供電設(shè)計作業(yè)-1.doc

目 錄一、概述-1二、80113工作面電氣設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù) -1三、變壓器的選擇- 2（一）、3300V系統(tǒng)變壓器的選擇 -2（二）、1140V系統(tǒng)變壓器的選擇 -2（三）、660 V系統(tǒng)變壓器的選擇 -2四、高壓電纜的選擇計算 -2（一）、按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面-2（二）、按長期允許載流校驗電纜截面-3五、次高壓電纜的選擇 3（一）、3300V 系統(tǒng)電纜的選擇 3（二）、1140V系統(tǒng)電纜的選擇 5（三）、660 V系統(tǒng)電纜的選擇 5六、短路電流的計算 -6（一）、高壓（6KV）短路電流的計算 6（二）、次高壓（6KV）短路電流的計算 7（二）、1140V短路電流的計算 7七、高壓開關(guān)的選擇與整定 8（一）、計算各路高壓電纜的最大高壓電流 -8（二）、高壓開關(guān)的整定 -8八、3300V及1140V開關(guān)的選擇與整定 9（一）、3300V系統(tǒng)低壓開關(guān)的選擇與整定 91、開關(guān)的選擇 92、開關(guān)的整定 9（二）、1140V開關(guān)的選擇與整定 9（三）、660V開關(guān)的選擇與整定 91、開關(guān)的選擇 92、開關(guān)的整定 10九、接地系統(tǒng) 11十、附圖:1、80113綜采面供電系統(tǒng)圖2、80113綜采面設(shè)備布置圖（3、80113綜采面供排水系統(tǒng)圖4、80113綜采面通訊照明系統(tǒng)圖）要求：按照目錄內(nèi)容對新景礦80113工作面進行供電設(shè)計。新景礦80113工作面供電設(shè)計說明書一、概述： 80113 采長170M，順槽長度2270M,為直線距離，其進風(fēng)口至配電室沿皮帶巷走只有100M。工作面采用3300V電壓供電給前、后溜、采煤機、轉(zhuǎn)載機、破碎機，3300V供電系統(tǒng)使用天津貝克公司的KE3002開關(guān);順槽共安裝三部皮帶，供電電壓為1140V ，頭部、二部電機使用變頻起動開關(guān)，三部皮帶機使用降壓軟啟動開關(guān)。二、80113主要電氣技術(shù)數(shù)據(jù)：設(shè)備名稱型號單機功率(Kw)額定電流(A)起動電流(A)額定電壓(V)總功率(Kw)采煤機MGTY-400/9302400+255+20290+212+625403300930前工作溜SGZ-1000/140027002150.62903.633001400后工作溜SGZ-1000/140027002150.62903.633001400轉(zhuǎn)載溜SZZ-1000/400400905403300400破碎機PLM-3000200452703300200頭部皮帶機SSJ-1200/231523152190212351140630二部皮帶機SSJ-1200/231523152190212351140630三部皮帶機SSJ-1200/22502250214528701140500乳化液泵GKB-315/31.52200120.1720.61140400噴霧泵KMPB320/10/6.324527187114090回柱機回收沉入底板或被矸石壓埋的金屬支柱JM-1418.523.613066018.5調(diào)度絞車牽引礦車JD-11.4 11.4139566011.4調(diào)度絞車JD-25 62528196660150調(diào)度絞車JD-40 44045295660160注水泵MZB-150/100303423866030皮帶拉緊343533066012猴車礦山索道4550340660453300V系統(tǒng)負荷4330（KW）7006.9（KW）1140V系統(tǒng)負荷2250（KW）660V系統(tǒng)負荷426.9（KW）三、變壓器的選擇計算：（一）、3300V系統(tǒng)變壓器的選擇：根據(jù)公式：S=Kxpe/COSpj COSpj取0.7 1、總?cè)萘坑嬎?pe4330(Kw) 需用系數(shù)Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6700/4330 =0.497 S=0.4974330/0.7=3074.3(KVA)為保證供電質(zhì)量選KBSGZY-2000/6/3.3移變?nèi)_，編號為1#、2#、3#1#移變供：采煤機、轉(zhuǎn)載機、破碎機；2#移變供：后工作溜；3#移變供：前工作溜。