掘进工作面供电设计

1、实用文档掘进工作面供电设计机电科目录一已知资料2.二设备选用2.1掘进工作面设备选型2.2移动变电站选择2.2.1 计算公式2.2.2 移动变电站的选择3.2.3 移动变电站高压配电的选择 4三高压电缆选择4.3.1 型号的确定4.3.1.1 按长时允许电流选电缆截面 4.3.1.2 按经济电流密度初选主截面 53.2 校验5.3.2.1 按长时最大允许负荷电流校验53.2.2 按热稳定条件校验电缆截面63.2.3 按允许电压损失校验电缆截面 6四低压电缆的选择7.4.1 确定型号7.4.2 选择并校验7.五 供电系统短路电流计算（有名制法）8.5.1 短路计算的原则 8.5.2 短路计算的过

2、程9.5.3 所有设备两相短路电流统计表12六保护装置的整定.136.1 变压器保护装置的整定 .136.2 控制开关保护整定1.46.2.1 皮带电机控制开关保护整定（120开关）1 46.2.2 绞车电机控制开关保护整定（80N开关）1 56.2.3 张紧车电机控制开关保护整定（80N开关）1 66.2.4 总开关保护整定（400馈电开关） 16进工作面供电设计一已知资料掘进工作面所在煤层为出煤，水平为一水平，采区为一采区。工作 面走向长度1600mfc右，倾角39° ,煤层平均厚度6.19m,容重1.4*10 3 3kg/m。矿井井下高压采用10kV供电，由六联巷采区变电所负责

3、向该掘进 工作面供电。根据用电设备的容量与布置，采用 660V电压等级供电， 照明及保护控制电压采用127V。二设备选用1掘进工作面设备选型(1)掘进机，佳木斯煤矿机械有限公司生产的 EBZ 160型悬臂式 掘进机。总装机功率为246kW其中1台截割电动机功率160kW液压 电机的功率为75kW额定电压1140V。(2)带式输送机，焦作市新立康机械有限公司生产的DSJ802*55带式输送机。功率为2*55kW 工作电压为660/1140V。2移动变电站选择2.1 计算公式计算电力负荷总视在功率：K" PS )N kVAcos式中：S一所计算的电力负荷总的视在功率，kVA工PN 参加计

4、算的所有用电设备额定功率之和，kWcos中一参加计算的电力负荷的平均功率因数；K r -需用系数。Kr按下式进行选择PSKr=0.4+0.6三Pn式中：Ps 最大电机的功率数，kVV工Pn 其他参加计算的用电设备额定功率之和，kVV2.2 移动变电站的选择移动变电站负荷统计：供电设备用电设备额定功率（kW额定电压（V）KBSGZY2-T-500/10掘进机EBZ 1602*80+75660带式输送机DSJ80 2*552*55660皮带张紧电机7.5660绞车11660合计363.5其计算负荷为KPN1 363.5S =-N = = 428kVAcos 0.85式中：Kr 需用系数，取Kr =

5、 1cos* 一加权平均功率因数，取 0.85因此选取1台 KBSGZY2-T-500/10 10000V/690V,额定容量为:500kVA> 428kVA 满足供电的要求。2.3 移动变电站高压配电的选择(1)配电装置额定电压：选定为10kV。(2)高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时工作电流即额定电流Ie为:Ie、3 UeSe式中:Se变压器额定容量，kVA;U e 一变压器高压侧额定电压，kV因此移变高压开关的选择:高压侧额定电流为:IeSe500.3 Ue .3 10=86.6A根据计算选择PJG-100/10Y型高压真空配电装置。高压电缆选择3.

6、1 型号的确定3.1.1 按长时允许电流选电缆截面向移动变电站供电的总负荷电流:,Kr三R 103 0.72 363.5 103 I max = I ca= :- -3=21.6A3UnC0S：,3 10 103 0.7式中：ER参加计算的所有用电设备额定功率之和，kWKr需用系数，Kr =0.72；cose 一加权平均功率因数，取0.7 ;U n=10000V3.1.2 按经济电流密度初选主截面其经济截面为：Ae=巫=9.6mm 2Jed 2.25A-电缆主芯截面j-经济电流密度A/m吊根据高压电缆经济电流密度校验 50mmfe缆能够满足要求。经济电 流密度查表，取Jed=2.25A/mn2

7、。最后选高压电缆的长度 230m ,其型号可选现有 MYPTJ3*50+1*25/3+3*25所用电缆截面偏大，热稳定校验和电压损失 校验均能通过时，满足使用要求。3.2 校验3.2.1 按长时最大允许负荷电流校验查表得MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型电缆的长时最大允许负荷电流Ip=187A而计算的电缆长时最大负荷电流为：Ica=21.6AIca=21.6A< lp = 187A 满足要求。3.2.2 按热稳定条件校验电缆截面Ain = Iss工=2749 -025 =14.72<50mr2满足热稳定要求。 iin ssC93.4式中:tph 短路电流的假象时间，即热等

