恒源股份任楼煤矿7255工作面供电设计.docx

恒源股份任楼煤矿 7255工作面供电设计恒源股份任楼煤矿7255工作面供电设计报告2015年9月10日审 批 记 录 编制单位姓 名日 期说 明编 制 人队 长技术主管机电科长审核单位调 度 所安 监 处批准人机电副总审 批 意 见7255工作面供电设计报告工作地点 7255工作面供电设计目录1. 负荷统计与变压器选择21.1 负荷统计表21.2 变压器选择22. 设备选型计算32.1 高压配电箱选择33. 高低压电缆选择和校验33.1 高压电缆选择和校验33.2 低压电缆选择和校验54. 短路电流计算94.1 高压短路电流计算94.2 低压短路电流计算115. 整定保护145.1 高压配电箱整定保护145.2 移变开关箱整定保护155.3 多组合开关整定保护166. 设备列表186.1 电缆列表186.2 开关列表186.3 电动机列表18说 明7255工作面是我矿一个重要接替工作面，该工作面位于中五采区一车场，所选设备均为大功率，大支架。整个工作面系统装机功率达到3690KW，其中采煤机为920KW，工作面运输机为800 KW，转载机为250 KW，破碎为200 KW ，乳化泵为3*200KW ，喷雾泵为2*75KW。该工作面供电系统为三种电压等级：3300V、1140V、660V。采煤机、工作面运输机、转载机、破碎机供电电压为3300V，乳化泵、喷雾泵及机巷皮带机为1140V，机巷水泵、绞车为660V。KBSGZY-1600/3.3变压器放置在距外切眼560米处，泵站放置在距外切眼650米处。1. 负荷统计与变压器选择1.1 负荷统计表T1变压器负荷统计表设备名称电动机台数电动机型号额定功率(kW)额定电压(V)额定电流(A)额定功率因数cose启动功率因数cosq额定效率e启动电流倍数KqM1(采煤机)1MG400/920-AMD920.003300170.000.690.400.956.00M3(转载机)1SZZ-800/250250.00330051.500.680.420.967.00M5(破碎机)1LPM-2000/200200.00330043.800.720.420.966.00功率Pe(kW)1370.00平均功率因数cospj0.70T2变压器负荷统计表设备名称电动机台数电动机型号额定功率(kW)额定电压(V)额定电流(A)额定功率因数cose启动功率因数cosq额定效率e启动电流倍数KqM7,M9(刮板输送机)2SGZ800/2*400400.00330084.700.850.320.955.00功率Pe(kW)800.00平均功率因数cospj0.70总计功率(kW)2170.001.2 变压器选择根据供电系统的拟订原则，变压器的选择原理如下：1.2.1 变压器 T1选型计算Kx=0.4+0.6PmaxPe=0.4+0.6920.001370.00=0.80，取0.80S=KxPecospj=0.801370.000.70=1565.71 kVA 平均功率因数cospj取0.7，当有功率因数补偿时，按计算的功率因数取值；选用型号为KBSGZY-1600/6/3.45的移动变电站符合要求1.2.2 变压器 T2选型计算Kx=0.4+0.6PmaxPe=0.4+0.6400.00800.00=0.70，取0.70S=KxPecospj=0.70800.000.70=800.00 kVA 平均功率因数cospj取0.7，当有功率因数补偿时，按计算的功率因数取值；选用型号为KBSGZY-1600/6/3.45的移动变电站符合要求公式参数意义说明Kx需用系数；cospj平均功率因数；Pmax最大一台（套）电动机功率，kW；S变压器需用容量，kVA；Pe变压器的负荷额定功率之和，kW。2. 设备选型计算2.1 高压配电箱选择编 号型 号额定电压(V)额定电流(A)额定热稳定电流(kA)热稳定时间(s)额定断流容量(MVA)D1PBG23-4006000400102100 D1(PBG23-400)： 长时负荷电流：Ig=Ie=308 A 额定电流：Ie=400 A 308 A，满足要求。公式参数意义说明Ie高压配电箱所带变压器一次侧额定电流与高压电动机额定电流之和，A；Iss高压配电箱出口处短路电流，A ；Its热稳定电流，kA ；tph假想时间，s ；tts高压配电箱热稳定时间，s ；一般筛选高压配电箱的条件：额定电流 计算的长时负荷电流；额定热稳定电流 计算的热稳定电流；额定断流容量 计算的容量。3. 高低压电缆选择和校验3.1 高压电缆选择和校验编号型 号额定电压(V)长度(m)根数空气允许载流量35(A)负荷电流(A)C13MYJV22-150600035001379190.49C14MYPTJ-3.6/6-1206000285010190.49C15MYPTJ-3.6/6-1206000301066.733.1.1 C13高压电缆截面选择和校验计算（1）长时负荷电流In=KxPe1033Uecospjpj=0.652170103360000.750.95=190.49 AKx需用系数，取Kx=0.65型号为MYJV22-150的高压电缆长时载流量为379A,满足要求。（2）按允许电压损失校验高压电缆截面Ug%=KxPeLg10Ue2R+Xtan=0.6521703.5010620.145 + 0.0850.882=3.0164 %煤矿井下供配电设计规范规定，电压损失百分数在正常情况下不得超过额定电压的5，故障状态下不得超过额定电压的10。3.1.2 C14高压电缆截面选择和校验计算（1）长时负荷电流In=KxPe1033Uecospjpj=0.652170103360000.750.95=190.49 AKx需用系数，取Kx=0.65型号为MYPTJ-3.6/6-120的高压电缆长时载流量为280A,满足要求。（2）按允许电压损失校验高压电缆截面Ug%=KxPeLg10Ue2R+Xtan=0.6521702.8510620.180 + 0.0860.882=2.8569 %煤矿井下供配电设计规范规定，电压损失百分数在正常情况下不得超过额定电压的5，故障状态下不得超过额定电压的10。