供电系统设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 供电系统设计1、 概述:本设计共分五部分，分别是:1)变压器容量的选择。2)低压电缆截面的选择。3)开关的选择。4)整定校验的计算。5)附加图纸说明。根据本工作面的所用设备的功率及沿线的排水负荷和主运输系统的负荷来确定整个系统的总负荷。总负荷大约为 1366.614KW。其中工作面负荷为 862KW;运输系统负荷为 254.614 KW;专用风机负荷为 118KW;备用风机负荷为132KW。2、 变压器的选择: 为了便于操作工作面的动力设备及主运输系统中的各部胶带机和沿线的排水设施。特将变压器分开选择:工作面配电点变压器的选择;各部胶带机和沿线排水设施配电点变压器的选择。1工作面负荷变压器的的选择变压器选择是否合适，对采区安全生产影响极大，若变压器容量偏小，将使工作机械不能正常运转;若变压器容量过大，势必造成设备投资的浪费。所以采区供电负荷一般采用需用的系数法进行计算，并用下列公式确定变压器的容量:S B (KVA)SB-变压器计算容量(KVA)-由该变压器供电的设备总功率(KW)KX-需用系数COSdj-加权平均功率因数查相关资料，所选参数按一般机械化工作面选择:COSdj0.6 KX0.5根据公式:S B = =718.33KVA （总功率*需用系数功率因数）由以上计算可选变压器容量为 SB800KVA变压器的变比为1140/10KV0.114KBSGZY-1250/10 型移动变电站。2) 各部胶带输送机配电点变压器的选择 故运输系统采用多部胶带输送机共同完成运输任务的。现以任一部胶带输送机配电点为例进行计算并选择移变。 胶带输送机配电点负荷分布为:驱动电机为 254.614KW;排水负荷估计为 4KW(预计为 15 台 4KW 排水泵).根据公式:S B = 290.98KVA式中的 KX0.8;COSdj0.7由以上计算可选变压器容量为SB800KVA;变压器变比为 0.66/10KV0.066KBSGZY-800/10型移动变电站。3) 专用风机配电点变压器的选择 由于胶运巷工作面长度达 1942 米。供风系统采用专用变压器和备用变压器完成通风任务。现就专用风机配电点进行计算并选择移变。 专用风机配电点负荷分布为:专用风机有一套是 215KW还有两套是 222KW。根据公式:S B = 196.6KVA式中的 COSdj0.6由以上计算可选变压器容量为 SB315KVA;变压器变比为 0.66/10KV0.066KBSGZY-315/10型移动变电站。4) 备用风机配电点变压器的选择 由于胶运巷工作面长度达 1992.7 米。供风系统采用专用变压器和备用变压器完成通风任务。现就备用风机配电点进行计算并选择移变。 备用风机配电点负荷分布为:备用风机有三套是 222KW。根据公式:S B = 220 KVA式中的 COSdj0.6由以上计算可选变压器容量为 SB315KVA;变压器变比为 0.66/10KV0.066KBSGZY-315/10型移动变电站。3、 低压电缆的选择电缆芯线具有一定的阻抗，电流流过电缆会产生电压降，并使电缆发热。为了满足使用要求，并保证电缆本身正常工作，在确定低压电缆截面时，应按下列四条原则进行选择。1.在正常工作时，电缆芯线的实际温升不超过绝缘所允许的最高温升，否则电缆将因过热而大大缩短其使用寿命。2.正常运行时，电缆网路实际电压损失必须小于或等于网路所允许的电压损失。3.鼠笼电动机起动时，起动电流很大，使电缆线路电压损失增大，尤其当大容量电动机起动时，影响更为显著。4.电缆的机械强度必须符合要求。1)连续采煤机供电电缆的选择 由于连续采煤机属于移动设备，所以其随机电缆截面必须满足机械强度的要求。根据下表选择电缆的截面: 表 1 橡套电缆机械强度要求的最小截面 2 由上表可以确定连续采煤机的随机电缆截面积在 50-95mm 进行选择。 = = A=245.05A式中 Ig-实际流过电缆的工作电流 P-所供负荷的计算功率，KW Kx-需用系数; Ve-电网额定电压，V; COS-平均功率因数，一般为 0.6-0.8。 2从橡套电缆长时允许负荷电流表中可查得 95mm 的橡套电缆长时允许负荷电流为 300A。按经济电流法计算，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。 IgIyIg-实际流过电缆的工作电流，A;Iy-电缆长时允许负荷电流，A。从上述计算过程中可得出: Ig=245.05AIy=300A 为保证采煤机的截割头的端电压不低于额定电压的 95%，按允许电压损失的大小对所选电缆进行校验。