軌道上山掘進(jìn)變電所供電設(shè)計(jì).doc

1、軌道上山4203掘進(jìn)變電所供電設(shè)計(jì)旬東煤業(yè)公司長(zhǎng)安煤礦軌道上山4203掘進(jìn)變電所供電設(shè)計(jì)一、掘進(jìn)供電系統(tǒng)及變電所位置的確定1、變電所位置的確定根據(jù)煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的要求，結(jié)合該區(qū)域?qū)嶋H的地質(zhì)條件,在軌道上山右側(cè)設(shè)一處變電所，方便運(yùn)輸與掘進(jìn)的需要。2、電壓等級(jí)的確定根據(jù)2007版煤礦安全規(guī)程的要求和現(xiàn)有掘工作面設(shè)備技術(shù)水平確定：變電所高壓移動(dòng)變電站電源側(cè)電壓為10000V;掘進(jìn)及運(yùn)輸?shù)碾妷簽?140V，電源取本變電所2移動(dòng)變電站；其他輔助運(yùn)輸和排水設(shè)備電源電壓為660V，電源取自本變電所1移動(dòng)變電站；各工作面的煤電鉆、信號(hào)及照明電壓為127V.3、 負(fù)荷計(jì)

2、算及變電站容量、臺(tái)數(shù)的確定1)660V供電變壓器確定=379 KVA式中：變壓器計(jì)算容量，KVA;由變壓器供電的設(shè)備的需用系數(shù)，=0.548；由變電所供電的設(shè)備額定功率之和,KW； =588KW（負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1） -變壓器供電的設(shè)備加權(quán)平均功率因數(shù).根據(jù)以上計(jì)算，選用KBSG630/10型變壓器滿足要求，電壓為660V。2）1140V供電變壓器確定該巷道施工距離長(zhǎng)運(yùn)輸設(shè)備多負(fù)荷大，施工地點(diǎn)距變電所遠(yuǎn)，采用移動(dòng)變電站向工作面設(shè)備供電。=961KVA式中:=0。65=1257KW（負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表2)根據(jù)以上計(jì)算,選用KSGZY-1250/10型移動(dòng)變電站滿足要求,電壓為1140V。3)專(zhuān)用風(fēng)機(jī)變

3、壓器的選擇確定根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求，全煤掘進(jìn)的掘進(jìn)工作面必須安設(shè)雙風(fēng)機(jī)，專(zhuān)用風(fēng)機(jī)必須由專(zhuān)用變壓器、專(zhuān)用開(kāi)關(guān)、專(zhuān)用線路供電.=136.3KVA根據(jù)以上計(jì)算,并考慮變壓器對(duì)線路最遠(yuǎn)端的短路保護(hù)和現(xiàn)有設(shè)備來(lái)源，選用KBSGZY-315/10型變壓器滿足要求，電壓為660V;該移動(dòng)變電站安裝于井底中央變電所.具體配置見(jiàn)“軌道上山變電所供電系統(tǒng)圖”。二、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表660V移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（1）軌道上山變電所電纜MYJV22 3×95 mm2移站KBSGZY630/660V編號(hào)04176電纜型號(hào)MYPT3×70mm2裝 機(jī) 功 率編號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)功率數(shù)量電纜型號(hào)使用地點(diǎn)1運(yùn)輸絞車(chē)J

4、Y-455KW1MY3×70 mm2軌道上山2調(diào)度絞車(chē)JD111。4KW1軌道上山3調(diào)度絞車(chē)JD-111.4KW24203軌道順槽4刮板運(yùn)輸機(jī)SGW-40T40KW24203軌道順槽5漲緊絞車(chē)KHU094KW14203軌道順槽6潛水泵BQS50/15045KW14203軌道順槽7風(fēng)機(jī)BDJ0011N06。72×30KW1備用4203軌道順槽8調(diào)度絞車(chē)JD-111.4KW24203皮帶順槽9漲緊絞車(chē)KHU094KW14203皮帶順槽10潛水泵QBK50/15045KW14203皮帶順槽11風(fēng)機(jī)BDJ0011N06。72×30KW1備用4203皮帶順槽12膠帶運(yùn)輸機(jī)S

