+160煤柱区采区供电设计要点

1、1采区供电系统及变电所位置的确定1供电系统的确定1.1向生产用电设备供电变电所的确定根据煤矿安全规程的要求，结合该采区实际的地质条件利用原-200m复采区变电所现有的供电系统，但需对该区变电所加设矿用隔爆型高压真空配电装置、 矿用隔爆型干式变压器及矿用隔爆型真空馈电开关各一台。该区局扇、刮板筛、钻 机及乳化液泵用电均由该变电所供给，如供电系统图所示（红线及蓝线部分为本设计 内容，其它保持原设计）。1.2 电压等级的确定根据煤矿安全规程的要求和现有采、掘工作面设备技术水平确定：变电所 高压电源电压为6000V;掘进工作面设备以及采煤工作面的生产辅助设备电源电压 为660V,电源取自变电所变压器；

2、变电所及刮板筛照明电压均为127V。1.3 负荷计算及变压器台数的确定按工程设计时依据采区最大生产负荷时期确定变压器的容量和台数。1.3.1 向刮板筛、钻机及乳化液泵站等供电的变压器确定由-200煤柱区采区变电所向上述电气设备采用 660伏电源供电，参见负荷统计表（刮 板筛2X 40KV，钻机4KV，乳化液泵15KW。SbKxzFeCOSGpj0.8 (2 40 4 15 3)0.85式中：Sb 变压器计算容量，KVAKx 由变压器供电的设备的需用系数Kx =0.4 0.6空Pe由变电所供电的设备额定功率之和，KvyCOSpj变压器供电的设备加权平均功率因数。COSpjP1COS：1P2COS

3、：2 .PnCOS：nP1P2 Pn根据以上计算，选用KBSG2-T-200/6型变压器满足要求。1.3.2 向采区风机供电的变压器确定根据煤矿安全规程第128条要求，全煤掘进的掘进工作面必须安设双风机，专用风机必须由专用变压器、专用开关、专用线路供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局扇供电。采区双局扇电源由采区变电所采用两台专供变压器及一台备用变压器双电源供电。为了确保采区通风的可靠性，局扇的专供变压器及备用变压器的高压电源采用分段供电。参见负荷统计表及供电系统图。(1由采区变电所1#变压器向4台2X 11kw风机供电：Sb 二 Kx -Pe =°.9 4 2 93.2KV

4、A (查负荷统计表) co或功0.85根据以上计算，1#变压器选用KBSG2-T-200/6型满足要求。(2) 由采区变电所2#变压器向2台2X 11kw风机供电：SB =0空=0.9 (2 2= 46.6KVA (查负荷统计表)cod pj0.85根据以上计算，2#变压器选用KBSG2-T-100/6型满足要求。(3) 由采区变电所3#变压器向6台2X 11kw备用风机供电：Sb =冬空=09 6 2 11二140KVA (查负荷统计表)co或 pj0.85根据以上计算，3#变压器选用KBSG2-T-200/6型满足要求。1.4采区变电所供电系统的确定按照采区供电系统拟定原则确定采区供电系统

5、，根据煤矿安全规程及采区 设备统计，为了满足供电要求，采区风机专供及风机备用电源分配在采区变电所电 源两段上。.2采区的设备选型2.1 低压电缆的选择计算2.1.1 电缆的选择原则(1) 按煤矿安全规程要求，选择煤矿用阻燃电缆。(2) 电缆的电压等级必须大于或等于电网的实际工作电压。(3) 电缆实际运行电流必须小于或等于电缆允许的载流量。(4) 距电源最远、容量最大的电动机启动时，应保证电动机端电压不低于该设备允 许的最小启动电压和保证电磁启动器有足够的吸合电压。(5) 电缆应满足机械强度的要求。(6) 在电缆线路发生短路故障时应满足热稳定性的要求。2.1.2 电缆型号的确定根据煤矿安全规程要

6、求及采区电气设备电压等级确定电缆型号如下：(1)采掘工作面其它电压为660V的电气设备均选用MY-0.38/0.66系列的电缆. 信号、照明等电压为127V的电气设备均选用MYQ-0.3/0.5型电缆。各段电缆的 具体选用如表2-1所示。表2-1电缆选用表序 号电缆用途电缆型号电缆长度(米)长期负 荷电流(A)实际负荷电流(A)1局扇专供1#低压电源干线MYP-3 95+1X 3585026081.52局扇专供2#低压电源干线MY-3 50+1X 1658017340.83局扇备用低压电源干线MYF-3 95+1X 35P 580260122.34钻机低压电支线MY-3 汉 35+1 如685