A、1140V 供电系统允许的电压损失1140V 供电网线路末端的最低电压 Umin 为 1083V，允许电压损失UY 为 117V。B、1140 供电网的实际电压损失U 网=UBUL18.45270.4V117V所以所选电缆符合要求。 2)给料破碎机电缆的选择 2 从表 1 中，可知给料破碎机电缆截面可在 25-50 mm 进行选择。 = = =93.98A 2从橡套电缆长时允许负荷电流表中可查得 50mm 的橡套电缆长时允许负荷电流为 173A。按经济电流法校验，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。 IgIyIg-实际流过电缆的工作电流，A;Iy-电缆长时允许负荷电流，A。从上述计算过程中可得出: Ig=9398AIy=173A 2从上述计算过程中，可知所选的 50mm 的橡套电缆符合要求。3) 锚杆机随机电缆的选择 2 从表 1 中，可知锚杆机随机电缆截面可在 16-25 mm 进行选择。 = = =75.97A 2从橡套电缆长时允许负荷电流表中可查得 16mm 的橡套电缆长时允许负荷电流为 85A。按经济电流法校验，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。 IgIyIg-实际流过电缆的工作电流，A;Iy-电缆长时允许负荷电流，A。从上述计算过程中可得出: Ig=75.97AIy=85A 2从上述计算过程中，可知所选的 16mm 的橡套电缆符合要求。 4) 胶带输送机供电电缆的选择 2 从表 1 中，可知胶带输送机供电电缆截面可在 25-50 mm 进行选择。 = = =174.95A 2从橡套电缆长时允许负荷电流表中可查得 50mm 的橡套电缆长时允许负荷电流为 180A。按经济电流法校验，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。 IgIyIg-实际流过电缆的工作电流，A;Iy-电缆长时允许负荷电流，A。从上述计算过程中可得出: Ig=174.95AIy=180A 2从上述计算过程中，可知所选的 50mm 的橡套电缆符合要求。5) 胶带输送机供电电缆的选择 2 从表 1 中，可知胶带输送机供电电缆截面可在 16-25 mm 进行选择。 = = =24.05A 2从橡套电缆长时允许负荷电流表中可查得 16mm 的橡套电缆长时允许负荷电流为 85A。按经济电流法校验，即实际流过电缆的工作电流必须小于或等于所允许的长时负荷电流。 IgIyIg-实际流过电缆的工作电流，A;Iy-电缆长时允许负荷电流，A。从上述计算过程中可得出: Ig=24.05AIy=85A 2从上述计算过程中，可知所选的 16mm 的橡套电缆符合要求。为保证驱动电机的端电压不低于额定电压的 95%，按允许电压损失的大小对所选电缆进行校验。A、660V 供电系统允许的电压损失660V 供电网线路末端的最低电压 Umin 为 627V，允许电压损失UY 为 63V。B、660V 供电网的实际电压损失U 网=UBUL26.40.7127.11V63V所以所选电缆符合要求。4、 开关的选择(1) 低压电气设备的选择原则:1. 用电设备的额定电压应与其所在的电网的电压等级相符。开关的额定电流应大于或等于用电设备的实际工作电流。2. 作馈电用的总开关或分路开关，应选用 DW80 系列或其他系列的自动馈电开关。3. 直接控制电动机或其他动力设备的开关，应选用隔爆型磁力启动器，其具体结构，型号应分别根据工作机械及控制方式，按下述原则定:a. 对需要远方控制的生产机械，如运输机、采煤机等，均应选用真空磁力起动器。b. 对需经常进行远方控制正、反转的生产机械，应选用 QC83-80N 等系列可逆磁力起动器。c. 对于向电钻、照明设备供电的开关，一般应选 ZXZ8-2.5/4 系列综合保护装置。4. 开关电器的继电保护装置，应与电网和生产机械的要求相符，具体选择原则为:A、 配电点的总开关，除需有短路、过载保护外，还应设有漏电闭锁或选择性检漏保护装置。B、 向机械化采煤工作面馈电的移动变电站的低压馈电开关，除应有短路、过载保护外，还应当设有漏电闭锁和漏电保护装置。C、 直接控制电动机的各种起动器，一般均应有短路、过载、断相的保护装置。D、 井下低压真空开关，应有过电压保护装置。(2) 一部机头配电点开关的选择 根据此开关所控制负荷的额定电流来计算，80 开关的额定电流要大于此开关控制负荷额定电流之和。 