5、JJ8002×75KW1UPQ3×50 mm2皮帶上山13潛水泵BQS15/222。2KW11。4m皮帶用14回柱絞車(chē)JH-1418。5LW1800皮帶配用15管道泵ISGR50-1257.5KW1皮帶上山合 計(jì)588KW1140V移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表(2）軌道上山變電所電纜MYJV22 3×95 mm2移站KBSGZY1250/1140V編號(hào)04171電纜型號(hào)MYPT3×70mm2裝 機(jī) 功 率編號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)功率數(shù)量電纜型號(hào)使用地點(diǎn)1膠帶運(yùn)輸機(jī)DT1400525KW1UPQ3×95 mm2皮帶上山2膠帶運(yùn)輸機(jī)SJJ8002×75K

6、W1UPQ3×95 mm24203軌道槽3掘進(jìn)機(jī)S150216KW1UPQ3×95mm24203軌道順槽4膠帶運(yùn)輸機(jī)SJJ8002×75KW1UPQ3×95 mm24203皮帶順槽5掘進(jìn)機(jī)S150216KW1UPQ3×95mm24203皮帶順槽合 計(jì)1257KW三、設(shè)備選型1、低壓電纜的選擇計(jì)算11電纜的選擇原則1） 按煤礦安全規(guī)程要求，選擇煤礦用阻燃電纜。2） 電纜的電壓等級(jí)必須大于或等于電網(wǎng)的實(shí)際工作電壓。3) 向移動(dòng)變電站供電的高壓電纜應(yīng)采用高壓屏蔽電纜。4） 電纜實(shí)際運(yùn)行電流必須小于或等于電纜允許的載流量.5) 正常運(yùn)行時(shí)電纜網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際

7、電壓損失必須小于或等于允許的電壓損失,不超過(guò)7。6) 距電源最遠(yuǎn)、容量最大的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)端電壓不低于該設(shè)備允許的最小啟動(dòng)電壓和保證電磁啟動(dòng)器有足夠的吸合電壓。7) 電纜應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求.8） 在電纜線路發(fā)生短路故障時(shí)應(yīng)滿足熱穩(wěn)定性的要求。1.2電纜型號(hào)的確定根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求及電氣設(shè)備電壓等級(jí)確定低壓電纜型號(hào)如下：1) 變電所高壓電源及高壓開(kāi)關(guān)之間的聯(lián)臺(tái)線選用MYJV22395型交聯(lián)聚乙絕緣電力電纜.2) 皮帶上山DT1400型膠帶運(yùn)輸機(jī)的負(fù)荷線及移動(dòng)變電站到控制開(kāi)關(guān)之間的電纜選用UPQ 0.66/1.14 3120mm2+150 mm2型電纜。3） 工作面掘進(jìn)機(jī)、JS80

8、0型膠帶運(yùn)輸機(jī)的負(fù)荷線及移動(dòng)變電站到控制開(kāi)關(guān)之間的電纜選用UPQ 395mm2+150 mm2型電纜。4） 工作面其它設(shè)備，如調(diào)度絞車(chē)、潛水泵等電壓為660V的電氣設(shè)備的電源線及負(fù)荷線選用MY-0。38/0。66系列電纜。5) 信號(hào)、照明等電壓為127V的電氣設(shè)備均選用MY-0。3/0.5型電纜.各段電纜的具體選用如表3所示。電纜選用表（3）序號(hào)電纜用途電纜型號(hào)電纜長(zhǎng)度（米)長(zhǎng)期負(fù)荷電流（A）實(shí)際負(fù)荷電流（A)1變電所高壓電源MYJV22 3954502782DT1400皮帶UPQ0.66/1.143120+1501203133163皮帶上山SJJ800皮帶UPQ0。66/1.14350+11

9、610017316544203軌道巷1140V電源UPQ0.66/1。14-395+13522026021954203軌道巷660V電源UPQ0。66/1.14-370+12522021519964203皮帶巷1140V電源UPQ0。66/1。14-395+13545026021974203皮帶巷660V電源MY0。38/0.66370+1254502151508軌道上山輔助運(yùn)輸MY0。38/0.66350+1252501737391。4米機(jī)頭660V電源MY0.38/0.6636+16120466.85工作面雙風(fēng)機(jī)電源線MY0。38/0。66335+1164501381321。3電纜長(zhǎng)度的確

