【《鄂尔多斯柳塔煤矿供电部分选型设计案例》8200字】

鄂尔多斯柳塔煤矿供电部分选型设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u23027鄂尔多斯柳塔煤矿供电部分选型设计案例 1323631.1拟定供电系统 1311221.2移动变电站选择 436781.3电缆的选择及计算 9157131.3.1高压电缆型号的确定 9101251.3.2低压支线电缆的选择 1513081.4高压和低压开关的选择 31拟定供电系统供电系统的拟定原则：出于经济性考量，在供电设计过程中尽可能减少电缆数量和长度，尽可能一次供电，避免重复供电。采煤机功率相对较大，宜采用单独电缆供电；工作面配电点到各用电设备宜采用辐射式线路供电；带式输送机可以采用干线式供电，对于多台大容量带式输送机，可以采用辐射的线路布置方式进行供电设计。各电源负荷尽量均衡，高压大容量用电设备要单独供电，同一等级电压可采用同一电源，使用地点相近的设备采用同一电源，低压用电设备尽量采用同一电源。表7.1综采工作面设备及负荷统计设备名称额定功率额定电压数量工作地点MG400/985-WD型采煤机985Kw1140v1综采工作面一组额定功率/Kw加权平均功率因素需用系数Kde9850.85ELMB型断面巷道转载机4L-20/8型空气压缩机XRB2B型乳化液泵组DSJ120/160带式输送机100Kw130Kw55Kw500KW1140v380V660v11401222掘进工作面综采工作面综采工作面综采工作面一组额定功率/Kw加权平均功率因素需用系数Kde2850.7SGZ-880/800型刮板输送机800Kw1140v1运输顺槽一组额定功率/Kw加权平均功率因素需用系数Kde8000.70.7移动变电站选择综采工作面选用5台移动变电站。各组负荷分配为：1号移动变电站向采煤机供电；2号移动变电站向刮板输送机和带式输送机供电；3号移动变电站向乳化液泵站组和喷雾泵站供电；4号移动变电站向转载机和照明信号供电；5号移动变电站向空气压缩机供电。表7.2综采工作面设备及负荷统计ELMB型断面巷道转载机100Kw1140v1掘进工作面MG400/985-WD型采煤机985Kw1140v1综采工作面SGZ-880/800型刮板输送机800Kw1140v1运输顺槽4L-20/8型空气压缩机130Kw380v2综采工作面XRB2B型乳化液泵组55Kw660v2综采工作面一组额定功率/Kw加权平均功率因素需用系数Kde2070Kw0.6-0.70.51号移动变电站选择：1号移动变电站向采煤机供电，负荷计算容量为KVA式（7.1）式（7.2）查表取选取1台KBSGZY-1250/6型移动变电站，额定容量1250KVA。2号移动变电站的选择:2号移动变电站向刮板输送机和带式输送机供电，负荷计算容量为KVA式（7.3）式（7.2）查表取选取1台KBSGZY-1000/6型移动变电站，额定容量1000KVA。3号移动变电站的选择:3号移动变电站向乳化液泵站组和喷雾泵站供电，负荷计算容量为KVA式（7.4）式（7.2）查表取选取1台KBSGZY-200/6型移动变电站，额定容量200KVA。4号移动变电站的选择:4号移动变电站向向转载机和照明信号供电，负荷计算容量为KVA式（7.3）式（7.2）查表取选取1台KBSGZY-100/6型移动变电站，额定容量100KVA。5号移动变电站的选择:5号移动变电站向空气压缩机供电,负荷计算容量为KVA式（7.4）式（7.2）查表取选取1台KBSGZY-315/6型移动变电站，额定容量315KVA。电缆长度的确定由式：Lz=a×Lxa—系数，橡套电缆取a=1.1,铠装电缆取a=1.05Lx—巷道实际长度mLz—选取电缆长度m表7.3电缆长度计算结果序号地点巷道长度m选取电缆长度m电压备注1356037386000V橡套电缆2356037386000V橡套电缆35606186000V 橡套电缆4310034106000V橡套电缆5310034106000V橡套电缆63003103300V橡套电缆76066660V橡套电缆83403741140V橡套电缆950553300V橡套电缆1050556000V橡套电缆115055660V橡套电缆122002201140V橡套电缆135055660V橡套电缆1450551140V橡套电橡套电缆161001101140V橡套电缆1780883300V橡套电缆18660V橡套电缆19660V橡套电缆20660V橡套电缆218088660V橡套电缆224044660V橡套电缆233033660V橡套电缆241011660V橡套电缆252022660V橡套电缆26500550660V橡套电缆2715001650660V橡套电缆电缆的选择及计算高压电缆型号的确定高压电缆截面的电流密度，按长时允许电流，允许电压向综采工作面移动变电站供电所使用电缆选择(1)向1号移动变电站供电电缆的选择G1：1.按电流密度选择主截面，向三台移动变电站供电的总负荷电流校验:式（7.5）—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表取电力电缆经济电流密度；经济截面为式（7.6）选型号MYPJ-6/10-3x70高压电缆，2.按最长时间最大允许负荷电流校验:查表得MYPJ-6-3x70型电缆的长时最大允许负荷,满足要求。