3.1.3 C15高压电缆截面选择和校验计算（1）长时负荷电流In=KxPe1033Uecospjpj=0.7800103360000.850.95=66.73 AKx需用系数，取Kx=0.7型号为MYPTJ-3.6/6-120的高压电缆长时载流量为280A,满足要求。（2）按允许电压损失校验高压电缆截面Ug%=KxPeLg10Ue2R+Xtan=0.78000.0310620.180 + 0.0860.620=0.0109 %煤矿井下供配电设计规范规定，电压损失百分数在正常情况下不得超过额定电压的5，故障状态下不得超过额定电压的10。公式参数意义说明Kx高压电缆所带负荷的需用系数；Pe高压电缆所带的设备额定功率之和，kW；Ue高压电缆的额定电压，V；cospj平均功率因数；cose额定功率因数；Ij经济电流密度，Amm2；C热稳定系数；tf短路电流作用的假想时间，s；Lg电缆长度，km；Id.max(3)最大三相稳态短路电流，A；tan平均功率因数角对应的正切值，tan=1cos2-1；R、X电缆的每公里电阻和电抗，/km；Amin电缆短路时热稳定要求的最小截面，mm2；Upj平均电压，kV；n同时工作电缆的根数。3.2 低压电缆选择和校验编号型 号额定电压(V)长度(m)根数空气允许载流量35 (A)负荷电流(A)C16MYPT-3.6/6-953300301250245.55C1MCPT-1.9/3.3-9533005601260245.55C17MYPT-1.9/3.3-95330030125085.52C3MYPT-1.9/3.3-503300450117067.00C5MYPT-1.9/3.3-503300450117050.62C18MYPT-1.9/3.3-953300301250121.33C8MYPT-1.9/3.3-503300450117086.66C10MYPT-1.9/3.3-703300580120586.663.2.1 T1变压器所带低压电缆T1变压器电压损失计算Ub=SbSeUrcospj+UxsinpjU2e=1565.7116000.5%0.70+3.97%0.71413300=102.8575 V1. C16电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=101033330000+920103333000.950.69=245.55 A型号为MYPT-3.6/6-95的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为250A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=19200.033.30.217+0.0691.020=2.4000 V2. C2电缆（1）C2的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+2.4+0=105.2575 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求3. 带采煤机C1支线电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=1920103333000.950.69=245.55 A型号为MCPT-1.9/3.3-95的采煤机金属屏蔽监视型橡套软电缆长时载流量为260A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=19200.563.30.247+0.0751.020=50.5100 V（3）C1支线电缆末端负荷采煤机正常运行时的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+2.4+50.51=155.7675 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求4. C17电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Uecospjpj=0.73450103333000.70.96=85.52 A型号为MYPT-1.9/3.3-95的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为250A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=0.734500.033.30.217+0.0691.020=0.8600 V5. C4电缆（1）C4的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+0.86+0=103.7175 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求6. C6电缆（1）C6的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+0.86+0=103.7175 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求7. 带转载机C3支线电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=1250103333000.960.68=67.00 A型号为MYPT-1.9/3.3-50的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为170A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=12500.453.30.412+0.0751.020=16.6500 V（3）C3支线电缆末端负荷转载机正常运行时的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+0.86+16.65=120.3675 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求8. 