IekIef Iek-80 开关的额定电流Ief-80 开关所控制所有负荷的额定电流之和 Iek80A Ief221.15=25.3A根据经验换算系数额定电压为 660 伏的负荷，1KW 约等于 1.15 个额定电流。根据以上计算 IekIef，故选择 QBZ80/1140660N 开关是合理的。5、 短路电流计算1) 、各元件阻抗值计算 A、专用风机 KBSGZY-315/10KV 移变技术参数: 变压器的额定容量为 315KVA，当二次侧额定电压为 690V 时，空载损耗为 1400W短路损耗为 2200W阻抗电压为 4.19%。 2 ZT1 UK/100U2NT /SNT0.063 2 2RT1 PNTU2NT /S NT0.011XT1 0.062B、备用风机 KBSGZY-315/10KV 移变技术参数: 变压器的额定容量为 315KVA，当二次侧额定电压为 690V 时，空载损耗为 1400W短路损耗为 2200W阻抗电压为 4.49%。 2 ZT1 UK/100U2NT /SNT0.067 2 2RT1 PNTU2NT /S NT0.011XT1 0.066C、煤机移变 KBSGZY-800/10KV 移变技术参数:变压器额定容量为 800KVA，短路损耗为 6000W空载损耗为 2550W，阻抗电压为 5.93%。二次侧额定电压为 1200V。 2ZT1 UK/100U2NT /SNT0.106 2 2RT1 PNTU2NT /S NT0.013XT1 0.105D、皮带机移变 KBSGZY-800/10KV 移变技术参数:变压器额定容量为 800KVA，短路损耗为 6000W空载损耗为 2550W，阻抗电压为 5.52%。二次侧额定电压为 690V。 2ZT1 UK/100U2NT /SNT0.032 2 2RT1 PNTU2NT /S NT0.004XT1 0.031D、电缆阻抗计算可以查询矿用橡套电缆电阻与电抗选取值表附录三-低压电缆参数表 295mm 电缆参数 UP 系列 r00.230x00.075 270mm 电缆参数 UP 系列 r00.315x00.078 250m 电缆参数 UP 系列 r00.448，x00.081 225m 电缆参数 UP 系列 r00.864，x00.088 216m 电缆参数 UP 系列 r01.37，x00.090 1K1 点:煤机点:RWK1R0L10.2303750.001=0.086XWK1X0L10.0753750.001=0.0282K2 点:破碎机点: RWK1R0L10.4483400.001=0.152XWK1X0L10.0813400.001=0.027 3K3 点:梭车点: RWK1R0L11.372000.001=0.274XWK1X0L10.0902000.001=0.018 2K4 点:锚杆机点: RWK1R0L11.371500.001=0.205XWK1X0L10.0901500.001=0.013 3K5 点:皮带机点:RWK1R0L11.3701500.001=0.205XWK1X0L10.0901500.001=0.0134K6 点:专用风机点:RWK1R0L10.8641500.001=0.129XWK1X0L10.0881500.001=0.0135K7 点:备用风机点:RWK1R0L10.8641500.001=0.129XWK1X0L10.0881500.001=0.0132)、各点两相最小短路电流的计算煤机点短路电流计算: 2IK1 3489.2A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K1 3489.21.14/10397.7A破碎机点短路电流计算: 2IK2 2737.2A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K2 2737.21.14/10312A梭车点短路电流计算: 2IK3 1866.4A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K3 1866.41.14/10212.7A锚杆机点短路电流计算: 2IK4 2337.1A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K4 2337.11.14/10266.4A皮带机短路电流计算: 2IK5 1313.2A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K5 1313.20.69/10 90.6A专用风机短路电流计算: 2IK6 2057.2A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K6 2057.20.69/10 141.9A备用风机短路电流计算: 2IK7 2035A 折算到 10 KV 侧的两相短路电流为: 2K7 20350.69/10 140.42A六、整定计算 1、专用风机配电点 315 移变的保护整定 KBSGZY-315 移动变电站过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其过载保护的整定范围为 0.11 倍的配电箱额定电流，由于变压器所配的低馈头不同，现以额定电流为 315A 的为例，来计算过载整定值。