10、定確定依據(jù)是變電所到工作面配電點(diǎn)或工作面配電點(diǎn)到電氣設(shè)備的實(shí)際距離另加10%的余量。各段電纜長(zhǎng)度如表3所示。1。4低壓電纜截面的選擇計(jì)算1）、DT1400皮帶負(fù)荷線的選擇計(jì)算(1)按長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇電纜截面查“設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表”（見(jiàn)附錄，下同）皮帶電機(jī)的額定電流Ie=313A.選擇UPQ0.66/1。14-3120+150型電纜，查表此電纜長(zhǎng)期負(fù)荷電流為316A313A,滿足要求。(2）、按電壓損失校驗(yàn)電纜截面移動(dòng)變電站電壓損失UB：查表為0.7,則為0.714 =31。5V式中：-變壓器二次額定電壓,V；變壓器負(fù)荷系數(shù)，=0。769;變壓器額定負(fù)荷時(shí)電阻壓降百分?jǐn)?shù)， =0。592；-變壓器額定

11、負(fù)荷時(shí)電抗壓降百分?jǐn)?shù)，2=4。46；變壓器額定負(fù)荷時(shí)阻抗壓降百分?jǐn)?shù)，=4。5；負(fù)荷線的電壓損失UL：R00。18/km X00。074/kmUL =3INL（R0cos+X0sin) =3×313×0。12×(0。18×0。85+0.074×0.526） =12。48V 系統(tǒng)總的電壓損失U總：(干線電纜長(zhǎng)度為7米，電壓損失忽略不計(jì)） U總=UB +UL =31.5V+12。48V=43。9V校驗(yàn):43。9V<1140V5%=57V,滿足要求。2）、4203軌道巷1140V電源負(fù)荷線的選擇計(jì)算(1) 按長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇電纜截面查設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

12、表， 4203軌道巷1140V電源負(fù)荷額定電流Ie=219A。選擇UPQ0.66/1.14395+135型電纜，查表此電纜長(zhǎng)期負(fù)荷電流為260A219A，滿足要求。(2）按電壓損失校驗(yàn)電纜截面R00。2301/km X00。075/kmUL =3INL（R0cos+X0sin) =3×219×0。22×（0.2301×0.87+0。075×0.49) =19。7VU總=UB +UL =31。5V+19.7V=51.2V校驗(yàn):51.2V1140V5%=57V，滿足要求。3）、4203皮帶巷1140V電源負(fù)荷線的選擇計(jì)算（1） 按長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇電

13、纜截面查設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表， 4203軌道巷1140V電源負(fù)荷額定電流Ie=219A。選擇UPQ0.66/1。14-395+135型電纜，查表此電纜長(zhǎng)期負(fù)荷電流為260A219A，滿足要求。（2）按電壓損失校驗(yàn)電纜截面R00.2301/km X00.075/kmUL =3INL（R0cos+X0sin) =3×219×0.45×(0.2301×0.87+0.075×0。49) =40.4VU總=UB +UL =31.5V+19。7V=71.9V校驗(yàn)：71.9V<1140V7%=77.2V，滿足要求.4）、皮帶上山SJJ800皮帶負(fù)荷線的選擇計(jì)

14、算（1） 按長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇電纜截面查設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 SJJ800皮帶電機(jī)的額定電流Ie=165A。選擇UPQ0。66/1.14-350+116型電纜，查表此電纜長(zhǎng)期負(fù)荷電流為173A165A,滿足要求。（2）按電壓損失校驗(yàn)電纜截面n 630KVA/660V移動(dòng)變電站電壓損失UB：查表為0.7,則為0。714 =12.98V式中:變壓器二次額定電壓，V；-變壓器負(fù)荷系數(shù)，=0.602;-變壓器額定負(fù)荷時(shí)電阻壓降百分?jǐn)?shù)， =0。65;變壓器額定負(fù)荷時(shí)電抗壓降百分?jǐn)?shù)，2=3。94；變壓器額定負(fù)荷時(shí)阻抗壓降百分?jǐn)?shù)，=4n 負(fù)荷線的電壓損失R00。4484/km X00。081/kmUL =3INL（

15、R0cos+X0sin） =3×165×0.1×(0。4484×0。87+0。081×0。49） =12。28VU總=UB +UL =12。98V+12.28V=25。26V校驗(yàn):25。26V<660V5=33V，滿足要求。5)、軌道上山運(yùn)輸絞車(chē)負(fù)荷線的選擇計(jì)算(1） 按長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇電纜截面查設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 SJJ800皮帶電機(jī)的額定電流Ie=75A。選擇MY0。38/0.66350+116型電纜，查表此電纜長(zhǎng)期負(fù)荷電流為173A>75A，滿足要求.（2)按電壓損失校驗(yàn)電纜截面n 負(fù)荷線的電壓損失R00。4484/km X00.