2、1#移變校驗： 總負荷：pe4002+552+20+400+2001530（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6400/1530 =0.557 則：S=0.5571530/0.7=1217(KVA)2000(KVA) (合格)3、2#移變校驗： 總負荷：pe700+7001400（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6700/1400 0.7則：S=0.71400/0.71400（KVA)2000(KVA) (合格)4、3#移變校驗：總負荷：pe700+7001400（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6700/1400 0.7則：S=0.71400/0.71400（KVA)2000(KVA) (合格) (二)、1140V系統(tǒng)變壓器的選擇根據(jù)公式：S=Kxpe/COSpj COSpj取0.7 1、總?cè)萘坑嬎?pe2250(Kw) 需用系數(shù)Kx=0.4+0.6Pmax/pe =0.4+0.6315/2250 =0.484 S=0.4842250/0.7=1555.7(KVA)為保證供電質(zhì)量選KBSGZY-1250/6/1.14KVA變壓器2臺， 4#供乳化液泵、噴霧泵、三部皮帶機，5#供頭部、二部皮帶。2、4#移變校驗：總負荷：pe2200+245+2250990（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6250/990 0.552則：S=0.552990/0.7781（KVA)1250(KVA) (合格)3、5#移變校驗：總負荷：pe2315+23151260（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.6315/1260 0.550則：S=0.5501260/0.7990（KVA)1250(KVA) (合格)（三）、660V系統(tǒng)變壓器的選擇：（6#）總負荷：pe426.9（Kw），其中最大負荷 Pmax=45(Kw) COSpj取0.7為保證供電質(zhì)量選KBSGZY-630/6移變一臺，供回進風(fēng)系統(tǒng)。6#移變校驗：總負荷：pe426.9（Kw） COSpj取0.7需用系數(shù): Kx=0.4+0.6Pmax/pe 0.4+0.645/426.9 0.463則：S=0.463426.9/0.7282.4（KVA)Ig式中：K1電纜的環(huán)境溫度系數(shù)，查礦用電纜附表216，取K1=1; K2直埋電纜的土壤熱阻率修正系數(shù)，取K1=1; K3多根電纜并列敷設(shè)時的修正系數(shù)，取K3=1; Iy電纜的長時允許電流； 查礦用電纜附表214校驗：1#電纜 Iy205（A）117.15 (A) （符合要求）2#電纜 Iy250（A）134.71 (A) （符合要求）3#電纜 Iy250（A）134.71 (A) （符合要求）4#電纜 Iy170（A）75.12 (A) （符合要求）5#電纜 Iy170（A）95.27 (A) （符合要求）6#電纜 Iy148（A）27.17 (A) （符合要求）五、次高壓電纜的選擇（一）、3300v系統(tǒng)電纜的選擇：1、采煤機電纜的選擇：a、電纜的長度：干變距采煤機最遠端約170（M） 則：Ls1.1170187（M），取Ls210（M）b、按長時允許電流選擇電纜截面： 計算電纜的實際長時最大工作電流Ig Kx =0.4+0.6400/930=0.66IgKxIe=0.66（290+212+6）138.6（A）根據(jù)IyIg，故選MCPTJ 3.3-350型電纜一根，長度為210M機械強度滿足需要c、按允許電壓損失校驗電纜截面： 正常運行時，3300V電網(wǎng)最大允許電壓損失，最遠端為10，即：DUmax3400-330090 330（V）變壓器的電壓損失：查銘牌與網(wǎng)絡(luò)得根據(jù)UT=U2N/100（URcos+UXsin），KBSGZY-2000-6/3.3干變的技術(shù)參數(shù)為 U2N=3300 SI=1217 SN=2000 短路損耗（銅損）PN=9700短路電壓（阻抗電壓百分數(shù)）UD=4.5 UT=U2N/100（URcos+UXsin）=70.4V 電纜的電壓損失： 查電纜銘牌得MCPTJ 3.3-350型電纜 Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km） 則 R10.4910.210.1031 （V） X10.0810.210.0170 （V）DU2 3 Ig（R1 COSpj+X1 Sinpj ）20.24（V）總的電壓損失 DUDUb+DUl+DU270.4+20.2490.64（V） 330（V） (校驗合格)d、按起動時的電壓損失校驗電纜截面：根據(jù)規(guī)定，最遠端最大功率電動機起動時，其端電壓不得低于電網(wǎng)電壓的75 3300V最大允許電壓損失為：3400-330075925（V） 起動時采煤機支線Cospj取0.5， 相應(yīng)Sinpj取0.87 已知Iq2540=1080（A）變壓器啟動時：COSpj=(4000.5+4000.7+1300.72000.75+4000.75)/(930+200+400)=0.62Sinpj=0.77 = Ibg/Ie1080/335=3.22則：UT=U2N/100（URcos+UXsin）=397.03MCPTJ 3.3-350型電纜R10.1031 （V） X10.0170 （V）DU2 3 Iq（R1 COSpj+X1 Sinpj ）124.10（V）起動時總的電壓電壓損失：DUQDUbQ+ DUlQ 397.03+124.10521.13（V）105.42（A），符合要求。