供电设计作业-1.doc

目 录一、概述-1二、80113工作面电气设备技术数据 -1三、变压器的选择- 2（一）、3300V系统变压器的选择 -2（二）、1140V系统变压器的选择 -2（三）、660 V系统变压器的选择 -2四、高压电缆的选择计算 -2（一）、按经济电流密度选择电缆截面-2（二）、按长期允许载流校验电缆截面-3五、次高压电缆的选择 3（一）、3300V 系统电缆的选择 3（二）、1140V系统电缆的选择 5（三）、660 V系统电缆的选择 5六、短路电流的计算 -6（一）、高压（6KV）短路电流的计算 6（二）、次高压（6KV）短路电流的计算 7（二）、1140V短路电流的计算 7七、高压开关的选择与整定 8（一）、计算各路高压电缆的最大高压电流 -8（二）、高压开关的整定 -8八、3300V及1140V开关的选择与整定 9（一）、3300V系统低压开关的选择与整定 91、开关的选择 92、开关的整定 9（二）、1140V开关的选择与整定 9（三）、660V开关的选择与整定 91、开关的选择 92、开关的整定 10九、接地系统 11十、附图:1、80113综采面供电系统图2、80113综采面设备布置图（3、80113综采面供排水系统图4、80113综采面通讯照明系统图）要求：按照目录内容对新景矿80113工作面进行供电设计。新景矿80113工作面供电设计说明书一、概述： 80113 采长170M，顺槽长度2270M,为直线距离，其进风口至配电室沿皮带巷走只有100M。工作面采用3300V电压供电给前、后溜、采煤机、转载机、破碎机，3300V供电系统使用天津贝克公司的KE3002开关;顺槽共安装三部皮带，供电电压为1140V ，头部、二部电机使用变频起动开关，三部皮带机使用降压软启动开关。二、80113主要电气技术数据：设备名称型号单机功率(Kw)额定电流(A)起动电流(A)额定电压(V)总功率(Kw)采煤机MGTY-400/9302400+255+20290+212+625403300930前工作溜SGZ-1000/140027002150.62903.633001400后工作溜SGZ-1000/140027002150.62903.633001400转载溜SZZ-1000/400400905403300400破碎机PLM-3000200452703300200头部皮带机SSJ-1200/231523152190212351140630二部皮带机SSJ-1200/231523152190212351140630三部皮带机SSJ-1200/22502250214528701140500乳化液泵GKB-315/31.52200120.1720.61140400喷雾泵KMPB320/10/6.324527187114090回柱机回收沉入底板或被矸石压埋的金属支柱JM-1418.523.613066018.5调度绞车牵引矿车JD-11.4 11.4139566011.4调度绞车JD-25 62528196660150调度绞车JD-40 44045295660160注水泵MZB-150/100303423866030皮带拉紧343533066012猴车矿山索道4550340660453300V系统负荷4330（KW）7006.9（KW）1140V系统负荷2250（KW）660V系统负荷426.9（KW）三、变压器的选择计算：（一）、3300V系统变压器的选择：根据公式：S=Kxpe/COSpj COSpj取0.7 1、总容量计算 pe4330(Kw) 需用系数Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6700/4330 =0.497 S=0.4974330/0.7=3074.3(KVA)为保证供电质量选KBSGZY-2000/6/3.3移变三台，编号为1#、2#、3#1#移变供：采煤机、转载机、破碎机；2#移变供：后工作溜；3#移变供：前工作溜。2、1#移变校验： 总负荷：pe4002+552+20+400+2001530（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6400/1530 =0.557 则：S=0.5571530/0.7=1217(KVA)2000(KVA) (合格)3、2#移变校验： 总负荷：pe700+7001400（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6700/1400 0.7则：S=0.71400/0.71400（KVA)2000(KVA) (合格)4、3#移变校验：总负荷：pe700+7001400（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6700/1400 0.7则：S=0.71400/0.71400（KVA)2000(KVA) (合格) (二)、1140V系统变压器的选择根据公式：S=Kxpe/COSpj COSpj取0.7 1、总容量计算 pe2250(Kw) 需用系数Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6315/2250 =0.484 S=0.4842250/0.7=1555.7(KVA)为保证供电质量选KBSGZY-1250/6/1.14KVA变压器2台， 4#供乳化液泵、喷雾泵、三部皮带机，5#供头部、二部皮带。