采区供电设计627.doc

采区供电设计1采区变电所位置的选择和设备布置：（1）设于能向最多生产机械供电的负荷中心，使低压供电距离合理，并力求减少变电所的移动次数。（2）设于顶，底板坚固且无淋水及通风良好的地方，以保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道温度的5。（3）便于变电所设备运输 此外，采区变电所不能设在工作面的顺槽中，一般设于采区与部署斜巷轨道巷之间的联络巷内。掘进工作面的供电一般由采区变电所承担，不易设变电所。2采区用电设备的负荷统计，确定采区动力变压器的容量、台数。(1)由82知Pe=399.9KW, 而功率因数从表21查得cospj=0.60.7，取值0.7，计算需用系数为：Kx=0.286+0.714=0.286+0.71480399.9=0.43变压器容量为：S=0.43399.90.77=245.6KVA查表13可知，根据计算值选用一台KSJ3320/6型，低压为690V。(2)供电方式及电压等级的确定根据题意及82采区负荷统计表可知，采用固定式采区变电所供电，电压等级采用660V。（3）用电设备分组及配电点的数量及位置确定根据表82设备名称及使用地点，在回风巷和顺槽距工作面50米处和东翼第一区段上下巷，分别设1、2、3、4配电点。对于上山带式输送机和顺槽带式输送机，分别采用干线式供电。3拟定采区供电图。4电缆的确定当变电所在图18a中1、2位置的2位置时，第一区段（如西翼）为一个回采工作面，而东翼进行掘进准备时，其低压供电距离最远。据此考虑各条供电电缆的长度，它们分别为：4.1第一配电点电缆长度的确定（1）第一配电点干线电缆选择：Lg1=(20+20+130+510-50)1.1+24=717m式中 20+20变电所内及变电所至第一区段平巷的距离； 130+510工作面和一翼区段走向长度； 50配电点距工作面的距离；1.1橡套电缆的增数。（一个接线盒两端各加3m，510m电缆要设4个接线盒，故应加24 m电缆）支线电缆长度选择：配电点至机组的支线长度：Lz11=（50+130）1.1+6=204m工作面输送机尾电动机的支线长度：Lz12=501.1=55m回柱绞车支线长度：Lz13=10m电钻电缆长度：Lz14=（1302+50）1.1=126.5m（2）采区电缆的选择回采工作面电缆的选择，选择图85中干线g1、g2和支线Z11、Z12、Z13、Z14所用电缆。为了便于对照和计算，把表82中电流值按表422所要求的截面，按附表温升条件所允许的截面，以及按其它条件选择（校验）的截面，一并列入表83中。从表83可见，支线按机械强度所要求截面最大，故选用Z11为35mm2；z12为16mm2；z13为16mm2；z14为6mm2。表83 选择电缆截面及型号的结果编号用途通过电流值（A）型号与规格按机械强度按温升按电压Z11Z12Z13Z14g1g2采煤机组输送机机尾回柱绞车电钻配电点1干线顺槽带式输送机9151.619.72.19UCP-1000 3x35+1x6+4x4 204mUP-1000 3x16+1x6 55mUP-1000 3x16+1x6 10mU-500 3x6+1x4 126.5m25 mm210 mm24 mm24 mm235 mm210 mm250mm270mm2（3）截面型号的选择：干线g1截面的选择（负荷电流法）负荷电流：g1截面的选择：Ig1=Igkx=(91+51.6+19.7+2.19) 0.7=115A 式中 kx=0.7根据主要负荷机组和输送机是同时工作，占g1中负荷88%左右，而且两者的负荷系数均为0.8，故取kx=0.7。查附表58选用UP(或U) 1000、 310+16电缆。按允许电压损失选择g1截面支路电压损失由于机组容量最大，距离最远，所以若它计算合格，则其它支路均合格。机组支线电压损失为：Uz11=14.4 V求变压器电压损失由前面计算已知向机组供电的KSJ3180/6型变压器总容量Sb=245.6KVA，Pb=245.60.7=172KW，Pb=175.3kvar 查附表13知Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式计算为：Ub=23.7Vg1干线上允许的电压损失根据计算采区电网允许的电压损失为：Uy=U2eUp=690-0.95660=63Vg1上允许电压损失为：Ug1y=63-14.4-23.7=24.9V求g1干线截面Sg1=101.3mm2由于U或UP电缆截面最大者为70mm2，若按上述计算考虑需用两条电缆作为干线，显然既不经济又不方便。