C、按允許電壓損失校驗電纜截面：、變壓器的電壓損失： 查：DU%=4.5% DP=9500W則UR%=0.475 UX%=4.47 Ibg=2150.6 301.2（A）= Ibg/Ie=301.2/335=0.9UT=104.1（V）、電纜的電壓損失：查電纜銘牌得MCPTJ3.3-350型電纜 Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km） 則 R10.4910.200.0982 （V） X10.0810.200.0162 （V）DU2 3 Ig（R1 COSpj+X1 Sinpj ）19.28（V）總的電壓損失 DUDUb+DUl 104.1+19.28 123.38（V） 330（V） (校驗合格)d、按起動時的電壓損失校驗電纜截面：根據(jù)規(guī)定，最遠端最大功率電動機起動時，其端電壓不得低于電網(wǎng)電壓的75 3300V最大允許電壓損失為：3400-330075925（V） 起動時前工作溜Cospj取0.5， 相應(yīng)Sinpj取0.87 已知Iq903.6（A）= Ibg/Ie903.6/335=2.70則：UT=U2N/100（URcos+UXsin）=367.66MCPTJ 3.3-350型電纜R10.1031 （V） X10.0170 （V）DU2 3 Iq（R1 COSpj+X1 Sinpj ）103.83（V）起動時總的電壓電壓損失：DUQDUbQ+ DUlQ 367.66+103.83471.49（V）90(A);45(A); 長度分別為：20M;20M符合要求. (二)、1140V系統(tǒng)電纜的選擇、1、 頭部皮帶a、皮帶電機電纜的長度： 移變距電機約10M,取電纜長度為20m。b、按長時允許電流選擇電纜截面：皮帶機電機單機持續(xù)電流為Ig190（A）為保證供電質(zhì)量選MYP370-1*25型電纜10m二根。該電纜長時允許電流為215（A）190（A），符合要求。干線電纜選擇MYP395電纜1根， 10M 該皮帶機使用變頻器開關(guān)啟動，經(jīng)實際測試，啟動時的電流沒有超過電機的額定電流，所以I g=KxIe=0.55380209（A）190（A），符合要求。干線電纜選擇MYP395電纜1根， 840M 該皮帶機使用變頻器開關(guān)啟動，經(jīng)實際測試，啟動時的電流沒有超過電機的額定電流，所以I g=KxIe=0.55380209（A）145（A），符合要求。干線電纜選擇MYP370電纜1根， 10M 該皮帶機使用降壓軟啟動開關(guān)，經(jīng)實際測試，電流沒有超過電機的額定電流，所以I g=KxIe=0.55290159.5（A）120.1（A），符合要求。干線電纜選擇MYP350電纜1根， 800M (三)、660V系統(tǒng)電纜的選擇：1、進風(fēng)系統(tǒng)電纜的選擇干線電纜的選擇按長時工作電流選擇干線電纜截面計算干線電纜的實際長時最大工作電流IgmaxIgmax=122.6（A）選UYP-3*35+1*16型電纜200mIy=138（A）122.6（A） (符合要求)2、回風(fēng)系統(tǒng)電纜的選擇校驗干線電纜的選擇：按常時允許電流選擇電纜截面計算干線電纜的實際長時最大工作電流IgmaxIgmax=Kx(6*28+13+45*4)=253.7（A）選UYP3x95+1x50型電纜的100mIy=260（A）253.7（A） (符合要求)六、短路電流的計算： （一）、高壓（6KV）短路電流的計算：（短路點見附圖） 所經(jīng)線路： 80113配MGSP3702100m設(shè)備列車、移變1、求電源電抗Xy：井下采區(qū)配電室高開處的短路容量為Se50（MVA）Up=6300（V） 根據(jù)公式： Xy=Up2/Se63002/50106 0.7938（）2、線路阻抗：(1) 求采區(qū)配電室到1#移變的阻抗R0、X0：已知 L=2500（m），查礦用電纜表139得 Ro=0.294（），Xo=0.072（） 則：R0RoL=0.735 X0XoL=0.18求采區(qū)配電室到2#移變的阻抗R0、X0：Ro=0.217（），Xo=0.069（） 則：R0RoL=0.5425 X0XoL=0.1725求采區(qū)配電室到4#移變的阻抗R0、X0：Ro= 0.412（），Xo=0.075） 則：R0RoL=0.7004 X0XoL=0.1275求采區(qū)配電室到5#移變的阻抗R0、X0：Ro= 0.412（），Xo=0.075） 則：R0RoL=0.0412 X0XoL=0.0075求采區(qū)配電室到6#移變的阻抗R0、X0：Ro= 0.588（），Xo=0.078（） 則：R0RoL=0.0588 X0XoL=0.0078 3、計算高壓短路電流（即6kV電纜最遠端d0點短路電流）： 1#線路： 已知： Up6300（V），根據(jù)公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.735XX+X1=0.9738則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2581.9（A）2#線路： 