8、效时间，取 0.25S;电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆 C=93.4。3I ss亳二篇l2749A。（考虑电缆入口处发生短路时， 其值最大，也就是最不利的情况。）3.2.3 按允许电压损失校验电缆截面MYPTJ3*50+1*25/3+3*25 型电缆查表得，cos* = 0.85 时，50mmi同芯电缆的每兆瓦公里负荷矩的电压降为：K=0.48%按公式： U%=KPL 0.48%X 3.99 X 0.23=0.4%<7%式中： U% 高压电缆线路中的电压损失百分数。K一每兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失的百分数，其数值可查表P电缆输送的有功功率，MWL电缆线路长度，km7% 允许电压损失百分数

9、。综上所述：所选MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型高压电缆能够满足供电的要求。四低压电缆的选择4.1 确定型号选择的低压电缆要符合煤矿安全规程的规定。根据电压等级、 使用保护环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。4.2 选择并校验长时负荷电流取电动机额定电流，见负荷统计表。也可以用下面公 式计算:-3I = Ica NK=Pn 10，3U n cos n式中:工Pn 参加计算的所有用电设备额定功率之和，kVVK r -需用系数。cosN 参加计算的电力负荷的平均功率因数;1）掘进机电缆:ZPNKr 1000152 1 1000x 3U e cos 3 660 0.8= 166.2A文

10、案大全MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为 260A,并考虑其机械强度，决定电缆选用 MYP-3*95+1*35屏蔽电缆。2）皮带机电缆:ZPNKr 1000110 1 1000、.3Uecos/3 660 0.8= 120.3A考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选MYP-3*50+1*16型屏蔽电缆，该型电缆长时允许通过电流为 173A3)绞车电缆:ZPNKr 10003U ecos 11 1 1000,3 660 0.8二 12A考虑电缆长时允许通过电流和机械强度，决定选用MYP-3*25+1*16型屏蔽电缆，该型电缆长时允许通过电流为113A4)张紧车电缆:三 Pn

11、K10007.5 1 1000、,3uecos .3 660 0.8= 8.2A考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用 MYP-3*25+1*16型屏蔽电缆，该型电缆长时允许通过电流为113A五 供电系统短路电流计算(有名制法)5.1 短路计算的原则(1)短路电流计算时，其电压取平均电压，各电压等级的平均电 压见下表。表：标准电压等级的平均电压值标准电压/kV0.1270.220.380.661.1403.361035平均电压U ar /kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537(2)短路点的选定综采工作面供电计算，选移动变电站高压电缆进线端作为短路点， 计算

12、三相短路电流，校验移动变电站的高压开关的断流能力； 计算两相 短路电流，整定前级10kV隔爆开关中的继电保护装置。(3)元件电抗的计算。10kV高压供电系统，在计算短路电流时，忽略短路回路中各元件 的电阻。(4)井下单位长度电阻与电抗换算表矿用低压橡套电缆的单位长度电阻与电抗阻抗Zo( Q /km)截回(mm)4610162535507095120电阻R5.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.23010.18电抗X)0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.0750.074矿用铠装电缆单位长度的有效电阻和

13、电抗(Q /km)电缆主芯线截面(mm)铜铝10kV10kVR0XRX)161.3130.082.2120.08250.84r 0.081.4160.08350.60.081.0090.08500.420.080.7080.08700.3P 0.080.5060.08950.2210.080.3720.081200.1750.080.2950.081500.140.080.2360.081850.1140.080.1910.085.2 短路计算的过程(1)移变二次出口端的短路电流Idi计算系统阻抗变压器二次电压690V,容量500kVA,系统短路容量按100MVA+算, 则系统电抗为_2 21

14、00MVAXx =且二(069=0."高压电缆阻抗10kV 电缆长度 L=0.23km;查表得，R0 =0.588 q /km,x 0 =0.078 q /km;高压电缆电阻、电抗：Rg=r0l=0.588 0.23=0.135Xg=x 0I =0.078 0.23=0.018变压器阻抗移动变电站的型号为：KBSGZY2-T-500/10变压器二次侧电压为660V,由变压器性能参数表可知Uk%=4.5%, APk =3.5kW则变压器的电阻、电抗:Rt = PkU；N3500WM(0.69kV)2(500kVA)2= 0.0067Xt22Uk% U2v 4.5%x(0.69kV)2