为此拟将机组电缆截面改用、50mm2，而最远用电设备降低其供电质量，只保证0.9Ue，此时：g5供电变压器负荷容量Sb=245.6KVA，Pb=245.60.7=172KW，Pb=175.3kvar变压器的电压损失为：Ub=23.7Vg5上允许电压损失为：Ug5y=63-23.7=39.3V求出等截面为：Sg5= =7mm2查附表58选用UP(或U) 1000、 310+16电缆。所以采煤机工作面所选电缆型号规格确定为:采煤机JCP1000350+110+74输送机机尾UP1000316+16回柱绞车UP1000316+16煤电钻U50036+14主干电缆UP1000370+1163.低压控制电器的选择1）选变压器二次总馈电开关因KSJ3320/6变压器额定电流为260A，故选用1台660V、DW81350F型馈电开关作为二次总开关；选用一台JY823型检漏继电器于其配合，进行漏电保护。2)选分路配电开关g1g4四条干线的两端（采区变电所和配电点）各设1台馈电开关（第四配电电距变电所仅40m，在配电端不设分路开关）；g5和g6是两条干线式电路，仅在采区变电所端设分路开关。各分路的工作电流分别为：Ig1= (91+51.6+19.7+2.19) 0.7=115AIg2= (25.84+8.7+2.19) 0.8=91.3AIg3= (12.9+12.6+22.19) 0.7=17.9AIg4= (12.6+2.19) 0.6=8.87A Ig5= Ig6=23.22=46.4A从计算可见，Ig3和Ig4很小，可采用QS81开关，但考虑到手动开关仅有熔断器作保护，当出现一相熔件熔断时会造成电动机单相运行。为了供电安全可靠，上述各分路均采用DW80200型馈电开关作分路配电开关，共计10台。3）各配电点起动器的选择（1）采煤机组：选用DQBH660/200Z型，其控制容量为170KW，大于80KW。（2）刮板输送机：选用QC81060型，其控制功率为45KW，大于222KW。（3）回柱绞车：选用QC8380N型，其控制容量为40KW，大于15KW。（4）局部通风机：选用QC8330型，其控制容量为15KW，大于11KW。根据煤矿安全规程规定，局部通风机和掘进工作面中的电气设备，必须装有风电闭锁装置。（5） 电钻变压器综合装置：在一、二配电点处不另设开关；在三、四配电点处，因距离较远可设置QAKB30或QS81型手动起动器，作为电钻变压器综合装置和照明干式变压器的配电开关；在采区变电所照明用干式变压器，采用QS8140型手动起动器控制。（6）泵站：选用QC8330开关，其控制电流30A，大于8.7A。（7）材料绞车：选用QC8380N型，其控制电流80A，大于12.9A。（8）带式输送机：选用QC8380开关，其控制容量40KW，大于30KW。选择开关的根据及有关数据见表84，以便于核对。表84 选择开关的根据及有关数据使用地点工作电流（A）电缆外径（mm）选用开关的数据型号台数额定电压（V）额定电流（A）允许最大电缆外径（mm）变压器二次总开关2608.5DW81350F120050干线g1两端11548.5DW80200220052干线g2两端91.3DW80200220052干线g3两端17.9DW80200220052干线g4两端8.87DW80200220052g5电源端46.4DW80200120052g6电源端46.4DW80200120052采煤机组9146.9DQBH660/2001200刮板输送机28.5x229.5QC8106036042回柱绞车19.729.5QC8330N18042局通12.6QC833023035泵站8.7QC833013035材料绞车12.9QC8380N18042带式输送机23.2QC838043035电钻或照明变压器2.19QS814044050图86 采区变电所和第一配电点的供电系统4.过流保护整定：为了校验开关和过流保护整定计算，选图86中d1d7七点为短路计算点，采用查表计算，查附表121，其计算结果列于表85中。 