已知： Up6300（V），根據(jù)公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.5425XX+X1=0.9663則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2842.5（A）3#線路：同2#線路4#線路：已知： Up6300（V），根據(jù)公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.7004XX+X1=0.9213則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 2721.8（A）5#線路：已知： Up6300（V），根據(jù)公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.0412XX+X1=0.8013則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)23925.9（A）6#線路：已知： Up6300（V），根據(jù)公式 Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 RR0=0.0588 XX+X1=0.8016則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)23919.1（A）（二）、3300kV短路電流的計算：（短路點見附圖） (1)1#，2#,3#移變的電抗ZT=0.268 RT=0.028 XT=0.267(2)求1#移變到采煤機的阻抗R1、X1：已知L=210m ，R10.491（V/Km），X10.081（V/Km）則：R1=0.10 X1=0.02求1#移變到破碎機、轉(zhuǎn)載機的阻抗R1、X1：已知L=20m ，R10.683（V/Km），X10.084（V/Km）則：R1=0.01366 X1=0.00168求2#移變到后溜的阻抗R1、X1：已經(jīng)L=200m ，Ro0.491（V/Km），Xo0.081（V/Km）則：R1=0.098 X1=0.016（3）計算短路電流：計算變壓器二次出口d1點短路電流1#：RT=0.028 XT=0.267 已知： Up3450（V）R0.763X1.2408則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1184.2（A）2#：RT=0.028 XT=0.267 已知： Up3450（V）R0.5705X1.2333則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1269.4（A） 3#:同2# 計算電纜最遠端d2點短路電流：1#采煤機最遠端：已知： Up3450（V）R0.863X1.2608則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1129.0（A） 1#破碎機、轉(zhuǎn)載機最遠端：已知： Up3450（V）R0.7767X1.2426則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1177.2（A）2#后溜最遠端：已知： Up3450（V）R0.6685X1.2493則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 1217.4（A） 3#前溜最遠端：同2#后溜最遠端 （三）、1140V短路電流計算（短路點見附供電圖）(1) 4#,5#移變的電抗ZT=0.046 RT=0.0068 XT=0.045 (2)求4#移變到三部皮帶機的阻抗R1、X1：R1=0.00837 X1=0.00159 求5#移變到頭部皮帶機的阻抗R1、X1：R1=0.00593 X1=0.00156 求5#移變到二部皮帶機的阻抗R1、X1：R1=0.211 X1=0.064（3）計算短路電流：計算變壓器二次出口d1點短路電流4#：RT=0.0068 XT=0.045 已知： Up1200（V）R0.7072X0.9663則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 501.1（A）5#：RT=0.0068 XT=0.045 已知： Up1200（V）R0.048X0.8463則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 707.8（A）計算電纜最遠端d2點短路電流：4#三部皮帶機最遠端：已知： Up1200（V）R0.716X0.968則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 498.3（A） 5#頭部皮帶機最遠端：已知： Up1200（V）R0.05393X0.84786則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 706.2（A） 5#二部皮帶機最遠端： 