2、4#移变校验：总负荷：pe2200+245+2250990（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6250/990 0.552则：S=0.552990/0.7781（KVA)1250(KVA) (合格)3、5#移变校验：总负荷：pe2315+23151260（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6315/1260 0.550则：S=0.5501260/0.7990（KVA)1250(KVA) (合格)（三）、660V系统变压器的选择：（6#）总负荷：pe426.9（Kw），其中最大负荷 Pmax=45(Kw) COSpj取0.7为保证供电质量选KBSGZY-630/6移变一台，供回进风系统。6#移变校验：总负荷：pe426.9（Kw） COSpj取0.7需用系数: Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.645/426.9 0.463则：S=0.463426.9/0.7282.4（KVA)Ig式中：K1电缆的环境温度系数，查矿用电缆附表216，取K1=1; K2直埋电缆的土壤热阻率修正系数，取K1=1; K3多根电缆并列敷设时的修正系数，取K3=1; Iy电缆的长时允许电流； 查矿用电缆附表214校验：1#电缆 Iy205（A）117.15 (A) （符合要求）2#电缆 Iy250（A）134.71 (A) （符合要求）3#电缆 Iy250（A）134.71 (A) （符合要求）4#电缆 Iy170（A）75.12 (A) （符合要求）5#电缆 Iy170（A）95.27 (A) （符合要求）6#电缆 Iy148（A）27.17 (A) （符合要求）五、次高压电缆的选择（一）、3300v系统电缆的选择：1、采煤机电缆的选择：a、电缆的长度：干变距采煤机最远端约170（M） 则：Ls1.1170187（M），取Ls210（M）b、按长时允许电流选择电缆截面： 计算电缆的实际长时最大工作电流Ig Kx =0.4+0.6400/930=0.66IgKxIe=0.66（290+212+6）138.6（A）根据IyIg，故选MCPTJ 3.3-350型电缆一根，长度为210M机械强度满足需要c、按允许电压损失校验电缆截面： 正常运行时，3300V电网最大允许电压损失，最远端为10，即：DUmax3400-330090 330（V）变压器的电压损失：查铭牌与网络得根据UT=U2N/100（URcos+UXsin），KBSGZY-2000-6/3.3干变的技术参数为 U2N=3300 SI=1217 SN=2000 短路损耗（铜损）PN=9700短路电压（阻抗电压百分数）UD=4.5 UT=U2N/100（URcos+UXsin）=70.4V 电缆的电压损失： 查电缆铭牌得MCPTJ 3.3-350型电缆 Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km） 则 R10.4910.210.1031 （V） X10.0810.210.0170 （V）DU2 3 Ig（R1 COSpj+X1 Sinpj ）20.24（V）总的电压损失 DUDUb+DUl+DU270.4+20.2490.64（V） 330（V） (校验合格)d、按起动时的电压损失校验电缆截面：根据规定，最远端最大功率电动机起动时，其端电压不得低于电网电压的75 3300V最大允许电压损失为：3400-330075925（V） 起动时采煤机支线Cospj取0.5， 相应Sinpj取0.87 已知Iq2540=1080（A）变压器启动时：COSpj=(4000.5+4000.7+1300.72000.75+4000.75)/(930+200+400)=0.62Sinpj=0.77 = Ibg/Ie1080/335=3.22则：UT=U2N/100（URcos+UXsin）=397.03MCPTJ 3.3-350型电缆R10.1031 （V） X10.0170 （V）DU2 3 Iq（R1 COSpj+X1 Sinpj ）124.10（V）起动时总的电压电压损失：DUQDUbQ+ DUlQ 397.03+124.10521.13（V）105.42（A），符合要求。