表85 短路电流计算结果短路点至短路点的等效长度（m）I0(2)I0(3)d1200.71=14.246295345d2717 0.71=50912771475d3717 0.71+220=7139671117d47170.71+553.01=67510121169d5717 0.71+103.01=53912231412d60209241d7126.50.58=73.5951101)开关通断能力的校验 采区变电所内的低压开关除照明、电钻变压器采用QS8140型开关外，其余均有DW型馈电开关。从附表102查知，DW开关的通断能力为7000A; 从附表101查知，QS8140开关中熔断器额定电流大于或等于60A时，其切断能力为3500A,均大于d1点三相短路电流3037A，故满足需要。2)开关整定计算(1)机组DQBH600/220Z开关整定计算过载保护：该开关用JRO20/3D型热继电器保护，采用7号热元件。从附表78查知，其动作电流可调范围为2.22.83.5A。根据电动机的额定电流和160/5的电流比较，动作电流整定值为：Idz=911605=2.8A，所以热继电器的工作电流为2.8A。短路保护：该开关用RTO400/400型熔断器，熔件额定电流为：Ire=Iqe/K=4263=142A 经查附表71可知，选用额定电流为150A熔件。再有：Idmin(2)/ IRe =948150=6.326查表424可知，根据热稳定性要求，符合电缆最小允许截面的配合关系。如果采用老式QC83225型开关，起动器内JR4限流热继电器作过载保护，根据电动机额定电流91A要求（100A）热元件，其限流电磁元件动作电流为800A，它虽符合IdzIqe的要求，但其灵敏度为：K1=Idmin(2)/ Idz =948800=1.196也满足电缆最小允许截面配合要求。（3）回柱绞车QC8380N型开关整定计算 QC8380N型开关只有RM1型熔断器作短路保护，它的额定电流为200A。其熔件电流计算值为：IRe= Iqe/K=109.62=54.6A查附表71可知，选用额定电流为100A的熔件，则：Idmin(2)/ IRe =1030100=10.37可见，也满足电缆最小允许截面配合的要求。 (4）电钻变压器综合保护装置整定计算 它采用BZ802.5型保护器，用JRO20/3型熔断器作为过载保护；短路保护一次为RL1型熔断器，二次为RM160/15型熔断器；漏电保护动作电阻小于1.2K。电钻额定电流近似为9A，经查附表78，应选用10号热元件，其整定范围为6.811A。设电钻的Iqe=5Ie=59=45A,二次熔件电流应为：IreIqe/k=452.5=18A 选用额定电流为20A熔件，则：Idmin(2)/ IRe =8920=4.454基本上符合电缆最小允许截面的配合关系。变压器的一次侧熔断器，作为变压器的短路保护用，并尽可能成为127V的后备保护。其熔件的额定电流按下式进行计算:Ire(1.21.4/nb) Iqe/K=(1.3133660) 452=5.9A根据附表71，应选用RL1型15A熔断器，其熔件额定电流为6A，则有:(Idmin(2)/ nb)/ IRe=(209133660)6=7.077保护变压器合格。（2）第二配电点第二配电点干线电缆长度：Lg2=（20+20+510-50）1.1+18=568m（一个接线盒两端各加3m，510m电缆要设3个接线盒，故应加18 m电缆）支线电缆长度选择：顺槽运输机支线长度：Lz21=（110-50）1.1=66m工作面运输机尾电动机的支线长度：Lz22=501.1=55m 移动溜齿轮油泵电缆长度：Lz23=10m电钻电缆长度：Lz24=（1302+50）1.1=126.5m截面型号的选择：干线g2截面的选择（1）按负荷电流选择g2截面负荷电流：g2截面的选择：Ig2=Igkx= (25.84+8.7+2.19) 0.8=91.3A 式中 kx负荷系数为0.8。查附表58选用UP(或U) 1000、 350+110电缆。（2）按允许电压损失选择g2截面支路电压损失由于机组容量最大，距离最远，所以若它计算合格，则其它支路均合格。