已知： Up1200（V）R0.259X0.9103則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 634.0（A）（四）660V系統(tǒng)的短路電流計算(1) 6#移變的電抗ZT=0.030 RT=0.0049 XT=0.0296(2)求6#移變到各設(shè)備的干線電纜阻抗R1、X1：進風(fēng)系統(tǒng) R1=0.035 X1=0.008回風(fēng)系統(tǒng) R1=0.049 X1=0.015 （3）計算短路電流：計算6#變壓器二次出口d1點短路電流RT=0.0049 XT=0.0296 已知： Up690（V）R0.0637X0.8312則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 413.8（A） 計算6#干線電纜最遠端d2點短路電流：已知： Up690（V）進風(fēng)系統(tǒng)：R0.0987X0.8392則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 408.3（A）回風(fēng)系統(tǒng)：R0.1127X0.8462則：Id(2) = Up/2（R)2+（X)2 404.14（A）七、 高壓開關(guān)的選擇與計算:(一)計算各路高壓電纜的最大高壓電流：由前邊計算得知：1#Igmax=117.15(A) 2#Igmax=134.71(A) 3#Igmax=134.71 (A)4#Igmax=75.12(A) 5#Igmax=95.27 (A) 6#Igmax=27.17(A)選擇高開根據(jù)使用地點及額定電壓與以上計算的電流,選用高壓隔爆型真空配電開關(guān)6臺,型號為:BPG9L-300 三臺、BPG9L-200二臺、BPG9L-50一臺。額定電壓Ue=6Kv,短路容量Se=100(MVA),2秒鐘熱穩(wěn)定電流為10KA,額定動穩(wěn)定電流為25(KA).2、按短路電流校驗高開的開斷電流:如前,最大三相短路電流為 Id（3）（2/ 3）3925.9（A）4533（A）10KA (符合要求)3、按熱穩(wěn)定性校驗:根據(jù)公式:IrwId（3）x Tj/Tw 校驗式中: Irw-2秒種承受的熱穩(wěn)定電流, Irw=10(KA)Tw-熱穩(wěn)定電流對應(yīng)時間 Tw=0.2(S)Tj-短路假想時間 Tj=0.1(S)Id（3）-穩(wěn)定時三相最大短路電流 Id（3）=4.533(KA)Id（3）x Tj/Tw =3.21(KA)1.5(合格)2#高開: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2842.5/(4300)=2.371.5(合格)3#高開: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2842.5/(4300)=2.371.5(合格)4#高開: Ke=Id1（2）/(XzIe)=2721.8/(4200)=3.401.5(合格)5#高開: Ke=Id1（2）/(XzIe)=3925.9/(4200)=4.911.5(合格)6#高開:Ke=Id1（2）/(XzIe)=3919.1/(550)=15.681.5(合格)八、3300V以及格1400V開關(guān)的選擇與整定:(一)、3300V系統(tǒng)次低壓壓開關(guān)的選擇與整定1、開關(guān)的選擇:根據(jù)條件與綜采設(shè)備的要求選擇結(jié)果如下:選擇型號為KE3002開關(guān)7臺，帶采煤機、前溜、后溜、轉(zhuǎn)載機、破碎機。其額定電流為450A；額定電壓為3300V。2、開關(guān)的整定:、前溜開關(guān)的整定a、低速整定：過載整定Xz=Ig=105.42(A)短路整定Xz=6*Lg=6*105.42=632.52(A)b、高速整定： 過載整定Xz= Ig =150(A)短路整定Xz=6*Lg=6*150=900(A) 、采煤機開關(guān)的整定:過載整定Xz=Ig=138.6(A)短路整定Xz=6*Ig=6*138.6=831.6(A)、后溜開關(guān)的整定:a、低速整定：過載整定Xz=Ig=105.42(A)短路整定Xz=6*Lg=6*105.42=632.52(A)b、高速整定： 過載整定Xz= Ig =150(A) 短路整定Xz=6* Ig =6*150=900(A)、轉(zhuǎn)載機開關(guān)的整定:a、低速整定：過載整定Xz=Ig=63(A)短路整定Xz=6*Lg=6*63=378(A)b、高速整定： 過載整定Xz=Lg=90(A)短路整定Xz=6*Lg=6*90=540 (A)、破碎機開關(guān)的整定:過載整定 Xz=Ig=45(A) 短路整定 Xz=6*Lg=6*45=270 (A)(二)、1140V系統(tǒng)開關(guān)的選擇與整定、乳化液泵開關(guān)QJZ4x315的整定Iz=Ie=120(A) 取Iz=120(A)、噴霧泵開關(guān)QJZ4x315的整定Iz=Ie=27 (A) 取Iz=30(A)、頭部皮帶開關(guān)KBZ-400的整定Iz=Ie=190 (A) 取Iz=190(A