C、按允许电压损失校验电缆截面：、变压器的电压损失： 查：DU%=4.5% DP=9500W则UR%=0.475 UX%=4.47 Ibg=2150.6 301.2（A）= Ibg/Ie=301.2/335=0.9UT=104.1（V）、电缆的电压损失：查电缆铭牌得MCPTJ3.3-350型电缆 Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km） 则 R10.4910.200.0982 （V） X10.0810.200.0162 （V）DU2 3 Ig（R1 COSpj+X1 Sinpj ）19.28（V）总的电压损失 DUDUb+DUl 104.1+19.28 123.38（V） 330（V） (校验合格)d、按起动时的电压损失校验电缆截面：根据规定，最远端最大功率电动机起动时，其端电压不得低于电网电压的75 3300V最大允许电压损失为：3400-330075925（V） 起动时前工作溜Cospj取0.5， 相应Sinpj取0.87 已知Iq903.6（A）= Ibg/Ie903.6/335=2.70则：UT=U2N/100（URcos+UXsin）=367.66MCPTJ 3.3-350型电缆R10.1031 （V） X10.0170 （V）DU2 3 Iq（R1 COSpj+X1 Sinpj ）103.83（V）起动时总的电压电压损失：DUQDUbQ+ DUlQ 367.66+103.83471.49（V）90(A);45(A); 长度分别为：20M;20M符合要求. (二)、1140V系统电缆的选择、1、 头部皮带a、皮带电机电缆的长度： 移变距电机约10M,取电缆长度为20m。b、按长时允许电流选择电缆截面：皮带机电机单机持续电流为Ig190（A）为保证供电质量选MYP370-1*25型电缆10m二根。该电缆长时允许电流为215（A）190（A），符合要求。干线电缆选择MYP395电缆1根， 10M 该皮带机使用变频器开关启动，经实际测试，启动时的电流没有超过电机的额定电流，所以I g=KxIe=0.55380209（A）190（A），符合要求。干线电缆选择MYP395电缆1根， 840M 该皮带机使用变频器开关启动，经实际测试，启动时的电流没有超过电机的额定电流，所以I g=KxIe=0.55380209（A）145（A），符合要求。干线电缆选择MYP370电缆1根， 10M 该皮带机使用降压软启动开关，经实际测试，电流没有超过电机的额定电流，所以I g=KxIe=0.55290159.5（A）120.1（A），符合要求。干线电缆选择MYP350电缆1根， 800M (三)、660V系统电缆的选择：1、进风系统电缆的选择干线电缆的选择按长时工作电流选择干线电缆截面计算干线电缆的实际长时最大工作电流IgmaxIgmax=122.6（A）选UYP-3*35+1*16型电缆200mIy=138（A）122.6（A） (符合要求)2、回风系统电缆的选择校验干线电缆的选择：按常时允许电流选择电缆截面计算干线电缆的实际长时最大工作电流IgmaxIgmax=Kx(6*28+13+45*4)=253.7（A）选UYP3x95+1x50型电缆的100mIy=260（A）253.7（A） (符合要求)六、短路电流的计算： （一）、高压（6KV）短路电流的计算：（短路点见附图） 所经线路： 80113配MGSP3702100m设备列车、移变1、求电源电抗Xy：井下采区配电室高开处的短路容量为Se50（MVA）Up=6300（V） 根据公式： Xy=Up2/Se63002/50106 0.7938（）2、线路阻抗：(1) 求采区配电室到1#移变的阻抗R0、X0：已知 L=2500（m），查矿用电缆表139得 Ro=0.294（），Xo=0.072（） 则：R0RoL=0.735 X0XoL=0.18求采区配电室到2#移变的阻抗R0、X0：Ro=0.217（），Xo=0.069（） 则：R0RoL=0.5425 X0XoL=0.1725求采区配电室到4#移变的阻抗R0、X0：Ro= 0.412（），Xo=0.075） 则：R0RoL=0.7004 X0XoL=0.1275求采区配电室到5#移变的阻抗R0、X0：Ro= 0.412（），Xo=0.075） 则：R0RoL=0.0412 X0XoL=0.0075求采区配电室到6#移变的阻抗R0、X0：Ro= 0.588（），Xo=0.078（） 则：R0RoL=0.0588 X0XoL=0.0078 3、计算高压短路电流（即6kV电缆最远端d0点短路电流）： 1#线路： 已知： Up6300（V），根据公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.735XX+X1=0.9738则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2581.9（A）2#线路： 