303回风顺槽供电系统.doc

第七节 供电系统一、供电系统：1、供电要求：11303回风顺槽巷掘进工作面供电要求，该掘进工作面是独头掘进，按煤矿安全规程规定掘进工作面的通风机必须安装2台局扇，1台工作、1台备用。局扇必须实行双回路供电；要求主、备用局扇实行“三专两闭锁”有专用的变压器、专用线路、专用开关；主通风机停止工作时能自动切换备用局扇工作。掘进工作面必须安装和实行风电闭锁、瓦斯电闭锁。2、供电方式：第一路由井下中央变电所的KBSG-315/10干式变压器（风机专用变压器）输出电压为660V经轨道大巷至11303回风顺槽配电点供给工作面的主局扇。第二路由中央变电所的KBSG-315/10干式变压器输出电压为660V经轨道大巷至11303回风顺槽配电点供给备用局扇。第三路由中央变电所KBSGZY-315/10 3#移动变电站，输出电压为660V，供给顺槽皮带运输机、2部调度绞车、潜污水泵、信号、照明综保。第四路由中央变电所KBSGZY-315/10 4#移动变电站，输出电压为1140V经东轨道大巷11303回风顺槽综掘机、转载皮带机。 中央变电所至11303回风顺槽口为516米，设计顺槽长度为1200米，切眼长度为220米，合计长度为1936米，考虑供电距离远，电缆电压损失大，故考虑二期供电系统在11303回风顺槽掘进至600米处时，设置采区变电所，输送10KV电源至采区变电所。迁移综掘机（1140V）移动变电站，回风顺槽运输系统（660V）移动变电站。一期供电系统为中央变电所至顺槽600米处，供电距离为1161m。二期供电系统为顺槽600米加切眼220米，供电距离为880m。综掘机1140V供电一期符合要求，二期负载不变，供电距离较一期缩短，故二期综掘机供电系统与一期供电系统不变。二期660V电源，由采区变电所KBSGZY-315/10移动变电站予4部JD-1.6调度绞车、离心泵、切眼皮带输送机、探水钻供电。二、供电设计（一） 供电系统图（见图）（二）采区负荷统计采区负荷名称规格型号额定电压(V)额定功率(kw)安装台数(台)额定电流（A）掘进机EBJ-120TP1140120+55175+34转载皮带11407.515干式变压器KBSG-T-31510/0.693KV-2-移动变电站KBSGZY-T-31510/0.693KV-2-移动变电站KBSGZY-T-31510/1.2KV-1-皮带输送机DSJ-80/40/2556602552263皮带输送机SPJ-650/3066030134.5涨紧绞车5.5KW6605.5KW16.3调度绞车JD-1.666025KW6629探水钻ZYJ-380/21066015116.5离心泵D46-30966055163 潜水泵BQW25-60/2-7.56607.518.6局部主通风机FBDYNO.5.6-2116602111213局部备用通风机FBDYN0.5.6-2116602111213高压真空配电装置PBG-100/10Y10000-2100风机专用开关QBZ-120+120660-1120+120真空磁力启动器QBZ-200660-2200真空磁力启动器QBZ-120660-9120真空磁力启动器QBZ-80660-280掘进机专用开关KXJ-250660-1250真空馈电开关KBZ-200660/1140-1200真空馈电开关KBZ-400660/1140-2400信号照明综保ZBZ-4.0KVA12711-（三）选择向11303回风顺槽工作面供电的变压器：1、选择向皮带输送机、张紧绞车、信号、调度绞车、排污水泵、探水钻等电气设备变压器容量的计算为（660V）：根据ST = KdePN/ COSwm公式计算式中:PN用电设备额定功率之和，即PN=255+5.5+1+25+25+7.5+15=189kwKde需用系数, 查课本工矿企业供电需用系数Kde取0.5，即Kde =0.5COSwm -变压器负载的加权平均功率因数，查课本工矿企业供电掘进加权平均功率因数得COSwm=0.7所以：ST = KdePN / COSwm =0.5189/0.7=135KVA根据计算结果,查课本工矿企业供电根据目前本矿现有设备的情况，选用KBSGZY315/10型干式变压器一台，其额定容量SN.T =315KVA,额定电压10/0.693KV。满足要求2、选择向综掘机变压器容量的计算为（1140V）：根据ST = KdePN/ COSwm公式计算式中:PN用电设备额定功率之和，即PN=120+55+7.5182.5KWKde需用系数, 查课本工矿企业供电有掘进机时需用系数Kde取0.5，即Kde =0.5COSwm -变压器负载的加权平均功率因数，查课本工矿企业供电掘进加权平均功率因数得COSwm=0.7所以：ST = KdePN / COSwm =0.5182.5/0.7=130.36KVA根据计算结果,查课本工矿企业供电根据目前本矿现有设备的情况，选用KBSGZY315/10型干式变压器一台，其额定容量SN.T =315KVA,额定电压10/1.2KV。