7、01383.22.1.3电缆长度的确定(1) 固定敷设的橡套软电缆的实际长度，应比敷设电缆巷道的实际长度增加10%(2) 移动设备用的橡套软电缆的长度，除应按实际使用长度选取外，尚须增加 一段机头部分的活动长度，约35米左右。各段电缆长度如表2-1所示。2.1.4低压电缆截面的选择计算1、由-200煤柱区变电所1#变压器向工作局扇供电电源干线的选择计算。如图所示(1) 、按长期负荷电流选择电缆截面 查设备负荷统计表根据：lg1000 ZFe Kx3 Ue COS：1000 4 2 11 0.973 汇 660汇 0.85= 81.5AUx °。Ud °o2 -Ur 

8、6;02 二.42 -0.72-3.94Ux °。Ud °o2 -Ur °02 二.42 -0.72-3.94式中符号意义同上选择MY-0.66/1.44-395+1 35型电缆，查表长期负荷电流为 260A满足要求(2)、按电压损失校验电缆截面 1#变压器的电压损失 U:e1( Ur°O COSpj Ux°0 Sin：")100690 0.47(0.7 0.853.94 0.53)100=8.63V式中：U2e 变压器二次额定电压，V；B变压器负荷系数,Se200= 0.47Ur % 变压器额定负荷时电阻压降百分数,Ur =汁0.7

9、 ； A变压器短路损耗(Ux% 变压器在额定负荷时电抗压降百分数,Ux °。Ud °o2 -Ur °02 二.42 -0.72-3.94 如图所示，电源干线L2段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%式中：P -电缆输送的有功功率KWL -电缆长度KmK%-电缆每千瓦公里负荷矩的电压损失 %当cos门=0.85 K%=0.06查电工手册电缆实际长度：L=850m刀P=88KWU 00 P L K°0 = 0.9 88 0.85km 0.06 = 4.04也U4.04x/UUe660 = 26.66V100 100 如图所示，电源支线L3段的电压损失：

10、根据公式： U%=P*L*K%当cos门=0.85 K%=0.211查电工手册电缆实际长度：L=35m刀P=66KWU°o=P L K°o=0.9 66 0.035km 0.211=0.44U660 = 2.9V100 100 如图所示，电源支线L4段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%当cos门=0.85 K%=0.211查电工手册电缆实际长度：L=35m刀p=44KWU°0=P L K°0=0.9 44 0.035km 0.211=0.29U 00100029 660 = 1.9V100 如图所示，电源支线L5段的电压损失：（如图所示，防爆接线

11、盒与16#开关 之间电源橡套电缆短忽略不计）根据公式： U%=P*L*K%当cos=0.85 K%=0.211查电工手册电缆实际长度：L=35m刀P=22KWU°0=P L K°o=0.9 22 0.035km 0.211=0.15U 001000 15660 = 0.9V100系统总的电压损失 U总：（变压器与总开关之间电缆长度为 15米，电压损失忽略不计）匚：U Ub U =8.63/ 26.66V 2.9/ 1.9V 0.9V = 41V : 63V满足电压降要求2 、由-200煤柱区变电所2#变压器向工作局扇供电电源干线的选择计算。如图所示（1）、按长期负荷电流选择

12、电缆截面查设备负荷统计表根据：lg1000 汇 E巳汇 Kx1000疋 2 汉 2>d1 汉 0.9 _408A3 Ue COS”3 660 0.85选择MY-0.38/0.66-350+1 16型电缆，查表长期负荷电流为 173A满足要求。(2)、按电压损失校验电缆截面2#变电器的电压损失 Ub：u 2e X 3( u r % x cos。pj +U x % x sin pj) :Ub2e100690 0.466 (1 0.853.87 0.53)100=9.4V式中：U2e变压器二次额定电压，V;0变压器负荷系数，'=&签“466U r %变压器额定负荷时电阻压降百分