3.按允许电压损失校验电缆截面校验:式（7.7）式（7.8）所选MYPJ-10-3x70型高压电缆能满足供电要求。4.按热稳定条件校验电缆截面:高压电缆的阻抗:式（7.9）式（7.10）总阻抗:式（7.11）电缆首端三相最大短路电流:式（7.12）式中：—电源母线上的三相短路电流；—电源母线上的短路容量或断路器的断流容量；—电源母线上的平均电压，查表可得。式（7.13）式中：—短路电流的假想时间；—电缆芯线热稳定系数C=145；—电源母线上的三相短路电流，满足热稳定条件。(2)向2号移动变电站供电电缆的选择G2：1.按电流密度选择主截面，向三台移动变电站供电的总负荷电流:式（7.5）—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表取电力电缆经济电流密度；经济截面为式（7.6）选型号MYPJ-6/10-3x70高压电缆，2.按最长时间最大允许负荷电流校验:查表得MYPJ-6-3x70型电缆的长时最大允许负荷,满足要求。3.按允许电压损失校验电缆截面:式（7.7）式（7.8）所选MYPJ-10-3x50型高压电缆能满足供电要求。4.按热稳定条件校验电缆截面:高压电缆的阻抗式（7.9）式（7.10）总阻抗式（7.11）电缆首端三相最大短路电流:式（7.12）式中：—电源母线上的三相短路电流；—电源母线上的短路容量或断路器的断流容量；—电源母线上的平均电压，查表可得。式（7.13）式中：—短路电流的假想时间；—电缆芯线热稳定系数C=145；—电源母线上的三相短路电流满足热稳定条件。(3)向4号移动变电站供电电缆的选择G3:1.按电流密度选择主截面，向三台移动变电站供电的总负荷电流式（7.5）—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表取电力电缆经济电流密度；经济截面为式（7.6）选型号MYPJ-6/10-3x70高压电缆，2.按最长时间最大允许负荷电流校验:查表得MYPJ-6-3x70型电缆的长时最大允许负荷,满足要求。3.按允许电压损失校验电缆截面:式（7.7）式（7.8）所选MYPJ-10-3x70型高压电缆能满足供电要求。(4)向3号移动变电站供电电缆的选择G4:1.按电流密度选择主截面，向三台移动变电站供电的总负荷电流式（7.5）—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表取电力电缆经济电流密度；经济截面为式（7.6）选型号MYPJ-6/10-3x16高压电缆，2.按最长时间最大允许负荷电流校验:查表得MYPJ-6-3x70型电缆的长时最大允许负荷,满足要求。3.按允许电压损失校验电缆截面:式（7.7）式（7.8）所选MYPJ-10-3x70型高压电缆能满足供电要求。4.按热稳定条件校验电缆截面:高压电缆的阻抗式（7.9）式（7.10）总阻抗式（7.11）电缆首端三相最大短路电流式（7.12）式中：—电源母线上的三相短路电流；—电源母线上的短路容量或断路器的断流容量；—电源母线上的平均电压，查表可得。式（7.13）式中：—短路电流的假想时间；—电缆芯线热稳定系数C=145；—电源母线上的三相短路电流满足热稳定条件(5)向5号移动变电站供电电缆的选择G5:1.按电流密度选择主截面，向三台移动变电站供电的总负荷电流式（7.5）—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表取电力电缆经济电流密度；经济截面为式（7.6）选型号MYPJ-6/10-3x50高压电缆，2.按最长时间最大允许负荷电流校验:查表得MYPJ-6-3x50型电缆的长时最大允许负荷,满足要求。3.按允许电压损失校验电缆截面:式（7.7）式（7.8）所选MYPJ-10-3x50型高压电缆能满足供电要求。4.按热稳定条件校验电缆截面:高压电缆的阻抗式（7.9）式（7.10）总阻抗式（7.11）电缆首端三相最大短路电流式（7.12）式中：—电源母线上的三相短路电流；—电源母线上的短路容量或断路器的断流容量；—电源母线上的平均电压，查表可得。式（7.12）式中：—短路电流的假想时间；—电缆芯线热稳定系数C=145；—电源母线上的三相短路电流满足热稳定条件低压支线电缆的选择1号移动变电站向采煤机供电电缆的选择Z1:1.按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）式中；—电缆所带负荷的需用系数，由负荷表可知—该电缆供电设备额定功率之和，Kw；—电缆所在电网的额定电压，—电缆所带负荷的加权平均功率因素，查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为205A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.14）式中：—变压器的电压损失百分数—变压器计算容量，；—变压器一次侧额定电压—变压器二次侧额定电压—变压器额定运行时电压得百分数—变压器额定运行时电抗压降百分数所以式（7.15）式（7.16）查表得=5.5式（7.14）式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆表面积—电缆长度，418m—电缆导电芯的导电率，取42.5(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。