某煤矿c16采区供电系统设计

某煤矿C16采区供电系统设计一概述某煤矿的老井随着开采深度的进一步加深，为延长矿井服务年限，现准备开采六号煤层。根据某煤矿井田布置，将井田范围内的六号煤层分为两个采区，即C16和C26采区。矿生产技术部门已经对C26区的工作面设计进行完。现根据开采设计对C26区的供电系统进行设计。采区供电计算在开拓系统，采煤方法及采区生产机械确定之后才能进行。在进行计算时，要根据巷道布置、采区变电所的位置及采区机械设备的分布来拟制一个采区供电系统。在此基础上，选择变压器的容量及型号，并确定其台数；选择采区供电电缆，计算短路电流；选择开关及对各种保护装置进行整定计算。二、采区变电所变压器的选择采区变压器的选择包括选择变压器容量、型号及确定台数；变压器的需用容量选择过大会造成浪费，过小会使变压器过负荷运行。在设计中通常使用下列公式来确定变压器的需用容量SBJPEKFKTSBJCOSPJPJW式中SBJ变压器的计算需用容量KVAPE联接到变压器的用电设备的总额定容量KWKF负荷率即用电设备的实际负荷与其额定负荷之比对采区来说,一般取0708,此处取075KT同时率即采区同时运转的用电设备额定容量之和与全部用电设备额定容量之和的比值,此值通常小于1,一般取0809,此处取080COSPJ电动机的加权平均功率因数,一般可取0809,此处取080PJ电动机的加权平均效率,一般可取0809,此处取085W低压电网效率,此值通常取08095,此处取092C16采区总的供电负荷见表一于是SBJ考虑到C216作面走向长达1300M,从采区变电所低压供电的干线电缆长达1600M,干线电缆的电压损失较大,无法保证供电质量。因此拟在C116工作面机巷设置移动变电站给C116工作面机巷及附近的所有机电设备供电。C216作面机巷移动变电站所带的负荷见表二1C216机巷移动变电站所需容量的计算PEKFKTSBJCOSPJPJW4772KVA2C26变电所的变压器所需容量PEKFKTSBJCOSPJPJW7309KVA根据以上计算及某煤矿现有变压器的情况,C116工作面机巷移动变电站可选用一台KBSGZY500/6/069型移动变电站C26电所的变压器可选用两台KS7400/6/069型矿用变压器。三高压电缆的选择C26区变电所的高压电源由老井井下中央变电所引出,C16采区变电所距离老井井下中央变电所650M,考虑到两个变电所内电缆敷设的长度,高压电缆的总长度LGYLGY11LSH11650715M按经济电流密度选择高压电缆截面A式中A电缆截面，MM2I正常负荷时，井下总的持续工作电流，AN不考虑入井电缆损坏时，同时工作电缆的根数，C26正常时为一根高压电缆供电；J经济电流密度，A/MM2表三电力电缆经济电流密度年最大负荷利用小时经济电流密度（A/MM2）（H）铜芯电缆铝芯电缆钢芯铝铰裸导线1000300025193165300050002251731155000以上215409正常负荷时，井下总的持续工作电流INSBJUE式中IMAX线路的长时间最大工作电流,ASBJ高压电缆所带用电设备的额定功率之和计算的需用容量C16采区SBJ1242KWUE高压额定电压,UE63KV1732631138A于是按经济电流密度选择的高压电缆最小截面AMINJ1138254552MM2根据以上计算,C16采区的高压电源电缆可选择主芯线截面为50MM2的YJV22350型交联聚乙烯高压电缆四、高压配电装置的选择高压配电装置电气参数选择应符合下列条件1按正常条件选择额定电压和额定电流井下高压配电装置的额定电压UE,应与井下高压网络的额定电压等级相符,即设备的额定电压不应小于其装设处的额定电压。根据某井下高压网络为6KV的额定电压,C26变电所内的高压配电装置额定电压UE应与其相符,即UE6KV2井下高压配电装置的额定电流IE,不应小于其所控制的设备的或线路的长时间最大工作电流IMAX,即IEIMAX3动稳定校验设备的额定切断电流IM应大于或等于三相短路电流的冲击值ID3即IMID3一高压总进线配电装置的选择从上面的计算,高压总进线配电装置通过的最大长时间工作电流IMAX1138A,根据某煤矿井下在用高压配电装置的情况,C16采区可选用BGP406型高压配电装置BGP406型高压配电装置的主要技术指标1额定电压6KV最高工作电压72KV2额定电流50、100、200、300、400、500、630A3额定短路开断电流125KA有效值额定短路关合电流315KA峰值额定动稳定电流315KA峰值额定热稳定电流125KA有效值4额定热稳定时间2S二各分路高压配电装置的选择为保证高压配电装置的互换性,各分路高压配电装置可选择与高压总进线配电装置相同的BGP406型高压配电装置。