13、数,1000U二拆"Pd变压器短路损耗(WUx% 变压器在额定负荷时电抗压降百分数，Ux00 = .Ud 002 -Ur 00 2*42-12-3.87Ud %变压器额定负荷时阻抗压降百分数，Ud%=4; 如图所示，电源干线L7段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%式中：P -L-电缆输送的有功功率KW- 电缆长度KmK%-电缆每千瓦公里负荷矩的电压损失 %当cos门=0.85 K%=0.114查电工手册电缆实际长度：L=580m刀P=2X 22KW=44KWU °o P L K°o=0.9 44 0.58km 0.114 = 2.6UUe 二空 660 =

14、 17.3V100 100 如图所示，电源干线L8段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%式中：P -电缆输送的有功功率KWL -电缆长度KmK%-电缆每千瓦公里负荷矩的电压损失 %当cos门=0.85 K%=0.114查电工手册电缆实际长度：L=35m刀P=22KWU°0=P L K°0=0.9 22 0.035km 0.114 = 0.08 AU 00 110.08x/U- U e660 = 0.52V100 100系统总的电压损失 U总：（变压器与总开关之间电缆长度为17米，电压损失忽略不计）匚:U ：Ub ：u =9.4V 17.3V 0.52V 二 27.2V

15、 : 63V满足电压降要求3 、由-200煤柱区变电所3#变压器向备用局扇供电电源干线的选择计算。如图所示（1）、按长期负荷电流选择电缆截面 查设备负荷统计表根据:1000 沢 Kx = 1000 6 2 11 0.922.3AJ3汉Ue汉CO英J3汉660汉0.85选择MYP-0.66/1.14-395+1 35型电缆，查表长期负荷电流为 260A满足要求。（2）、按电压损失校验电缆截面 3#变电器的电压损失 Ub：U 2e 汉 B（ u r 00 汇 cos pj +U X % 汇 sin pj）100Ub690 0.7 (0.7 0.853.94 0.53)100=12.96V式中：U2

16、e变压器二次额定电压，V;100100B变压器负荷系数，-sS= 240 =0.7PdUr % 变压器额定负荷时电阻压降百分数,Ur " = 2朋"7; Pd变压器短路损耗（WU X% 变压器在额定负荷时电抗压降百分数,Ux 00 = .Ud 002 -Ur 00 2 二 42 -0.72 = 3.94Ud %变压器额定负荷时阻抗压降百分数，Ud%=4;如图所示，电源干线L10段的电压损失:根据公式： U%=P*L*K%式中：P-电缆输送的有功功率KWL - 电缆长度KmK%-电缆每千瓦公里负荷矩的电压损失 %cos门=0.85 K%=0.06查电工手册电缆实际长度：L=5

17、80m刀 P=132KWU 00 = P L K°0 = 0.9 132 0.58km 0.06=4.13U 竺 Ue 4.13 660 = 27.3V100 100如图所示，电源支线L11段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%当cos门=0.85 K%=0.083查电工手册电缆实际长度：L=35m刀 P=110KWU°0=P L K°0 =0.9 110 0.035km 0.083 = 0.29U660 =1.9V100 100 如图所示，电源支线L12段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%当cos门=0.85 K%=0.083查电工手册电缆实际长度

18、：L=270m刀 P=88KWU00=P L K°0=0.9 88 0.27km 0.083 = 1.77A AU 1.77、，U0 Ue660 = 11.7V100 100 如图所示，电源支线L13段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%当cos门=0.85 K%=0.211查电工手册电缆实际长度：L=35m刀P=66KWU°0=P L K°0=O.9 66 0.035km 0.211=0.4400100Ue=0.44 660 = 2.9V100 如图所示，电源支线L14段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%当cos=0.85 K%=0.211查电工手

19、册电缆实际长度：L=35m刀p=44KWU 00 P L K°0=O.9 44 0.035km 0.211=0.293 00100Ue0 29029660 = 1.9V系统总的电压损失 U总：(变压器与总开关之间电缆长度为 20米，电压损失 忽略不计)DU = Ub ：U =12.96V27.3V 1.9V 11.7V2.9V 1.9V 二 58.7V :：: 63V 满足电压降要求4、由-200煤柱区变电所向刮板筛、乳化液泵站及钻机供电电源干线及支线的 选择计算。如图所示(1) 、按长期负荷电流选择电缆截面 查设备负荷统计表根据._ 1000汇工巳汇 KX 1000汉(2汉40 +