15、100 8TN - 500kVA .=0.043 1则总得电阻和电抗值:ZR -RgRTK20135 0.0067-0.00671?14.52 X 一ZX =Xx -2Kb0 018XT =0.00480.043=0.047914.5则可得短路电流为:I d2)Ue6902« 瓦)2 +(反)2240.0067 2 +0.04792 =7128 A(2)掘进机电机处短路电流Id2计算MYP 3X 95+1 x姓缆的电阻、电抗：L=800米，阻抗参数：R=0.2301 C/km, Xo=0.075C/km田=0.23 X 0.8=0.184 QXgi=0.075 X 0.8=0.06

16、Q则总得电阻和电抗值：ER=0.184+0.0067=0.1907 QEX=0.06+0.0479=0.1079 Q则可得短路电流为：aUe690Id2 1575/2V(工R)2+(ZX)2270.19072 +0.10792(3)皮带机电机处短路电流Id3计算MYP 3X 50型电缆的电阻、电抗：L=30米，阻抗参数：R=0.4484c/km, Xo=0.081 Q/kmRg1=0.4484X 0.03=0.0135QXg1=0.081X0.03=0.0024Q则总得电阻和电抗值：E R=0.0067+0.0135=0.0202QE X=0.0479+0.0024=0.0503Q则可得短路电

17、流为：d3二 6365 A6902 .( ER)2 (三X)22 0.02022 0.0503(4)绞车电机处短路电流I d4计算MYP 3X 25型电缆的电阻、电抗：L=100米，阻抗参数：R=0.8638G/km, Xo=0.088Q/kmRg1=0.8638X 0.1=0.0864QXg1=0.088X0.1=0.0088Q则总得电阻和电抗值：E R=0.0864+0.0067=0.0931QE X=0.0088+0.0479=0.0567Q则可得短路电流为：d42公！R)2 +(1X)26902,0.09312 0.05672= 3165A（3）张紧车电机处短路电流Id5计算MYP 3

18、X 25型电缆的电阻、电抗:L=150米，阻抗参数：R=0.8638c/km, X=0.088c/kmRgi=0.8638X 0.15=0.13。Xg1=0.088X0.15=0.0132Q则总得电阻和电抗值：E R=0.13+0.0067=0.1367QE X=0.0132+0.0479=0.0611Q则可得短路电流为：d52、.（书）2 （三X）269020.13672 0.06112= 2305 A5.3所有设备两相短路电流统计表厅P设备名称两相短路电流（A）1掘进机15752皮带机63653绞车31654张紧车2305六保护装置的整定6.1变压器保护装置的整定(1)高压配电箱过流保护装

19、置的整定过载保护整定隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流，按移动变电站一次侧 额定电流来整定，即5002929A,3 10、'、PI Z = IN 二3 Un整定值取29Ao短路保护整定按躲开最大电动机起动,即采煤机起动，其他电动机正常运行来考虑，其一次侧动作电流计算值为:1.2 1.41.2-Idz=IQN Kx' IN152 5+1 128.5 =72.4 AKt3 10 0.85式中：1.21.4 可靠系数；IQN 容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQN则为这几台同时起动的电动机的额定起

20、动电流之和，A；Kx需用系数，取0.5-1 ;v In 其余电动机的额定电流之和，A；动作电流倍数靠=2.4,取n=3倍校验按移动变电站二次出线端最小两相短路电流校验灵敏系数， 其最小两相短路电流为:Km=7128=6.8> 1.5,满足要求。Idz 14.5 72.4（2）低压保护箱中过流保护装置的整定过载保护整定其过电流（速断）保护整定值应略大于下级控开关的过电流（速断）保护整定值，同时应满足灵敏系数的要求，过载保护整定值7 -' Pr - I -3 UN2 cos：'50030.690.85二 490A过载保护的整定值取I z =490A短路保护整定1dz = 1

21、QN 一二 1 N =3 0.69 0.85128.5 152 5 =875A整定值取875Ao动作电流倍数n =875=1.8,取n=2倍490校验：Km =宜=7128=8.1>1.5,满足要求Idz 8756.2控制开关保护整定6.2.1 皮带电机控制开关保护整定（120开关）1、整定值：Iz<In （取电动机额定电流的近似值）PNz 3cos UN110.3 0.75 0.66= 128A式中:u n负何额定电压，kV;三Pn 设备的额定功率，kVVcos* 设备的功率因数，一般取 0.75。2、灵敏度校验:Kmld2)6365=6.2 ,1.28Iz 8 128式中:In 电动机的额定电流，A；I被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值。6.2.2 绞车电机控制开关保护整定（80N开关）1、整定值：Iz<In （取电动机额定电流的近似值）Iz三Pn11N . 3cos Un 3 0.75 0.66二 13A式中:u n负何额定电压，kV;三Pn 设备的额定功率，kVVcos* 设备的功率因数，一般取 0.