2号移动变电站向刮板输送机供电电缆的选择Z2:按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为250A，小于工作电流，故按允许电压损失校验电缆截面不满足要求。2号移动变电站向带式输送机供电电缆的选择Z3:按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯电缆橡胶套电缆的长时允许电流为250A，小于工作电流，故按允许电压损失校验电缆截面不满足要求。2号移动变电站向刮板输送机供电电缆的选择Z4:1.按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯电缆橡胶套电缆的长时允许电流为205A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素所以：式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆长度，33m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。2号移动变电站向带式输送机供电电缆的选择Z5：1.按长时允许电流选择电缆截面：电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为110A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面所以：式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆长度，55m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）则>故按允许电压损失校验电缆截面满足3号移动变电站向乳化液泵站供电电缆的选择Z8:1.按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为170A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.14）式（7.15）式（7.16）查表得=4式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆长度，55m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。3号移动变电站向喷雾泵站供电电缆的选择Z9:1.按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为85A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆长度，55m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。4号移动变电站向转载机供电电缆的选择Z6:按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得mm2的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为350A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.14）所以式（7.15）式（7.16）查表得=4式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆表面积—电缆长度，5m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。4号移动变电站向照明信号供电电缆的选择Z7:按长时允许电流选择电缆截面电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为36A，小于工作电流，故按允许电压损失校验电缆截面不满足要求。4号移动变电站向照明信号供电电缆的选择Z10:1.按长时允许电流选择电缆截面：电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为170A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面：（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.14）式（7.15）式（7.16）查表得=4式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）式中：—电缆长度，110m(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。5号移动变电站向空气压缩机供电电缆的选择Z11:按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为36A，小于工作电流，故按允许电压损失校验电缆截面不满足要求。5号移动变电站向空气压缩机供电电缆的选择Z12：1.