带破碎机C5支线电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=1200103333000.960.72=50.62 A型号为MYPT-1.9/3.3-50的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为170A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=12000.453.30.412+0.0751.020=13.3200 V（3）C5支线电缆末端负荷破碎机正常运行时的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=102.8575+0.86+13.32=117.0375 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求3.2.1 T2变压器所带低压电缆T2变压器电压损失计算Ub=SbSeUrcospj+UxsinpjU2e=80016000.5%0.70+3.97%0.71413300=52.5549 V1. C18电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Uecospjpj=0.7800103333000.850.95=121.33 A型号为MYPT-1.9/3.3-95的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为250A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=0.78000.033.30.217+0.0691.020=1.4600 V2. C9电缆（1）C9的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=52.5549+1.46+0=54.0149 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求3. C11电缆（1）C11的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=52.5549+1.46+0=54.0149 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求4. 带刮板输送机C8支线电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=1400103333000.950.85=86.66 A型号为MYPT-1.9/3.3-50的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为170A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=14000.453.30.412+0.0751.020=26.6500 V（3）C8支线电缆末端负荷刮板输送机正常运行时的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=52.5549+1.46+26.65=80.6649 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求5. 带刮板输送机C10支线电缆（1）按长时负荷电流初选电缆截面In=Ie=KxPe1033Ueecose=1400103333000.950.85=86.66 A型号为MYPT-1.9/3.3-70的煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆长时载流量为205A,满足要求。（2）按允许电压损失校验电缆截面Uz=KxPeLzUeR0+X0tan=14000.583.30.294+0.0721.020=25.8300 V（3）C10支线电缆末端负荷刮板输送机正常运行时的电压总损失为U=Ub+Ug+Uz=52.5549+1.46+25.83=79.8449 VUy=315 V满足煤矿井下供配电设计规范要求4. 短路电流计算4.1 高压短路电流计算变压器一次侧各点高压短路电流计算结果高压短路点Id.max(3)(A)Id.min(2)(A)d1(T2变压器一次侧)2729.512207.55d3(T1变压器一次侧)2741.452216.37d5(高压配电箱D1处)4615.953497.324.1.1 计算系统电抗Xs.min=Upj2Ss.min=6.3288.87=0.4466Xs.max=Upj2Ss.max=6.32130=0.30534.1.2 d1点的短路电流计算过程（1）高压电缆线路的电阻、电抗Rg=i=1nRiLi1000=00.1828501000+0.18301000=1.025900 Xg=i=1nXiLi1000=0.08535001000+0.08628501000+0.086301000=0.545180 （2)最大运行方式下和最小运行方式下总阻抗Zmax=Rg2+Xs.max+Xg2=1.02592+0.3053+0.545182=1.332587 Zmin=Rg2+Xs.min+Xg2=1.02592+0.4466+0.545182=1.426919 （3)d1最大三相短路电流和最小两相短路电流Id.max(3)=Upj1033Zmax=6.310331.332587=2729.51 AId.min(2)=Upj1032Zmin=6.310321.426919=2207.55 A4.1.3 d3点的短路电流计算过程（1）高压电缆线路的电阻、电抗Rg=i=1nRiLi1000=00.1828501000=1.020500 