掘进工作面供电系统设计及计算

山西煤炭运销集团野川煤业运输巷掘进工作面供电设计及保护整定野川煤业机电科王斌超2014/10/19一、运输巷掘进面供电设计运输巷掘进面配电系统图附后：一、主要负荷统计：名称规格型号功率(KW)工作电压(V)备注掘进机EBZ-1602351140胶带输送机SSJ/2×552×5511402部刮板输送机SGB-620/40401140调度绞车JD-111.41140小水泵BQS15-70-7.57.51140合计403.9二、移动变电站选择计算移动变电站的选择一般放在工作面的风巷内，应考虑：①所处巷道内便于运输、顶底板条件良好、无淋水；②尽量靠近大的用电设备，有条件的情况下，尽可能与液压泵站联合布置；③距离采区变电所尽可能近，以减少高压电缆长度。负荷分配：（1）移动变电站负荷：胶带输送机2×55KW、刮板输送机40KW、掘进机235KW、调度绞车11.4KW、小水泵7.5KW、共计：403.9KW。容量计算：视载功率cos/zezKPS式中：zS视载功率eP变压器供电设备额定功率之和cos电动机的平均功率因数取0.85zK需用系数ezPPK/6.04.0max电力负荷计算KVAKPSzez30485.0/64.09.403cos/64.09.403/1606.04.0zK故运输掘进供电选用变压器400KVA能符合要求，（2）掘进工作面局扇专用变压器负荷:2×30KW2台KVAKPSzez6.7785.0/55.0120cos/55.0120/306.04.0zK故根据实际情况掘进工作面专用变压器200KVA符合要求。三、供电电缆的选择计算及校验一高压电缆选择计算及校验1、供电高压电缆的型号选用：MYJV22系列聚氯乙烯交联铠装电缆。2、按长时工作电流选择电缆截面。线路中最大长时工作电流为①In=Sn/Ue3=304/1.732×10=17.6A②In=Sn/Ue3=77.6/1.732×10=4.5A动力变压器选用MYJV223×35聚氯乙烯交联铠装电缆（pI=158A15.9A）满足要求，变电所供电至此变压器共需电缆400m。风机专用变压器选用MYJV223×25聚氯乙烯交联铠装电缆（pI=125A4.5A）满足要求，变电所供电至此变压器共需电缆400m。3、按正常运行时网络电压损失校验电缆截面。（1）高压电缆的电压损失。%UNbbUXRIL10/)sincos(3=1.732×17.6×0.4(0.027×0.85+0.141×0.527)/100=0.11%5%(37V500V)线路电压损失满足要求。二低压电缆选择计算及校验1、按长时工作电流选择电缆截面。2、按正常运行时电缆网络末端电压不低于额定电压95%的原则,对于1140V(660V)电网用下式计算网络中允许的最大电压损失。VVVVVyNN117%9511401200/63%9566069095.02低压电网各部分的电压损失按下式计算djzezefzSDULPKU/1000djgegefgSDULPKU/1000dj电动机的效率取95%sincos3bbcabXRIU①SSJ800/2×55胶带输送机电缆选择胶带输送机：2×55KW、电流：2×36A主干线选用MYP3×70+1×25型电缆L为400mdjzeefgSDVLPKV/1000=1000×403.9×400/1140×53×70×0.95=40VdjzezefzSDULPKU/1000=1000×110×20/1140×53×25×0.95=1.53Vsincos3bbcabXRIUebbUXRS/sincos=304×(0.85×0.027+0.53×0.141)/1.14=26VVUUUUbzgy11753.672653.140胶带输送机电缆电压损失满足要求②SGB-620/40刮板输送机电缆选择刮板输送机：40KW、电流：26A选用MYP3×25+1×16型电缆L为50mSDLPKVzefz/1000=1000×40×50/1140×53×25×0.95=1.4VVUUUUbzgy1174.67264.140刮板输送机电缆电压损失满足要求③掘进机电缆选择掘进机：（160+75）选用MYP3×70+1×25型电缆L为800m掘进机电缆电压损失校验SDLPKVzefz/1000=1000×235×800/1140×53×70×0.95=46VVUUUUbgzy117112264046四、高压开关的选择计算与整定（1）采区变电所9#高压开关所供掘进工作面变压器高压最大长时工作电流为17.6A，根据实际情况可选用额定电流为200A的PBG200-10型高压真空隔爆开关.（2）高压开关所供掘进工作面局扇专用变压器高压最大长时工作电流为4.5A，根据实际情况可选用额定电流为100A的PBG100-10型高压真空隔爆开关.（3）短路电流计算。