按长时允许电流选择电缆截面:电缆截面的最大长时工作电流；式（7.5）查表可得的铜芯橡胶套电缆的长时允许电流为113A，大于工作电流，所以该电缆满足要求，从而选择型号型电缆，此截面满足机械强度要求。2.按允许电压校验电缆截面:（1）变压器电压损失，变压器的负载加权平均功率因素式（7.14）式（7.17）（2）计算电缆截面的电压损失式（7.7）(3)低压电网的实际总电压式（7.18）(4)低压电网的允许总电压损失式（7.19）>，经过允许电压损失校验，电缆截面满足要求。低压干线电缆的选择及验算干线电缆截面按允许电压损失来选择，按启动条件校验电缆截。一号移动变电站向采煤机组供电干线的选择S1:1.按允许电压损失选电缆线路截面在计算电缆的电压损失时，应选择一条电压损失最大的线路计算，一般为线路最长，电动机容量罪的的支线，其他支线的电压损失不必计算。干线电缆的允许电压损失为式（7.20）--正常工作时低压电网的允许的电压损失V--变压器的电压损失V--支线电缆的电压损失V则干线电缆满足的电压损失的最小截面为式（7.21）故选择电缆为UGSP-3x702.按启动条件校验电缆截面采煤机电动机的技术数据为：额定启动倍数a=2.2，额定起动电流，启动时的功率因数（1）最小启动电压的确定式（7.22）式中：—电动机额定电压—电动机的最小启动倍数，查表得1.2式（7.23）式（7.24）控制采煤机的启动器安装处的电压为：U=+=845+16.5=861.5v式（7.25）式（7.26）满足启动器吸持电压要求，采煤机最小启动电压为845v。（2）启动时该供电线路上各部分电压损失①启动电缆线路的电压损失由上面公式可得=16.5V=645A式（7.27）②启动时变压器电压损失启动时变压器的负荷电流和功率因素计算如下式（7.28）=式中=式（7.5）式（7.29）则启动时变压器损失为式（7.30）式（7.15）式（7.16）式（7.17）③启动时低压电网电压损失式（7.32）此时，采煤机电动机端子上的电压为-=3450-808.62=2641.38V>U=2409v式（7.31） 总之，通过以上计算选择电缆截面70mm2完全满足要求。二号移动变电站向刮板输送机组供电干线的选择S21.按允许电压损失选电缆线路截面干线电缆的允许电压损失为式（7.20）--正常工作时低压电网的允许的电压损失V--变压器的电压损失V--支线电缆的电压损失V则干线电缆满足的电压损失的最小截面为式（7.21）故选择电缆为UGSP-3x702.按启动条件校验电缆截面刮板输送机组的技术数据为：额定启动倍数a=2.2，额定起动电流，启动时的功率因数（1）最小启动电压的确定式（7.22）式中：—电动机额定电压—电动机的最小启动倍数，查表得1.4式（7.23）式（7.24）控制的启动器安装处的电压为：U=+=909+7=916v式（7.25）满足启动器吸持电压要求，刮板输送机组最小启动电压为909V。（2）启动时该供电线路上各部分电压损失①启动电缆线路的电压损失由上面公式可得=7V=560A式（7.27）②启动时变压器电压损失启动时变压器的负荷电流和功率因素计算如下式（7.28）=式中=式（7.5）式（7.29）则启动时变压器损失为式（7.30）式（7.15）式（7.16）式（7.17）③启动时低压电网电压损失式（7.32）此时，刮板输送机组端子上的电压为-=1140-139.2=1000.8V>U=916v式（7.31） 总之，通过以上计算选择电缆截面70mm2完全满足要求。三号移动变电站向乳化液泵站组供电干线的选择S3：因为S3干线电缆供电的最大支线功率为250Kw，乳化液泵站组小于315Kw故也选用电缆为UGSP-3x70。四号移动变电站向转载机供电干线的选择S4：按允许电压损失选电缆线路截面干线电缆的允许电压损失为式（7.20）--正常工作时低压电网的允许的电压损失V--变压器的电压损失V--支线电缆的电压损失V则干线电缆满足的电压损失的最小截面为式（7.21）故选择电缆为UGSP-3x50按启动条件校验电缆截面转载机电动机的技术数据为：额定启动倍数a=2.2，额定起动电流，启动时的功率因数（1）最小启动电压的确定式（7.22）式中：—电动机额定电压—电动机的最小启动倍数，查表得1.4式（7.23）式（7.24）控制转载机的启动器安装处的电压为：U=+=912+6.76=918.76v式（7.25）U=918.76v>70%Un=0.7×1140=798v式（7.27）满足启动器吸持电压要求，转载机最小启动电压为912v。（2）启动时该供电线路上各部分电压损失①启动电缆线路的电压损失由上面公式可得=6.76V=1507.2A式（7.24）②启动时变压器电压损失启动时变压器的负荷电流和功率因素计算如下式（7.28）=式中=式（7.5）式（7.29）则启动时变压器损失为式（7.30）式（7.15）式（7.16）式（7.17）③启动时低压电网电压损失式（7.32）此时，采煤机电动机端子上的电压为-=1140-45.4=1094.6V>0.7U=798v式（7.31） 总之，通过以上计算选择电缆截面70mm2完全满足要求。五号移动变电站向空气压缩机供电干线的选择S5：因为S5干线电缆供电的最大支线功率为250Kw，空气压缩机小于315Kw故也选用电缆为UGSP-3x50。高压和低压开关的选择高压开关的选择：综采工作面供电系统中，移动变电站进线电源多是由采区变电所高压配电箱供给，但是，当综采工作面顺槽较长，特别是