五、所变及移动变电站低压馈电开关的选择所变及移动变电站低压馈电开关的具体选择原则1用电设备的额定电压应与其所在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电流。2作馈电的总开关或分路开关,应选用DW80系列自动馈电开关3采区变电所的总低压开关,应设有短路过负荷和漏电保护装置4变电所内的分路开关,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5开关的接线喇叭咀的数目,要满足电网接线的需求,而它们的出口内径则要与所用电缆的外径相适配考虑到某煤矿现所用的低压馈电开关,尤其是井下变电所内的馈电开关全部是DW80350型,为保证设备的互换性,因此C26变电所内的及C216动变电站处的所有低压馈电开关全部选用DW80350型。六、各分馈开关出线干线橡套电缆的选择1011、012、013、014、022、032馈电开关由于干线供电距离较短,且所带负荷均不大,因此直接根据橡套电缆按机械强度要求的最小截面进行选择具体见供电系统图2024馈电开关出线干线电缆截面的选择、变压器按所带负荷计算的所需容量SBJ380KVA式中KX需用率缓倾斜煤层炮采取045COSPJ加权平均功率因数,取06PE132145112117055065KW、计算变压器的负荷率KFBSBJ/SBE380/400095、变压器的负荷电流IBKFBIB2E0953347318A式中IB2E变压器的二次侧额定电流查变压器产品目录得,KS7400/6变压器为3347A、变压器的电压损失UB为UBIB（RBCOSBXBSINB）173231800173065004760765507760011245003617655077600474212612V式中RB、XBKS7400/6/069变压器的阻抗,RB00173、XB00476COSB变压器的功率因数,取065、支线电缆的电压损失UZ为KFPELZ103RUESZD式中KF负荷率,单台设备取为08PE用电设备的额定功率,工作面上巷只有乳化液泵功率最大,PE37KWLZ支线电缆的长度,取100米R铜的电导率,为53UE用电设备的额定电压,为660伏SZ支线电缆的主芯线截面,取16MM2D电动机的效率,取09、干线电缆允许的电压损失UGUYUBUZUG163261258792201V式中UY额定电压660V时,允许的电压损失为63VUG1六号石门车场至C16下山变的的一段干线电缆的电压损失UG1KXPELG103/（RUESG1）0451173001000/53660509V、按干线电缆允许的电压损失计算所需最小截面SGKXPELG103RUEUG0451175511001000536602201399MM2、干线电缆的长时工作电流IGIGPE103/UECOSPJ621000/173266006904A根据以上计算可选择主芯线截面为50MM2的U1000350型的矿用橡套电缆载流量173A作为C116风巷的干线电缆。1021馈电开关出线干线电缆截面的选择、变压器按所带负荷计算的所需容量SBJ380KVA式中KX需用率缓倾斜煤层炮采取045COSPJ加权平均功率因数,取06PE132145112117055065KW、计算变压器的负荷率KFBSBJ/SBE380/400095、变压器的负荷电流IBKFBIB2E0953347318A式中IB2E变压器的二次侧额定电流查变压器产品目录得,KS7400/6变压器为3347A、变压器的电压损失UB为UBIB（RBCOSBXBSINB）173231800173065004760765507760011245003617655077600474212612V式中RB、XBKS7400/6/069变压器的阻抗,RB00173、XB00476COSB变压器的功率因数,取065、支线电缆的电压损失UZ为KFPELZ103RUESZD0855150100053660250984V式中KF负荷率,单台设备取为08PE用电设备的额定功率,掘进巷只有溜子的功率最大,PE55KWLZ支线电缆的长度,取150米R铜的电导率,为53UE用电设备的额定电压,为660伏SZ支线电缆的主芯线截面,取25MM2D电动机的效率,取09、干线电缆允许的电压损失UGUYUBUZ632612842848V式中UY额定电压660V时,允许的电压损失为63V、按干线电缆允许的电压损失计算所需最小截面SGKXPELG103RUEUG0451321000100053660284859MM2、干线电缆的长时工作电流IGIGKXPE103/UECOSPJ061321000/1732660061155A根据以上计算,可选择主芯线截面为70MM2的U1000370型的矿用橡套电缆载流量为217A作为C136机巷掘进的干线电缆。