已知： Up6300（V），根据公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.5425XX+X1=0.9663则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2842.5（A）3#线路：同2#线路4#线路：已知： Up6300（V），根据公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.7004XX+X1=0.9213则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2721.8（A）5#线路：已知： Up6300（V），根据公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.0412XX+X1=0.8013则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)23925.9（A）6#线路：已知： Up6300（V），根据公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.0588 XX+X1=0.8016则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)23919.1（A）（二）、3300kV短路电流的计算：（短路点见附图） (1)1#，2#,3#移变的电抗ZT=0.268 RT=0.028 XT=0.267(2)求1#移变到采煤机的阻抗R1、X1：已知L=210m ，R10.491（V/Km），X10.081（V/Km）则：R1=0.10 X1=0.02求1#移变到破碎机、转载机的阻抗R1、X1：已知L=20m ，R10.683（V/Km），X10.084（V/Km）则：R1=0.01366 X1=0.00168求2#移变到后溜的阻抗R1、X1：已经L=200m ，Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km）则：R1=0.098 X1=0.016（3）计算短路电流：计算变压器二次出口d1点短路电流1#：RT=0.028 XT=0.267 已知： Up3450（V）R0.763X1.2408则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1184.2（A）2#：RT=0.028 XT=0.267 已知： Up3450（V）R0.5705X1.2333则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1269.4（A） 3#:同2# 计算电缆最远端d2点短路电流：1#采煤机最远端：已知： Up3450（V）R0.863X1.2608则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1129.0（A） 1#破碎机、转载机最远端：已知： Up3450（V）R0.7767X1.2426则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1177.2（A）2#后溜最远端：已知： Up3450（V）R0.6685X1.2493则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1217.4（A） 3#前溜最远端：同2#后溜最远端 （三）、1140V短路电流计算（短路点见附供电图）(1) 4#,5#移变的电抗ZT=0.046 RT=0.0068 XT=0.045 (2)求4#移变到三部皮带机的阻抗R1、X1：R1=0.00837 X1=0.00159 求5#移变到头部皮带机的阻抗R1、X1：R1=0.00593 X1=0.00156 求5#移变到二部皮带机的阻抗R1、X1：R1=0.211 X1=0.064（3）计算短路电流：计算变压器二次出口d1点短路电流4#：RT=0.0068 XT=0.045 已知： Up1200（V）R0.7072X0.9663则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 501.1（A）5#：RT=0.0068 XT=0.045 已知： Up1200（V）R0.048X0.8463则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 707.8（A）计算电缆最远端d2点短路电流：4#三部皮带机最远端：已知： Up1200（V）R0.716X0.968则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 498.3（A） 5#头部皮带机最远端：已知： Up1200（V）R0.05393X0.84786则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 706.2（A） 5#二部皮带机最远端： 