16、081/kmUL =3INL(R0cos+X0sin) =3×75×0.25×(0。4484×0。86+0.081×0.51) =13.8VU總=UB +UL =12。98V+13。8V=26。78V校驗(yàn)：26。78V660V5=33V，滿足要求.其它電纜的選擇與校驗(yàn)均滿足要求，計(jì)算從略。見(jiàn)電纜表2、高壓部分:(10KV)1、自礦井中央變電所引出一條高壓線路，擬使用MYJV22 3×95mm²的鎧裝電纜，線長(zhǎng)450米。2、擬選用高壓開(kāi)關(guān)一臺(tái)，額定容量200A，型號(hào)為BGP43-10/200A3、驗(yàn)算1）、電纜電流驗(yàn)算根據(jù)P=

17、3·V·I·COS 線路電流為78A查表得MYJV22 3×95mm²鎧裝電纜的長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行電流為278AKIpIa 278A78A可用2）、線路壓降驗(yàn)算：查10KV電纜MW/KM 的負(fù)荷矩電壓損失，取COS為0.8時(shí)，為0。281.那么U%=K·P·L=0。281×1。137×0。45=0。144%實(shí)際壓降U<限定的值5% 可用加權(quán)合計(jì): S=P(Kr/COS)Kr 需用系數(shù),掘進(jìn)工作面取0.4；COS-平均功率因數(shù),掘進(jìn)工作面取0。6；S=1704。5×（0。4/0.6)=1137KW3）

18、開(kāi)關(guān)額定電流200A78A 可用四、低壓開(kāi)關(guān)的選擇1、開(kāi)關(guān)的選擇原則:(1) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定,變電所選用礦用防爆型開(kāi)關(guān),井下采掘工作面應(yīng)選用礦用防爆型或增安型開(kāi)關(guān)。（2) 開(kāi)關(guān)的額定電壓必須大于或等于線路的實(shí)際工作電壓，額定電流要大于或等于被控線路的長(zhǎng)期負(fù)荷電流。（3) 開(kāi)關(guān)的額定斷流容量不小于變電所母線上的實(shí)際短路容量。(4) 礦用隔爆開(kāi)關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合被控線路的接線要求。2、工作面刮板運(yùn)輸機(jī)控制開(kāi)關(guān)選用QBZ-200起動(dòng)器,膠帶運(yùn)輸機(jī)采用QBZ400起動(dòng)器，其它660V輔助運(yùn)輸設(shè)備選用QBZ-80系列礦用真空電磁起動(dòng)器。3、工作面低壓饋電開(kāi)關(guān)選用KBZ400礦用真空饋電

19、開(kāi)關(guān).4、移動(dòng)變電站低壓保護(hù)箱選用BXBD800型。5、開(kāi)關(guān)的繼電保護(hù)應(yīng)符合電網(wǎng)和工作機(jī)械的要求：（1） 變電所低壓饋電開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)流、漏電和短路保護(hù)。（2） 變電所配出分路開(kāi)關(guān)和配電點(diǎn)總開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)流保護(hù)。（3) 保護(hù)工作機(jī)械的開(kāi)關(guān)應(yīng)有短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)及遠(yuǎn)程控制裝置.(4) 移動(dòng)變電站低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)應(yīng)有過(guò)負(fù)荷、短路、欠電壓和漏電閉鎖功能。（5) 高壓控制設(shè)備應(yīng)具有短路、過(guò)負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù).高、低壓開(kāi)關(guān)型號(hào)詳見(jiàn)表3五、低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算1、計(jì)算短路回路中個(gè)元件的阻抗值(1)系統(tǒng)電抗值：井下中央變電所10KV母線上的短路容量未知，所以按照斷路器的斷流容量計(jì)算，為Sbr=