20、 15 + 3 + 4)0.8 'g _屁叭70英-向刮板筛、乳化液泵站及钻机供电电源干线：、3 660 0.85= 84A式中:K-CosIg -干线电缆的工作电流A刀P-干线电缆所供负荷的额定功率之和。 需用系数-平均功率因数215A满足要求选择MY-0.38/0.66-370+1 25型电缆，查表长期负荷电流为根 据: Ig 1000 ZPe Kx 1000 4 0.8 向钻机供电电源支线：3.2A3 Ue COS：3 660 0.85式中:K-CosIg -干线电缆的工作电流A刀P-干线电缆所供负荷的额定功率之和。 需用系数-平均功率因数选择MY-0.38/0.66-335+1

21、 16型电缆，查表长期负荷电流为138A满足要求(2) 、按电压损失校验电缆截面4#变压器的电压损失 Ub：& U2 B(Ur 0copUx °sinpj)Ub -pj -pL100690 0.48(0.7 0.85 3.94 0.53)100=8.89V式中：U2e 变压器二次额定电压，V；100B 变压器负荷系数，§ =竺=0.48Se200Ur % 变压器额定负荷时电阻压降百分数，U r P140L二0.7 ； Pd变压器短路损耗(WSe 1020010U X% 变压器在额定负荷时电抗压降百分数,Ux 00 »Ud 002 - Ur 00 2 工.：

22、 42 -0.72 =3.94Ud %变压器额定负荷时阻抗压降百分数，Ud%=4； 如图所示，电源干线L17段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K%式中：P -电缆输送的有功功率KWL - 电缆长度KmK%-电缆每千瓦公里负荷矩的电压损失当cos门=0.85 K%=0.153查电工手册电缆实际长度：L=850m刀P=4KWU00=P L K 00 =0.9 4 0.85km 0.153 = 0.47U660 = 3.1V100 100 如图所示，电源支线L18段的电压损失：根据公式： U%=P*L*K% 当cos门=0.85 K%=0.211查电工手册电缆实际长度：L=420m刀P=4KW

23、U °0 P L K°0 =0.9 4 0.42km 0.211 = 0.32U 00100032 660 二 2.1V100系统总的电压损失 U总：(变压器与总开关之间电缆长度为 20米，电压损失 忽略不计)ZU .-8.89V 3.1V 2.1V -14.1V ： 63V满足电压降要求2.3 采区低压开关的选择1、开关的选择原则：(1) 根据煤矿安全规程规定，采区变电所及各采掘配电点选用矿用防爆型开关(2) 开关的额定电压必须大于或等于线路的实际工作电压，额定电流要大于或等于 被控线路的长期负荷电流。(3) 开关的额定断流容量不小于变电所母线上的实际短路容量。(4) 矿

24、用隔爆开关的接线喇叭口数目及内径要符合被控线路的接线要求。2、采区660V电气设备开关选用QBZ系列矿用真空电磁起动器。3、采区低压馈电开关选用 KBZ型矿用真空馈电开关。4、开关的继电保护应符合电网和工作机械的要求：(1) 变电所低压馈电开关应有过流、漏电和短路保护。(2) 低压馈电开关应有过负荷、短路、欠电压和漏电闭锁功能。(3) 保护工作机械的开关应有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制装 置。2.4 低压电网的短路电流计算用查表法Leql 低压线路电缆实际长度Leq2低压线路电缆换算长度查表得各点的两相短路电流值，如表 3-2所示。表3-2 短路电流值表短 路 占 八、所供干

25、式隔 爆变压器容量(KVA线路截面2 mmLeq1Leq2两相短 路电流 值(A)d120095、25865、 1056501003d210050597597880d320095、70、25600、305、105741897d4200358501165600ds20035、25850、 42019673602.5 高、低开关的继电保护整定计算1、低压开关的继电保护计算(1) 、向工作局扇供电的1#总开关Iz > Ieq+ 刀 Ie =11 X 1.15 X 6+7X 11X 1.15=164A, lz 取 200A。 式中：Iz 过流继电器动作电流整定值，A;Ieq 电动机额定起动电流，

