜5%，符合要求。3．局扇主干电线路(1)计算负荷电流：cos3UIj=104/（×0.69×0.8）＝108.7（A）式中：ΣP—井下设备负荷，104kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ——自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量考虑到以后生产需要线路选择MY-0.66kv-3×70+1×25型电缆允许载流量为Ix=215A(查表)，则：Ix=215A＞Ij＝108.7(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY3×70+1×25型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.086％/kw·km(查表)，供电距离0.05km。ΔU%=104×0.05×0.086％=0.45%＜5%，符合要求。4．局扇支线路(1)计算负荷电流：cos3UIj=60/（×0.69×0.8）＝62.7（A）式中：ΣP—井下设备负荷，60kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ——自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量考虑到以后生产需要线路选择MY-0.66kv-3×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138A＞Ij＝62.7(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156％/kw·km(查表)，供电距离0.12km。ΔU%=60×0.12×0.156％+0.45％=1.6%＜5%，符合要求。另一路局扇支线路(1)计算负荷电流：cos3UIj=44/（×0.69×0.8）＝46（A）式中：ΣP—井下设备负荷，44kw；U—线路额定电压，0.69kv；cosΦ——自然功率因数，0.8；(2)选择电缆及校核载流量考虑到以后生产需要线路选择MY-0.66kv-3×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则：Ix=138A＞Ij＝46(A)，符合要求。(3)校核电压损失当cosф=0.8时，MY3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.156％/kw·km(查表)，供电距离0.05km。ΔU%=44×0.05×0.156％+0.45%=0.8%＜5%，符合要求。三、井下高压防爆开关保护整定计算1、（1）、2#高爆开关型号BGP-100/10YIge=100A1#风机变压器型号：KBSG-315/10/0.69KV额定电流30.3AY/Y连接（2）、高爆、变压器负荷表：名称功率额定电额定电名称功率额定电额定电压（3）、高爆整定计算：变压器二次侧电压为690V，容量315KVA，型号KBSG-315/10/0.69KV查表得变压器出口短路电流为=5699A过载保护整定:代入公式:IZ=Ieb=30.3An1=30.3/100＝0.303取0.3（高爆过载电流整定倍数取0.3倍,即为IZ=30A（4）、短路保护整定:代入公式:IdbeXKIKQeI690/100002.1222.1222.13071.230=23.5A代入公式：n=Id/Ige=23.5/100=0.24取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=100A）（5）、效验灵敏度系数：Km=/KbIz2=5699/(14.5×100)=3.91.2符合要求。2、5#高爆整定同上。3、（1）、3#高爆开关型号BGP-100/10YIge=100A1#动力变压器型号：KBSG-630/10/0.69KV额定电流30.3AY/Y连接（2）、高爆、变压器负荷表：Pe(KW)流Ie(A)压Ue(V)Pe(KW)流Ie(A)Ue(V)风机3036660风机3036660风机2226.4660风机2226.4660名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)（3）、高爆整定计算：变压器二次侧电压为690V，容量630KVA，型号KBSG-630/10/0.69KV查表得变压器出口短路电流为=9129A过载保护整定:代入公式:IZ=Ieb=60.6An1=60.6/100＝0.606取0.6（高爆过载电流整定倍数取0.3倍,即为IZ=60A（4）、短路保护整定:代入公式:IdbeXKIKQeI690/100002.115771.255=45A代入公式：n=Id/Ige=45/100=0.45取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=100A）（5）、效验灵敏度系数：Km=/KbIz2=9129/(14.5×100)=6.291.2符合要求。4、6#高爆整定同上。5、（1）、1#高爆开关型号PBG-200/10YIge=200A1#风机变压器型号：KBSG-315/10/0.69KVY/Y连接额定电流为30.31#动力变压器型号：KBSG-630/10/0.69KVY/Y连接额定电流为60.6（2）、高爆、变压器负荷表：刮扳机2×552×66660排水泵2×402×48660皮带机2226.4660（3）、高爆整定计算：变压器二次侧电压为690V，容量315KVA，型号KBSG-315/10/0.69KV查表得变压器出口短路电流为=5699A过载保护整定:代入公式:IZ=Ieb1+Ieb2=90.9An1=90.9/200＝0.45取0.5（高爆过载电流整定倍数取0.5倍,即为IZ=100A（4）、短路保护整定:代入公式:IdbeXKIKQeI690/100002.126171.255=53.5A代入公式：n=Id/Ige=53.5/200=0.267取1（高爆短路电流整定倍数取1倍，即为Id=200A）（5）、效验灵敏度系数：Km=/KbIz2=5699/(14.5×200)=1.961.2符合要求。6、7#高爆整定同上。四、井下低压馈电开关保护整定计算1、动力馈电24号开关KBZ-200整定值过载整定计算：IZ≤Ie≤22×1.2+55×1.2+55×1.2=158.4A开关整定调整档位为0.8名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)名称功率Pe(KW)额定电流Ie(A)额定电压Ue(V)风机104124.8660刮扳机110132660皮带2226.4660排水泵8096660倍160A式中：IZ—过载保护装置的电流整定值Ie—动力负荷设备的额定电流短路整定计算：Id≥I+∑I≥55×1.2×7+22×1.2+55×1.2≥554.4A开关整定调整档位为3倍600A式中：Id—短路过流保护装置的电流整定值,AIQe—容量最大的电动机的额定启动电流,A∑I—其余电动机的额定电流值和，A按一级的短路电流对整定值进行校验，二相短路电流计算利用查表法计算采区低压短路电流。换算电缆长度：根据电缆的规格型号、实际长度及换算系数，换算成标准电缆长度。Lct=K×L式中：Lct——标准长度，（m）；K---电缆的换算系数，查表；L——电缆的实际长度，m；查表各种截面的电缆的换算系数如表：电缆换算系数表额定电压等级/V101625355070952.546104.753.011.911.3710.730.531.6410.580.34电缆截面换算系数/K380、660、1140127L02=30×0.41=12.3mL14=100×0.73=73mL16=200×0.73=146mL17=30×0.73=2