已知： Up1200（V）R0.259X0.9103则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 634.0（A）（四）660V系统的短路电流计算(1) 6#移变的电抗ZT=0.030 RT=0.0049 XT=0.0296(2)求6#移变到各设备的干线电缆阻抗R1、X1：进风系统 R1=0.035 X1=0.008回风系统 R1=0.049 X1=0.015 （3）计算短路电流：计算6#变压器二次出口d1点短路电流RT=0.0049 XT=0.0296 已知： Up690（V）R0.0637X0.8312则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 413.8（A） 计算6#干线电缆最远端d2点短路电流：已知： Up690（V）进风系统：R0.0987X0.8392则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 408.3（A）回风系统：R0.1127X0.8462则：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 404.14（A）七、 高压开关的选择与计算:(一)计算各路高压电缆的最大高压电流：由前边计算得知：1#Igmax=117.15(A) 2#Igmax=134.71(A) 3#Igmax=134.71 (A)4#Igmax=75.12(A) 5#Igmax=95.27 (A) 6#Igmax=27.17(A)选择高开根据使用地点及额定电压与以上计算的电流,选用高压隔爆型真空配电开关6台,型号为:BPG9L-300 三台、BPG9L-200二台、BPG9L-50一台。额定电压Ue=6Kv,短路容量Se=100(MVA),2秒钟热稳定电流为10KA,额定动稳定电流为25(KA).2、按短路电流校验高开的开断电流:如前,最大三相短路电流为 Id（3）（2/ 3）3925.9（A）4533（A）10KA (符合要求)3、按热稳定性校验:根据公式:IrwId（3）x Tj/Tw 校验式中: Irw-2秒种承受的热稳定电流, Irw=10(KA)Tw-热稳定电流对应时间 Tw=0.2(S)Tj-短路假想时间 Tj=0.1(S)Id（3）-稳定时三相最大短路电流 Id（3）=4.533(KA)Id（3）x Tj/Tw =3.21(KA)1.5(合格)2#高开: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2842.5/(4300)=2.371.5(合格)3#高开: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2842.5/(4300)=2.371.5(合格)4#高开: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2721.8/(4200)=3.401.5(合格)5#高开: Ke=Id1（2）/(XzIe)=3925.9/(4200)=4.911.5(合格)6#高开:Ke=Id1（2）/(XzIe)=3919.1/(550)=15.681.5(合格)八、3300V以及格1400V开关的选择与整定:(一)、3300V系统次低压压开关的选择与整定1、开关的选择:根据条件与综采设备的要求选择结果如下:选择型号为KE3002开关7台，带采煤机、前溜、后溜、转载机、破碎机。其额定电流为450A；额定电压为3300V。2、开关的整定:、前溜开关的整定a、低速整定：过载整定Xz=Ig=105.42(A)短路整定Xz=6*Lg=6*105.42=632.52(A)b、高速整定： 过载整定Xz= Ig =150(A)短路整定Xz=6*Lg=6*150=900(A) 、采煤机开关的整定:过载整定Xz=Ig=138.6(A)短路整定Xz=6*Ig=6*138.6=831.6(A)、后溜开关的整定:a、低速整定：过载整定Xz=Ig=105.42(A)短路整定Xz=6*Lg=6*105.42=632.52(A)b、高速整定： 过载整定Xz= Ig =150(A) 短路整定Xz=6* Ig =6*150=900(A)、转载机开关的整定:a、低速整定：过载整定Xz=Ig=63(A)短路整定Xz=6*Lg=6*63=378(A)b、高速整定： 过载整定Xz=Lg=90(A)短路整定Xz=6*Lg=6*90=540 (A)、破碎机开关的整定:过载整定 Xz=Ig=45(A) 短路整定 Xz=6*Lg=6*45=270 (A)(二)、1140V系统开关的选择与整定、乳化液泵开关QJZ4x315的整定Iz=Ie=120(A) 取Iz=120(A)、喷雾泵开关QJZ4x315的整定Iz=Ie=27 (A) 取Iz=30(A)、头部皮带开关KBZ-400的整定Iz=Ie=190 (A) 取Iz=190(A