满足要求3、二期供电系统选择向11303回风顺槽调度绞车、离心泵、切眼皮带输送机、探水钻等供电的变压器（660V）：根据ST = KdePN/ COSwm公式计算式中:PN用电设备额定功率之和，即PN=25+25+55+25+25+30+15200KWKde需用系数, 查课本工矿企业供电需用系数Kde取0.5，即Kde =0.5COSwm -变压器负载的加权平均功率因数，查课本工矿企业供电掘进加权平均功率因数得COSwm=0.7所以：ST = KdePN / COSwm =0.5200/0.7=143KVA根据计算结果,查课本工矿企业供电根据目前本矿现有设备的情况，选用KBSG315/10型干式变压器一台，其额定容量SN.T =315KVA,额定电10/0.693KV。满足要求4、选择向11303回风顺槽主局扇、备用局扇，供电的变压器（660V）：因我矿现有4 个掘进工作面，其中11303回风顺槽对旋风机功率为：211KW两套；11303运输顺槽对旋风机功率为：211KW两套；东轨大巷对旋风机功率为：211KW两套；东回风大巷对旋风机功率为：211KW两套。每个队组其中一套对旋风机的电源由中央变电所一台变压器专供，另一套对旋风机的电源由中央变电所另一台变压器专供。根据ST = KdePN/ COSwm公式计算式中:PN用电设备额定功率之和，即PN=211+211+211+21188KWKde需用系数, 查课本工矿企业供电局扇需用系数Kde取0.7，即Kde =0.7COSwm -变压器负载的加权平均功率因数，查课本工矿企业供电掘进加权平均功率因数得COSwm=0.7所以：ST = KdePN / COSwm =0.788/0.7=88KVA根据计算结果,查课本工矿企业供电根据目前本矿现有设备的情况，选用KBSG315/10型干式变压器一台，其额定容量SN.T =315KVA,额定电10/0.693KV。满足要求，煤矿安全规程规定掘进工作面必须实行双回路供电，达到“三专两闭锁”；故选用两台KBSG315/10型干式变压器。（四）选择向11303回风顺槽工作面供电干线电缆截面的选择(660V、1140V):1、供给11303回风顺槽的皮带输送机、张紧绞车、信号、调度绞车、探水钻、小水泵配电点干线电缆的最大长时工作电流为(取干线负荷的COSwm =0.7, Kde =0.5)Ica= KdePN /31/2UnCOSwm=0.5(255+5.5+1+25+25+7.5+15）/31/20.660.7=118(A)根据计算结果并考虑供电距离远，查课本工矿企业供电选择MY370+135型矿用橡胶套电缆,其长时允许负荷电流为215A102.5A电缆的截面满足要求。2、供给11303回风顺槽的综掘机、皮带转载机配电点干线电缆的最大长时工作电流为(取干线负荷的COSwm =0.7, Kde =0.5)Ica= KdePN /31/2UnCOSwm=0.5(120+55+7.5）/31/21.140.7=66.02(A)根据计算结果并考虑供电距离远,查课本工矿企业供电选择MYP350+125型矿用橡胶套屏蔽电缆,其长时允许负荷电流为173A66.02A电缆的截面满足要求3、给二期11303回风顺槽调度绞车、离心水泵、探水钻、切眼皮带输送机供电干线电缆的最大长时工作电流为(取干线负荷的COSwm =0.7, Kde =0.5)Ica= KdePN /31/2UnCOSwm=0.5（25+25+55+25+25+30+15）/31/20.660.7=125(A)根据计算结果,查课本工矿企业供电选择MY350+125型矿用橡胶套电缆,其长时允许负荷电流为173A125A电缆的截面满足要求.4、供给各队组风机电缆选用MY325+116型矿用橡套电缆。（五）供给11303回风顺槽工作面干线电缆按长时工作时允许的电压损失校验电缆截面。1、11303回风顺槽KBSGZY315/10型干式变压器的电压损失为（660V）：UT%=ST/SN.T(Ur%COST+UX%SinT)=135(0.70.7+3.940.71)/315=1.41V UT=(UT%/100)U2N.T=(1.41/100)693=9.77V式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94式中：UT变压器的电压损失，V； UT%-变压器电压损失的百分数；Ur%变压器额定运行时电阻压降百分数 UX%变压器额定运行时电抗压降百分数ST变压器负荷的视在功率，KVA； T变压器负荷的功率因数角；SN.T变压器的额定容量，KVA； PN.T变压器的短路损耗，KW；UZ%变压器的阻抗电压百分数。