因此过负荷整定为 0.5 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:式中: -过负荷电流 A -变压器二次测额定电流 A -变压器二次测平均电压 A -总功率 Kw过负荷电流为: 123.4A整定电流为 0.5315A157.5A短路保护的整定值为:式中: -容量中最大一台电机的额定起动电流 A -除最大一台电机外，其余用电设备额定电流之和 A则:25.38 217.25325.3312.8A短路保护装置的整定范围为 110 倍的配电箱额定电流，因此过载整定为 2 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:短路整定值为: 2315A630A用后背保护区内最小两相短路电流校验灵敏度: 3.261.5 满足要求。高压侧 :过负荷保护整定为: 18.18A所配高馈头以额定电流为 100A 的为例，取实际整定值为 0.1 倍的配电箱额定电流，即0.1100A10A短路保护的整定值为:25.89A取实际整定值为 1 倍的配电箱额定电流，即: 0.1100A10 A。保护装置的灵敏度: 14.191.5 满足要求。2、备用风机配电点 315 移变的保护整定 KBSGZY-315 移动变电站过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其过载保护的整定范围为 0.11 倍的配电箱额定电流，由于变压器所配的低馈头不同，现以额定电流为500A 的为例，来计算过载整定值。因此过负荷整定为 0.5 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:式中: -过负荷电流 A -变压器二次测额定电流 A -变压器二次测平均电压 A -总功率 Kw过负荷电流为: 129.9A整定电流为: 0.3500A150A短路保护的整定值为:式中: -容量中最大一台电机的额定起动电流 A -除最大一台电机外，其余用电设备额定电流之和 A则:25.38 525.3328.9A短路保护装置的整定范围为 110 倍的配电箱额定电流，因此过载整定为 2 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:短路整定值为: 1500A500A用后背保护区内最小两相短路电流校验灵敏度: 4.071.5 满足要求。高压侧 :过负荷保护整定为: 18.18A所配高馈头以额定电流为 50A 的为例，取实际整定值为 0.1 倍的配电箱额定电流，即0.250A10A短路保护的整定值为:27.23A取实际整定值为 1 倍的配电箱额定电流，即: 0.1100A10 A。保护装置的灵敏度: 14.041.5 满足要求。3、皮带机配电点移变的保护整定 KBSGZY-800 移动变电站过负荷保护装置按保护变压器过负荷来整定，其过载保护的整定范围为 0.11 倍的配电箱额定电流，由于变压器所配的低馈头不同，现以额定电流为800A 的为例，来计算过载整定值。因此过负荷整定为 0.5 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:式中: -过负荷电流 A -变压器二次测额定电流 A -变压器二次测平均电压 kv -总功率 Kw过负荷电流为: 266.3A整定电流为 0.4800A320A短路保护的整定值为:式中: -容量中最大一台电机的额定起动电流 A -除最大一台电机外，其余用电设备额定电流之和 A则:1848 25.3154.50.1311571.33A短路保护装置的整定范围为 110 倍的配电箱额定电流，因此过载整定为 2 倍的额定电流，此时过负荷保护的实际整定值为:短路整定值为: 1800A800A用后背保护区内最小两相短路电流校验灵敏度: 1.641.5 满足要求。高压侧 :过负荷保护整定为: 46.