同样,其它各馈电开关出线的干线电缆经计算所选择的矿用橡套电缆规格均已标注在供电系统图中。七、高低压开关的整定值的计算一低压馈电开关整定值的计算根据煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则低压馈电开关的整定值,按下式计算IZIQEKXIE式中IZ过电流保护装置的电流整定值,AIQE容量最大的电动机的额定起动电流,一般IQE57IEKX需用系数,取10IE其余电动机的额定电流之和,A按照上面的计算公式,变电所及移动变电站的低压开关的整定值的最小计算值、整定值全部列于下表四中二高压配电装置整定值的计算BGP406型高压配电装置采用电子式高压综合保护器，根据煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则，按电流互感器二次额定电流值（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定，其整定值按下面的公式选择IQEKXIEKBIGE式中KB变压器的变压比，6000/690V时，KB87IQE、KX、IE含义同前面的公式IGE高压配电装置的额定电流,A由于C16采区变电所的GZ2、GZ4高压配电装置所控制的都是KS7400/6/069型矿用变压器,其高压侧额定电流为385A,根据煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则第14条的规定，可选择GZ2、GZ4高压配电装置的额定电流为50A电流互感比为50/5GZ2高压配电装置所控制的是KBSGZY500/6/069型移动变电站,其高压侧额定电流为481A,GZ2高压配电装置的额定电流可选择为50A电流互感比为50/5而GZ1、GZ5高压配电装置为高压总进线开关,其通过的最大额定电流为23854811251A,因此其额定电流应选择为150A电流互感比为150/51GZ2高压配电装置的整定倍数IQEKXIEKBIGE90115610951501651158750621472435251取最接近于计算值的数值,即N132GZ4高压配电装置的整定倍数IQEKXIEKBIGE90115610132551121171158750621479435253取最接近于计算值的数值,即N433GZ2高压配电装置的整定倍数IQEKXIEKBIGE901156101501611101158750621484435253取最接近于计算值的数值,即N334GZ1、GZ5高压配电装置的整定倍数IQEKXIEKBIGE901156104205005061158715062116401305173取最接近于计算值的数值,即N1、N52八供电系统图中所标各短路点的两相短路电流根据煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则第1条的计算方法,两相短路电流以下式计算ID2UE/2R2X2RR1/KB2RBR2XXXX1/KB2XBX2式中ID2两相短路电流,AR、X短路回路内一相电阻、电抗值的总和,XX根据三相短路容量计算的系统电抗值，XXU2B2E/SD0692/5000095UB2E变压器二次侧平均电压,即UB2E069KVSD系统短路容量,按SD50KVA计算R1、X1高压电缆的电阻、电抗值,YJV22350铜芯电缆,R10412/KM,X10075/KMR2、X2低压电缆的电阻、电抗值。U1000350110型矿用橡套电缆,R20448/KM,X20081/KMU1000370116型矿用橡套电缆R20315/KM,X20078/KMKB矿用变压器的变压比，6000/690V时为KB87RB、XB矿用变压器的电阻、电抗值,KS7400/6/069型变压器RB00173、XB00476KBSGZY500/6型移动变电站RB00059、XB00376UE变压器二次侧的额定电压,对于660V网络,UE690V1010馈电开关在D11处短路时的短路电流ID112UE/2R2X269020