KBSGZY-400/10移变至采区变电所采用MYJV2210KV3×35电缆400m,掘进用KBSGZY-400/10变压器出口短路电流:变压器二次电压1140V容量400KVA系统短路容量按30MVA计算查表得：系统电抗xX=0.048Ω高压电缆gL=400m查表MYJV22-3*35型矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗：0R=0.6*0.4=0.24Ω0X=0.08*0.4=0.068Ω折算到低压侧电阻为：201/bggKRLR=0.24/69=0.0035Ω201/bggKXLX=0.068/69=0.00099ΩKBSGZY-400/10型变压器阻抗查表得：bR=0.027ΩbX=0.141ΩbbgRKRR21/=0.0035+0.027=0.0305ΩXxXKXXbbg21/=0.00099+0.141+0.048=0.18999Ω312518999.00305.02/12002/2222)2(0XPUeIdA折算到高压侧AId3773.8/31251掘进机电机处短路时两相短路电流掘进机电控箱至移变低压总馈采用MCP3×70+1×25电缆850m,换算至低压侧标准电缆长度LH=621m，查表得：)2(0dI=1620A（4）变电所掘进动力用高压真空开关保护定值计算采区变电所9#高压配电装置保护整定由开关选择计算知9#配电装置最大长时工作电流I=17.6A，该配电装置额定电流Ie=200A，则长延时过载保护整定为I=17.6/200=0.088故长时过载整定保护倍数取0.1倍Iz=0.1Ie=0.1×200=20A短路保护整定计算Id=20×8=160AId/Ie=377/160=2.31.2满足要求（5）风机用KBSGZY-200/10变压器出口短路电流:变压器二次电压660V容量200KVA系统短路容量按30MVA计算查表得：系统电抗xX=0.0159Ω高压电缆gL=400m查表MYJV22-3*25型矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗：0R=0.84*0.4=0.336Ω0X=0.08*0.4=0.068Ω折算到低压侧电阻为：201/bggKRLR=0.336/210=0.0016Ω201/bggKXLX=0.068/210=0.00032ΩKBSGZY-200/10型变压器阻抗查表得：bR=0.021ΩbX=0.093ΩbbgRKRR21/=0.0016+0.021=0.0226ΩXxXKXXbbg21/=0.00032+0.093+0.0159=0.10922Ω265410922.00226.02/6902/2222)2(0XPUeIdA折算到高压侧AId1835.14/26541风机电机处短路时两相短路电流风机馈电开关至风机移变低压总馈采用MYP×50+1×25电缆400m,风机控制开关至风机馈电开关电缆采用MYP×25+1×10电缆20m,风机电机至风机控制开关电缆采用MYP×10+1×6电缆20m换算至低压侧标准电缆长度LH=486m，查表得：)2(0dI=1199A（6）变电所风机用高压真空开关保护定值计算采区变电所4、5#高压配电装置保护整定由开关选择计算知4、5#配电装置最大长时工作电流I=4.5A，该配电装置额定电流Ie=100A，则长延时过载保护整定为I=4.5/100=0.045故长时过载整定保护倍数取0.05倍Iz=0.05Ie=0.05×100=5A短路保护整定计算Id=5×8=40AId/Ie=183/40=4.51.2满足要求运输巷掘进面风机200KVA移变低压KBZ16-200总馈电开关的保护整定过负荷保护整定AIeIz6231.0200/62/ezII取0.3倍则AIIez602003.03.0短路保护动作整定AIeIIqedz279318314.1200/279/edzII取2.0倍AIIedz40020022风机移变低压处)2(0dI=2654A灵敏度校验2.16.6400/2654/)2(0dzdII灵敏度满足要求FBDNO7.1风机控制开关QBZ-120(F)保护整定AIeIz62五、低压电气设备保护整定计算(1)运输巷掘进面400KVA移变低压KBZ16-400总馈电开关的保护整定过负荷保护整定AIeIz251514172623663.0400/251/ezII取0.6倍则AIIez2404006.06.0短路保护动作整定AIeIIqedz878572623689619.2400/878/edzII取3.0倍AIIedz120040033移变低压处)2(0dI=3125A灵敏度校验2.16.21200/3125/)2(0dzdII灵敏度满足要求SSJ800/2×55胶带输送机控制开关QBZ-80保护整定过负荷保护整定AIeIz36SGB-620/40刮板输送机电机控制开关QBZ-80保护整定过负荷保护整定AIeIz26JD-1调度绞车控制开关QBZ-80保护整定过负荷保护整定AIeIz7BQS15-70-7.5水泵控制开关QBZ-80保护整定AIeIz5（4）其余QBZ系列电磁启动器其整定值按公式IeIz整定，Ie为各台开关所带实际负荷的额定电流。六、运输巷掘进低压电气设备整定值表地点开关型号电压等级（V）控制负荷（KW）整定值过载整定值（A）短路整定值（A）运输大巷掘进工作面KBZ16-4001140403.9(总馈电)2401200QBZ-120114055(皮带电机)34QBZ-120114055(皮带电机)34QBZ-120114040(刮板机电机)24QBZ-80114011.4(调度绞车)6QBZ-8011407.5(小水泵)4KBZ16-200660120(风机总馈电)60400QBZ-120（F）6602×30(局部通风机)60