Xg=i=1nXiLi1000=0.08535001000+0.08628501000=0.542600 （2)最大运行方式下和最小运行方式下总阻抗Zmax=Rg2+Xs.max+Xg2=1.02052+0.3053+0.54262=1.326784 Zmin=Rg2+Xs.min+Xg2=1.02052+0.4466+0.54262=1.421245 （3)d3最大三相短路电流和最小两相短路电流Id.max(3)=Upj1033Zmax=6.310331.326784=2741.45 AId.min(2)=Upj1032Zmin=6.310321.421245=2216.37 A4.1.4 d5点的短路电流计算过程（1）高压电缆线路的电阻、电抗Rg=i=1nRiLi1000=00.507500 Xg=i=1nXiLi1000=0.08535001000=0.297500 （2)最大运行方式下和最小运行方式下总阻抗Zmax=Rg2+Xs.max+Xg2=0.50752+0.3053+0.29752=0.787987 Zmin=Rg2+Xs.min+Xg2=0.50752+0.4466+0.29752=0.900689 （3)d5最大三相短路电流和最小两相短路电流Id.max(3)=Upj1033Zmax=6.310330.787987=4615.95 AId.min(2)=Upj1032Zmin=6.310320.900689=3497.32 A4.2 低压短路电流计算变压器二次侧各点低压短路电流计算结果变压器编号低压短路点Id.max(3)(A)Id.min(2)(A)T2d2(T2变压器二次侧)2737.922371.11d7(刮板输送机M7处)2290.351983.5d6(刮板输送机M9处)2299.591991.51T1d4(T1变压器二次侧)2744.152376.5d10(采煤机M1处)2358.92042.87d9(转载机M3处)2295.131987.64d8(破碎机M5处)2295.131987.644.2.1 变压器阻抗计算 （1）T2变压器每相电阻、电抗计算Rb=PU2e2Se2=80003.45216002=0.0372 Zb=Ud%10U2e2Se=4103.4521600=0.2976 Xb=Zb2Rb2=0.297620.03722=0.2952 （2）T1变压器每相电阻、电抗计算Rb=PU2e2Se2=80003.45216002=0.0372 Zb=Ud%10U2e2Se=4103.4521600=0.2976 Xb=Zb2Rb2=0.297620.03722=0.2952 4.2.2 T2变压器二次侧各点低压短路电流计算（1） d2点的短路电流计算过程 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02591.742+0.0372+0=0.376049 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.545181.742+0.2952+0=0.62278 d2的两相短路电流计算过程Id2.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.3760492+0.622782=2371.11 A（2） d7点的短路电流计算过程 低压电缆线路的电阻、电抗Rd=i=1nRiLi1000=0.217301000+0.4124501000=0.191910 Xd=i=1nXiLi1000=0.069301000+0.0754501000=0.035820 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02591.742+0.0372+0.19191=0.567959 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.545181.742+0.2952+0.03582=0.6586 d7的两相短路电流计算过程Id7.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.5679592+0.65862=1983.50 A（3） d6点的短路电流计算过程 低压电缆线路的电阻、电抗Rd=i=1nRiLi1000=0.2945801000+0.217301000=0.177030 Xd=i=1nXiLi1000=0.0725801000+0.069301000=0.043830 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02591.742+0.0372+0.17703=0.553079 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.545181.742+0.2952+0.04383=0.66661 d6的两相短路电流计算过程Id6.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.5530792+0.666612=1991.51 A4.2.3 T1变压器二次侧各点低压短路电流计算（1） d4点的短路电流计算过程 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02051.742+0.0372+0=0.374266 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.54261.742+0.2952+0=0.621927 d4的两相短路电流计算过程Id4.