20、3I（3）SVar=208MVAXS=U22N/SS= U22N/Sbr 變壓器二次電壓為U2N=690V時(shí)，XS=（0.69）2/208=0.0028 變壓器二次電壓為U2N=1200V時(shí)，XS=（1。2)2/208=0。0069（2)高壓電纜的阻抗值查表可知MYJV22 3×95mm2鎧裝電纜的電阻和電抗值分別為R01=0.221/km，X01=0。08/km。線路長(zhǎng)度L為450m，變壓器的變比690V時(shí)，KSC=10500/690=15.21；1200V時(shí),KSC=10500/1200=8。75。折合到低壓側(cè)的電阻和電抗值為： 低壓側(cè)為1200V時(shí)R1=R01L/ KSC2=0

21、.221×0.45/(8。75)2=0.0013X1=X01L/ KSC2=0。08×0。45/（8。75)2=0。00047 低壓側(cè)為690V時(shí)R1=R01L/ KSC2=0.221×0.45/(15。21)2=0。00043X1=X01L/ KSC2=0.08×0.45/（15.21)2=0。00016（3）變壓器的阻抗值 KBSGZY1250 變壓器的電阻RT=PN。TV2N。T/S2T =7400W×(1。2KV）2/(1250KVA)2 =0.0068 PN.T變壓器的短路損耗(銅耗），7400WVN.T-變壓器的二次額定電壓，KVS

22、T變壓器容量，KVA變壓器的阻抗ZT=VSV2N。T/100ST =4.5×(1.2KV）2/125MVA =0。052VS變壓器額定負(fù)荷時(shí)阻抗壓降百分?jǐn)?shù)為 4.5變壓器的電抗XT2=ZT2RT2 XT =0。051 KBSGZY-630 變壓器的電阻RT=PN.TV2N。T/S2T =4100W×(0.69KV)2/（630KVA）2 =0.0049變壓器的阻抗ZT=VSV2N.T/100ST =4×(0。69KV）2/63MVA =0.03變壓器額定負(fù)荷時(shí)阻抗壓降百分?jǐn)?shù)VS 為4變壓器的電抗XT2=ZT2-RT2 XT =0。0295（4)從短路點(diǎn)S1至變壓器

23、的低壓電纜阻抗UPQ0.66/1.14-3120+150干線電纜的阻抗查表得R0= 0.18/km 、X0=0.074/km，長(zhǎng)度120m,故得其電阻和電抗分別為：R2= R0L=0.18×0.12=0。0216X2= X0L=0.074×0。12=0.0089支線電纜長(zhǎng)度12米,阻抗忽略不記。由以上可知短路點(diǎn)S1的每相總電阻R和總電抗X分別為 R= R2+RT+R1=0。0216+0.0068+0。0013=0.0297X= X2+ XT+ X1+ XS=0。0089+0。051+0。00047+0.0069=0.06727 2、短路電流的計(jì)算，對(duì)于S1點(diǎn)：ISC（2)=

24、 8159A經(jīng)過(guò)與上述相同的方法，算的供電系統(tǒng)其他各短路點(diǎn)的短路電流值見(jiàn)表3。 六、過(guò)流保護(hù)裝置的整定 1、皮帶上山1400m皮帶饋電開(kāi)關(guān)的整定 1）過(guò)流整定 皮帶電機(jī)的Ie=313A，整定值設(shè)為Ia=320A。 2）靈敏度校驗(yàn)：KS=IS1(2）/8Ia=8159/(8×320)=3.181.2,符合要求. 2、4023軌道巷1140V總開(kāi)關(guān)的整定 1）過(guò)流整定 線路的負(fù)荷電流為218A,整定值設(shè)為Ia=220A 2) 靈敏度校驗(yàn)：KS=IS1(2）/8Ia=2301/（8×220）=1。311。2,符合要求. 低壓設(shè)備過(guò)流整定如下表,經(jīng)校驗(yàn)全部符合規(guī)定要求。 表3 高、低壓開(kāi)關(guān)選擇及保護(hù)整定一覽表編號(hào)規(guī)格型號(hào)負(fù)荷容量（KW)負(fù)荷電流(A)整定電流（A）保護(hù)末端短路電流(A）靈敏度01KBZ-400366218220S223011.3102KBZ-400525313320S182593。1803KBZ63004K