26、 A保护灵敏度校验Ks 二血二心.51.5Iz I z 200满足要求.式中：Idmin保护范围内最小两相短路电流，A；1.5 灵敏系数。(2) 、向工作局扇供电的2#总开关Iz > Ieq + 刀 Ie=11 X 1.15 X 6+11X 1.15=89A, Iz 取 100A。 式中：Iz 过流继电器动作电流整定值，A;Ieq最大一台电动机额定起动电流，A;刀Ie 其余电动机额定电流之和，A。保护灵敏度校验仏上=型=8.81.5IZ IZ 100满足要求.式中：Idmin保护范围内最小两相短路电流，A；1.5 灵敏系数。(3) 、向备用局扇供电的3#总开关Iz > Ieq +

27、刀 Ie =11 X 1.15 x 6+11 x 11X 1.15=215A, Iz 取 300A。 保护灵敏度校验I dmin I d3式中：IzIz 300满足要求.Idmin保护范围内最小两相短路电流，A；1.5 灵敏系数。(4)、向钻机供电的25#分总开关Iz > Ieq + 刀 Ie=4 X 1.15 x 6=28A Iz 取 100A保护灵敏度校验也 + = 600 =61.5IZ IZ 100满足要求.式中：Idmin保护范围内最小两相短路电流，A；1.5 灵敏系数。(5) 、向钻机供电的26#分总开关Iz > Ieq =4 X 1.15 X 6=28A, Iz 取

28、100A。保护灵敏度校验心二血皿=型=3.6 1.5Iz Iz 100满足要求.式中：Idmin保护范围内最小两相短路电流，A；1.5 灵敏系数。2、高压开关的继电保护计算向变压器供电的高压开关(1)、向1#变压器供电的高压开关1 2 1 41 3Iz - (Ieq He)二一 164 = 24.5A，其中164A取自低压开关的继电保护计K"8.7算（1）,考虑变压器励磁涌流，取100A。 式中：lz高压配电箱的过流继电器电流整定值，A;Ieq起动电流最大的一台或几台（同时起动时）电动机的额定起动电流, a；艺I e其余电气设备的额定起动之和，A；KTr变压器的变压比；当电压为 60

29、00/690伏时，6=8.7 1.21.4 可靠系数，取1.3。灵敏度校验 对于丫/接线的变压器Ks二丄竺 36544.2 _ 1.5，满足要求。KTr.IZ 8.7 100K.灵敏度系数； I K （2）变压器低压侧低压母线上的最小两相短路电流，A；I K (2) = 0.87I K = 0.87100I2eUk0.87 100 166.64-3654A式中：Ik（3）三相短路电流值，A；I2e变压器二次侧的额定电流，A；U k变压器的阻抗压降百分值，Ao （2）、向2#变压器供电的高压开关lz _1.21.3( Ieq二 13 89=13.3A，取 60A。K Tr8.7其中89A取自低压

30、开关的继电保护计算（2），式中符号意义同上 灵敏度校验对于丫/ 接线的变压器Ks山 18273.51.5，满足要求。KTr.Iz8.7 60Ik(2厂0.87Ik(3)=0.8710叽 °87 100 83322eUk_=1827A式中符号意义同上。（3）、向3#变压器供电的高压开关1.21.41 3-匸（Q 讥）厂215二琢，其中215A取自低压开关的继电保护计算（3），考虑变压器励磁涌流，取100A。 式中符号意义同上。灵敏度校验对于丫/ 接线的变压器乜 36544.2 _1.5，满足要求。f 8.7 100K灵敏度系数；I K (2)变压器低压侧低压母线上的最小两相短路电流，A

31、；Ik(2)=0.87“(3)=0.87100l2eUk°87 100 166J 3654A(4) 、向4#变压器供电的高压开关1 2 1 41 3IZ-(leq 口 e)40 1.15 6 (40 15 4 3) 1.15 = 52A，K"8.7考虑变压器励磁涌流，取100A式中符号意义同上。灵敏度校验对于Y/ 接线的变压器鱼57096.56 -1.5，满足要求。KTr.IZ 8.7 100Ks灵敏度系数；I K(2)变压器低压侧低压母线上的最小两相短路电流，A；cc(00I2e0.87 100 262.5 厂I K (2) 0.87IK(3)-0.872e5709AUk4式中符号意义同上。2.6 保护接地煤矿井下保护接地系统由主接地极、局部接地极(单独接地体)、接地母线、辅助接地母线、接地导线和连接导线组成。煤矿井下的共同接地线是利用铠装电缆 的金属钢带和橡套电缆的接地芯线，将井下所有接地装置和移动设备的外壳连接起 来