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.3742662+0.6219272=2376.50 A（2） d10点的短路电流计算过程 低压电缆线路的电阻、电抗Rd=i=1nRiLi1000=0.2475601000+0.217301000=0.144830 Xd=i=1nXiLi1000=0.0755601000+0.069301000=0.044070 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02051.742+0.0372+0.14483=0.519096 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.54261.742+0.2952+0.04407=0.665997 d10的两相短路电流计算过程Id10.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.5190962+0.6659972=2042.87 A（3） d9点的短路电流计算过程 低压电缆线路的电阻、电抗Rd=i=1nRiLi1000=0.4124501000+0.217301000=0.191910 Xd=i=1nXiLi1000=0.0754501000+0.069301000=0.035820 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02051.742+0.0372+0.19191=0.566176 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.54261.742+0.2952+0.03582=0.657747 d9的两相短路电流计算过程Id9.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.5661762+0.6577472=1987.64 A（4） d8点的短路电流计算过程 低压电缆线路的电阻、电抗Rd=i=1nRiLi1000=0.4124501000+0.217301000=0.191910 Xd=i=1nXiLi1000=0.0754501000+0.069301000=0.035820 总电阻和总阻抗R=RgKb2+Rb+Rd=1.02051.742+0.0372+0.19191=0.566176 X=Xd.minKb2+XgKb2+Xb+Xd=0.44661.742+0.54261.742+0.2952+0.03582=0.657747 d8的两相短路电流计算过程Id8.min(2)=Upj1032R2+X2=3.4510320.5661762+0.6577472=1987.64 A5. 整定保护5.1 高压配电箱整定保护编 号型 号额定电压(V)额定电流(A)瞬时电流速断段(A)限时电流速断段(A)过载保护段(A)两相短路电流(A)灵敏系数D1PBG23-40060004002080120080023711.1 D1( PBG23-400) 瞬时电流速断保护段定值Iop.k=KrelI2k.max(3)+IeKi=1.22902/1.74+15480=26.96 A，取26 AIop=Iop.kKi=26.9680=2156.8 A，取2080 A保护装置的灵敏系数按移动变电站一次侧最小两相短路电流进行校验Ksen=I1k.min(2)Iop=22082080=1.11.5，不满足要求。 限时电流速断保护段定值Iop.k=Iop.nIKi=123280=15.4 A，取15 AIop=Iop.kKi=15.480=1232 A，取1200 A动作时限取t =0.3 s 定时过电流保护段定值Iop.k=KrelKssIL.maxKreKi=1.22307.920.9580=9.72 A，取10 AIop=Iop.kKi=9.7280=777.6 A，取800 A动作时限取t =15 s5.2 移变开关箱整定保护编 号型 号过载保护值(A)短路保护值(A)过载整定倍数短路整定倍数两相短路电流(A)灵敏系数T1(高)KBSGZY-1600/6/3.45154123223761.5T2(高)KBSGZY-1600/6/3.45154123223711.5 T1( KBSGZY-1600/6/3.45) 移动变电站高压开关箱保护过载保护定值：Ig.zd=I1N=153.96 A，取154 A短路保护定值（按躲过变压器励磁涌流整定）Is.zd=8I1N=8153.96=1232 A短路保护定值（按躲过变压器二次侧最大电机启动电流整定）Is.zd=KrelIeq+KxIeKb=1.31020+0.895.31.74=819 A短路保护定值（按变压器二次侧两相短路时有不小于1.5的灵敏系数整定）Is.zd=I2k.min(2)Kr=2376/1.741.5=910 A选取短路保护定值中的最大值作为变压器速断保护的动作电流Is.zd=1232 A，取1232 A T2( KBSGZY-1600/6/3.45) 移动变电站高压开关箱保护过载保护定值：Ig.zd=I1N=153.96 A，取154 A短路保护定值（按躲过变压器励磁涌流整定）Is.zd=8I1N=8153.96=1232 A短路保护定值（按躲过变压器二次侧最大电机启动电流整定）Is.zd=KrelIeq+KxIeKb=1.3423.5+0.784.71.74=361 A短路保护定值（按变压器二次侧两相短路时有不小于1.5的灵敏系数整定）Is.zd=I2k.min(2)Kr=2371/1.741.5=908 A选取短路保护定值中的最大值作为变压器速断保护的动作电流Is.zd=1232 A，取1232 A公式参数意义说明Kb变压比；Kx需用系数；Ieq最大一台电机的额定启动电流，A；Ie变压器二次侧除容量最大的一台或几台电机外，所有电机的额定电流之和，A；ng过载保护整定倍数；ns短路保护整定倍数；Se变压器额定容量，KVA；Id.min(2)被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流，A。5.3 多组合开关整定保护名 称过载保护值(A)短路保护值(A)过载整定倍数短路整定倍数两相短路电流(A)灵敏系数GS1170102020432GS35236019885.5GS54426319887.6GS7854