机组支线电压损失为：Uz21=11.4 V求变压器电压损失由前面计算已知向机组供电的KSJ3180/6型变压器总容量Sb=245.6KVA，Pb=245.60.7=172KW，Pb=175.3kvar 查附表13知Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式计算为：Ub=23.7Vg2干线上允许的电压损失根据计算采区电网允许的电压损失为：Uy=U2eUp=690-0.95660=63Vg2上允许电压损失为：Ug2y=63-11.4-23.7=27.9V求g2干线截面Sg2=49.5mm2查附表58选用UP(或U) 1000、 350+110电缆。所以采煤机工作面所选电缆型号规格确定为:采煤机JCP1000350+110+74输送机机尾UP1000316+16回柱绞车UP1000316+16煤电钻U50036+14主干电缆UP1000370+1164.过流保护整定：为了校验开关和过流保护整定计算，选图86中d1d7七点为短路计算点，采用查表计算，查附表121，其计算结果列于表85中。 短路电流计算结果短路点至短路点的等效长度（m）I0(2)I0(3)d1200.71=14.246295345d25680.71=403.315381776d35680.71+651.1=47513541564d45680.71+553.01=568.811711352d55680.71+103.01=433.414561681d60209241d7126.50.58=73.5951101)开关通断能力的校验 采区变电所内的低压开关除照明、电钻变压器采用QS8140型开关外，其余均有DW型馈电开关。从附表102查知，DW开关的通断能力为7000A; 从附表101查知，QS8140开关中熔断器额定电流大于或等于60A时，其切断能力为3500A,均大于d1点三相短路电流3037A，故满足需要。2)开关整定计算 (1)输送机机头电动机QC81060开关整定计算 查附表105可知：用JRO60/3D型热继电器做过载保护，用RM1200型熔断器作为电流保护。根据额定电流Ie=25.82=51.2A，查附表78应选用16号热元件，其整定范围为405263A，所以选用52A。短路保护熔件的额定电流为：IReIqe/K=21802.5=144A选择额定电流为160A的熔件，则：Idmin(2)/ IRe =992160=6.26也满足电缆最小允许截面配合要求。（3）齿轮油泵QC8330型开关整定计算 QC8330型开关只有RM10型熔断器作短路保护，它的额定电流为200A。其熔件电流计算值为：IRe= Iqe/K=8.772.5=30.5A查附表71可知，选用额定电流为35A的熔件，则：Idmin(2)/ IRe =145635=41.67可见，也满足电缆最小允许截面配合的要求。 (4）电钻变压器综合保护装置整定计算 它采用BZ802.5型保护器，用JRO20/3型熔断器作为过载保护；短路保护一次为RL1型熔断器，二次为RM160/15型熔断器；漏电保护动作电阻小于1.2K。电钻额定电流近似为9A，经查附表78，应选用10号热元件，其整定范围为6.811A。设电钻的Iqe=5Ie=59=45A,二次熔件电流应为：IreIqe/k=452.5=18A 选用额定电流为20A熔件，则：Idmin(2)/ IRe =9520=4.754符合电缆最小允许截面的配合关系。 (3) 第三配电点第三配电点干线电缆长度：Lg3=（20+20+20+130）1.1+6=215m（一个接线盒两端各加一3m，130电缆要设2个接线盒，故应加6 m电缆）支线电缆长度选择：材料绞车电缆长度：Lz31=（50+15）1.1=71.5m局部通风机电缆长度：Lz32=10m煤电钻与变压器，随工作面每隔80-100m移动一次的最远长度：Lz33=5101.1+18=579m电钻电缆长度：Lz34=100m截面型号的选择：干线g3截面的选择（1）按负荷电流选择g3截面g3截面的选择：Ig3=Igkx= (12.9+12.6+22.19) 0.7=17.9A式中 kx荷系数均为0.7。查附表58选用UP(或U) 1000、 350+110电缆。（2）按允许电压损失选择g2截面支路电压损失由于机组容量最大，距离最远，所以若它计算合格，则其它支路均合格。