干线电缆的电压损失为：Ums= Kde PNLms103/UnrscAms=0.5189561103/66042.570=27VPN所用电设备的总功率Lms供电线路的总长度rsc电缆的电导率Ams所选用电缆的截面11303回风顺槽巷配电点支线电缆的电压损失（取掘进工作面负荷系数Kio=0.5）Ub1= KdePNLms103/ UnrscAms=0.572.5600103/66042.535=22.15V低压电网的总电压损失为U=UT+Ums+Ubl=9.77+27+22.15=58.92V660V电压允许电压损失66V，其值大于58.92V，电缆截面满足电压损失的要求。2、11303回风顺槽综掘机KBSGZY315/10型干式变压器的电压损失为（1140V）：UT%=ST/SN.T(Ur%COST+UX%SinT)=130.36 (0.70.7+3.940.71)/315=1.36VUT=(UT%/100)U2N.T=(1.36/100)1200=16.33V式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94式中：UT变压器的电压损失，V； UT%-变压器电压损失的百分数；Ur%变压器额定运行时电阻压降百分数 UX%变压器额定运行时电抗压降百分数ST变压器负荷的视在功率，KVA； T变压器负荷的功率因数角；SN.T变压器的额定容量，KVA； PN.T变压器的短路损耗，KW；UZ%变压器的阻抗电压百分数。干线电缆的电压损失为（移动变电站至11303工作面综掘机）：Ums= Kde PNLms103/UnrscAms=0.5182.51161103/114042.550=43.73VPN所用电设备的总功率Lms供电线路的总长度rsc电缆的电导率Ams所选用电缆的截面低压电网的总电压损失为U=UT+Ums =16.33+43.73=60.06V1140V电压允许电压损失114V，其值大于66.05V，电缆截面满足电压损失的要求。3、11303回风顺槽二期供电系统KBSGZY315/10型干式变压器的电压损失为（660V）：UT%=ST/SN.T(Ur%COST+UX%SinT)=143(0.70.7+3.940.71)/315=1.49UT=(UT%/100)U2N.T=(1.49/100)693=10.33V式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94式中：UT变压器的电压损失，V； UT%-变压器电压损失的百分数；Ur%变压器额定运行时电阻压降百分数 UX%变压器额定运行时电抗压降百分数ST变压器负荷的视在功率，KVA； T变压器负荷的功率因数角；SN.T变压器的额定容量，KVA； PN.T变压器的短路损耗，KW；UZ%变压器的阻抗电压百分数。干线电缆的电压损失为（KBSGZY-315KVA移动变电站至馈电开关）：Ums= Kde PNLms103/UnrscAms=0.5200600103/66042.550=42.78VPN所用电设备的总功率Lms供电线路的总长度rsc电缆的电导率Ams所选用电缆的截面11303切眼配电点支线电缆的电压损失（取掘进工作面负荷系数Kio=0.5）Ub1= KdePNLms103/ UnrscAms=0.540220103/66042.525=6.27V低压电网的总电压损失为U=UT+Ums+Ub1 =10.33+42.78+6.27=59.38V660V电压允许电压损失66V，其值大于59.38V，电缆截面满足电压损失的要求。(六)短路回路计算1、计算11303回风顺槽巷变压器（660V）的阻抗为R=(Ur/100)(U22N.T/S N.T)=(0.7/100)（0.6932/1）=0.003欧X=(Ux/100)(U22N.T/S N.T)= (3.94/100)(0.6932/1)=0.019欧式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94干线电缆的阻抗为R1=roL1=1.180.2670.561=0.177欧X1=XoL1=0.0780.561=0.04欧ro、 Xo橡皮套电缆值根据课本工矿企业供电查表得，换算到65时的电阻为：R65=1.18R20 L1是中央变电所至11303回风顺槽馈电总开的长度。支线电缆的阻抗为R2=roL2=1.180.5220.6=0.37欧X2=XoL2=0.0840.6=0.05欧ro、 Xo橡皮套电缆值根据课本工矿企业供电查表得，换算到65时的电阻为：R65=1.18R20 L2是11303回风顺槽馈电总开至探水钻开关的长度。