机组支线电压损失为：Uz31=1.6 V求变压器电压损失由前面计算已知向机组供电的KSJ3180/6型变压器总容量Sb=245.6KVA，Pb=245.60.7=172KW，Pb=175.3kvar 查附表13知Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式计算为：Ub=23.7Vg3干线上允许的电压损失根据计算采区电网允许的电压损失为：Uy=U2eUp=690-0.95660=63Vg3上允许电压损失为：Ug3y=63-1.6-23.7=37.7V求g3干线截面Sg3=101.3mm2查附表58选用UP(或U) 1000、 310+16电缆。所以采煤机工作面所选电缆型号规格确定为:采煤机JCP1000350+110+74输送机机尾UP1000316+16回柱绞车UP1000316+16煤电钻U50036+14主干电缆UP1000370+1164.过流保护整定：为了校验开关和过流保护整定计算，选图86中d1d7七点为短路计算点，采用查表计算，查附表121，其计算结果列于表85中。 短路电流计算结果短路点至短路点的等效长度（m）I0(2)I0(3)d15793.01=1742.8428.6494.9d2209+5793.01=1951.8384.6444.2d3209+71.53.01=424.214831712.5d4209+100.58=214.823602725.2d50209d61000.58108.2d71)开关通断能力的校验 采区变电所内的低压开关除照明、电钻变压器采用QS8140型开关外，其余均有DW型馈电开关。从附表102查知，DW开关的通断能力为7000A; 从附表101查知，QS8140开关中熔断器额定电流大于或等于60A时，其切断能力为3500A,均大于d1点三相短路电流3037A，故满足需要。2)开关整定计算(1)JD11.4-材料绞车QC83-80N型开关整定计算短路保护：该开关用RM1型熔断器，熔件额定电流为：Ire=Iqe/K=772.5=30.8A 经查附表71可知，选用额定电流为100A熔件。再有：Idmin(2)/ IRe =1483100=14.837查表424可知，根据热稳定性要求，符合电缆最小允许截面的配合关系。 (2)局部通风机QC8330型开关整定计算短路保护：该开关用RM10型熔断器，短路保护熔件的额定电流为：IReIqe/K=892.5=35.6A选择额定电流为60A的熔件，则：Idmin(2)/ IRe =236060=39.37也满足电缆最小允许截面配合要求。(3）电钻变压器综合保护装置整定计算 它采用BZ802.5型保护器，用JRO20/3型熔断器作为过载保护；短路保护一次为RL1型熔断器，二次为RM160/15型熔断器；漏电保护动作电阻小于1.2K。电钻额定电流近似为9A，经查附表78，应选用10号热元件，其整定范围为6.811A。设电钻的Iqe=5Ie=59=45A,二次熔件电流应为：IreIqe/k=452.5=18A 选用额定电流为20A熔件，则：Idmin(2)/ IRe =8920=4.454基本上符合电缆最小允许截面的配合关系。(4) 第四配电点第四配电点干线电缆的选择：Lg4=（20+20）1.1=44m支线电缆长度选择：局部通风机电缆长度：Lg41=10m电钻变压器电缆长度：Lg42=5101.1+18=579m电钻电缆长度：Lg43=100m截面型号的选择：干线g4截面的选择（1）按负荷电流选择g4截面g4截面的选择：Ig4=Igkx= (12.6+2.19) 0.6=8.87A式中 kx负荷系数0.6。查附表58选用UP(或U) 1000、 350+110电缆。（2）按允许电压损失选择g4截面支路电压损失由于机组容量最大，距离最远，所以若它计算合格，则其它支路均合格。机组支线电压损失为：Uz41=0.5 V求变压器电压损失由前面计算已知向机组供电的KSJ3180/6型变压器总容量Sb=245.6KVA，Pb=245.60.7=172KW，Pb=175.3kvar 查附表13知Rb=0.0286，Xb=0.061 ，按下式计算为：Ub=23.7Vg4干线上允许的电压损失根据计算采区电网允许的电压损失为：Uy=U2eUp=690-0.95660=63Vg4上允许电压损失为：Ug4y=63-0.5-23.7=38.8V求g4干线截面Sg4=0.4mm2查附表58选用UP(或U) 1000、 310+16电缆。所以采煤机工作面所选电缆型号规格确定为:采煤机JCP