短路回路总阻抗(考虑电弧电阻Rea=0.01欧)R=R+R1+R2+Rea=0.003+0.177+0.37+0.01 =0.56欧X=X+X1+X2=0.019+0.04+0.05=0.109欧11303回风顺槽巷工作面最小两项短路电流 I2smin=U2N.T/2(R2+X2)1/2=693/2(0.562+0.1092)1/2=607.89A三相短路电流为 I3S= I2Smin/0.866=701.95A2、计算11303回风顺槽综掘机变压器（1140V）的阻抗为R=(Ur/100)(U22N.T/S N.T)=(0.7/100)（1.22/1）=0.01欧X=(Ux/100)(U22N.T/S N.T)= (3.94/100)(1.22/1)=0.057欧式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94干线电缆的阻抗为R1=roL1=1.180.3801.16=0.52欧X1=XoL1=0.0811.16=0.09396欧ro、 Xo橡皮套电缆值根据课本工矿企业供电查表得，换算到65时的电阻为：R65=1.18R20 L1是中央变电所到综掘机专用开关配电点的长度。短路回路总阻抗(考虑电弧电阻Rea=0.01欧)R=R+R1+Rea=0.01+0.52+0.01 =0.54欧X=X+X1=0.057+0.09396=0.15096欧11303回风顺槽巷工作面综掘机最小两项短路电流 I2smin=U2N.T/2(R2+X2)1/2=1200/2(0.542+0.150962)1/2=1071.43A3、计算11303二期回风顺槽皮离心泵、探水钻、调度绞车、切眼皮带输送机变压器（660V）的阻抗为R=(Ur/100)(U22N.T/S N.T)=(0.7/100)（0.6932/1）=0.003.欧X=(Ux/100)(U22N.T/S N.T)= (3.94/100)(0.6932/1)=0.019欧式中：Ur%=(PN.T/SN.T)1OO=(2.2/315)100=0.7UX%=(UZ%2-Ur%2)1/2=(42-0.72)1/2=3.94干线电缆的阻抗为R1=roL1=1.180.3800.6=0.269欧X1=XoL1=0.0810.6=0.0486欧ro、 Xo橡皮套电缆值根据课本工矿企业供电查表得，换算到65时的电阻为：R65=1.18R20 L1是KBSGZY-315KVA移动变电站至切眼口长度。支线电缆的阻抗为R2=roL2=1.180.7320.22=0.19欧X2=XoL2=0.0880.22=0.01936欧ro、 Xo橡皮套电缆值根据课本工矿企业供电查表得，换算到65时的电阻为：R65=1.18R20 L2是切眼长度。短路回路总阻抗(考虑电弧电阻Rea=0.01欧)R=R+R1+R2+Rea=0.003+0.269+0.19+0.01 =0.472欧X=X+X1+X2 =0.019+0.0486+0.01936=0.08696欧11303回风顺槽巷工作面综掘机最小两项短路电流 I2smin=U2N.T/2(R2+X2)1/2=693/2(0.4722+0.086962)1/2=721.875A（七）整定计算（1140V）11303回风顺槽工作面综掘机启动器的整定因为EBZ-120综掘机有2台电机，不是同时启动所有电机，其中切割电机功率最大，所以就以切割电机来整定计算：过载保护的整定值应按电器设备的额定电流整定，其整定电流IOP.O应为IOP.O=IQe+KdeIZ=75+0.5(75A+34A+4.7A)=131.85A其中75A为综掘机切割电机额定电流；34A为综掘机油泵电机额定电流；4.7A为转载皮带输送机电机额定电流；所以KXJ-250型真空磁力启动器其实际过载保护装置，应整定135A。短路保护的动作电流应躲过掘进机切割电动机的启动电流，其启动电流应为IOPIST.N=75A7+34A+4.7A=563.7A启动器短路保护的整定值为其过载保护整定值的8倍，所以短路保护的实际整定值为IOP=758+34+4.7=638.7A563.7A101回风顺槽掘进工作面敏度校验Kr= I2Smin/IOP=956.94/638.7=1.501.2满足要求其它启动器的整定同上短路点设备名称功率（KW）过流整定（A）短路整定值Id（A）短路计算值Id2（A）短路灵敏度校验S1综掘机开关182.5KW135A640A10711071/6401.671.2S17综掘机开关182.5KW135A640A14741474/6402.301.211303回风顺槽工作面各台开关整定值统计表（1140V）11303回风顺槽工作面各台开关整定值统计表（660V）短路点设备名称功率（KW）过流整定（A）短路整定值Id（A）短路计算值Id2（A）短路灵敏度校验S2皮带输送机开关255KW130A1040A1741A1741/10401.6