采礦專業(yè) 綜采供電設計.doc

1、綜合機械化采煤工作面供電系統(tǒng)設計設計校驗：解煒機電科長:徐意源機電副總：劉強機電礦長：侯國俊目 錄一、原始資料11、巷道布置及掘進方法12、運輸及通風系統(tǒng)13、電源及負荷1二、工作面配電點與移動式變電站位置的確定2三、供電系統(tǒng)擬定2四、負荷統(tǒng)計與變壓器選擇41、選擇向皮帶供電的660V移動式變電站（1移變)42、選擇向掘進機供電的移動式變電站（2移變）4五、供電電纜的選擇41、確定電纜的型號和長度42、電纜主芯線截面的選擇5（1）向移動式變電站供電的高壓電纜選擇5（2）低壓電纜截面的選擇7六、短路電流的計算111、短路回路阻抗計算12七、保護裝置的整定計算151、掘進機配電箱的整定152、移動

2、式變電站低壓側(cè)自動空氣開關(guān)的整定153、高壓配電箱的整定16附錄1 礦用660/1440V移動屏蔽橡套軟電纜結(jié)構(gòu)尺寸及主要技術(shù)參數(shù)18附錄2 煤礦用6/10kV移動金屬屏蔽橡套軟電纜簡介19附錄335KV地面變電所8000KVA電力變壓器參數(shù)21附錄4 電纜電阻統(tǒng)計表22參考文獻24一、 原始資料1、 巷道布置及掘進方法1001綜合機械化采煤工作面全長180m,一次采全高3.27米。綜采工作面回采用MCTY-300/700采煤機。采取三班生產(chǎn)，一班檢修的工作方式。每日回采進米6米.2、 運輸及通風系統(tǒng)運輸順槽回采出煤通過1部SGZ830/500型刮板輸送機SZZ830/200轉(zhuǎn)載機SSJ100

3、/80型可伸縮膠帶輸送機集中1部皮帶主斜井皮帶地面架空皮帶，最后送入工業(yè)場地.工作面所需材料和設備的運輸,由無軌膠輪車由輔運大巷輔運順槽工作面。順槽通風系統(tǒng)的新鮮風流由主斜井集中運輸皮帶大巷1001運輸順槽工作面1001回風順槽1001回順回風繞道總回風大巷最后通過風機排至地面。3、 電源及負荷井下中央變電所配電電壓6KV，中央變電所母線最大短路容量為50MVA。一盤區(qū)各用電設備在巷道內(nèi)的分布見設備布置圖，用電設備的臺數(shù)及技術(shù)數(shù)據(jù)見下表：二、 工作面配電點與移動式變電站位置的確定移動式變電站設在1002運順與輔運大巷間的聯(lián)巷內(nèi);掘進工作面配電點設在東輔運與輔運大巷間的聯(lián)巷內(nèi)，距51003回順掘

4、進工作面距離為2250m。三、 供電系統(tǒng)擬定初步確定掘進工作面供電系統(tǒng)如下圖所示。掘進工作面采用單電源移動式變電站供電，配電點到各用電設備采用副射式供電。四、 負荷統(tǒng)計與變壓器選擇 1、 選擇向皮帶供電的660V移動式變電站（1移變)變電器的計算容量為式中 Kde=0。5；0。3 coswm=0。7 (查煤礦電工手冊礦井供電下冊P348表10-3-7）選用KBSGZYT-500/6型礦用隔爆移動式變電站一臺，其額定容量SN。T=500KVA；額定電壓為6/0。69KV;滿足要求。2、 選擇向掘進機供電的移動式變電站(2#移變）變電器的計算容量為式中 Kde=0。4coswm=0.6 （查煤礦電

5、工手冊礦井供電下冊P348表10-3-7）選用KBSGZYT500/6型礦用隔爆移動式變電站一臺，其額定容量SN。T=500KVA；額定電壓為6/1。2KV,滿足要求五、 供電電纜的選擇1、 確定電纜的型號和長度根據(jù)電纜型號的確定原則，選擇電纜的型號如下：由中央變電所至移動式變電站的高壓電纜，選用MYPTJ型煤礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜；低壓干線電纜及皮帶輸送機、刮板機、局扇、拉緊絞車支線均采用MYP-0.66/1。14型礦用移動屏蔽橡套軟電纜，其它設備支線電纜均采用U型礦用移動橡膠軟電纜。電纜長度的確定按下式計算：LKinLto式中Kin電纜增長系數(shù)，一般橡套電纜取1.1，但我礦電纜鉤間距為

6、1。5m，電纜垂弧較小，所以Kin取1.05；Lto電纜敷設路徑的長度，m.各電纜具體供電距離以在供電圖中標注。2、 電纜主芯線截面的選擇（1） 向移動式變電站供電的高壓電纜選擇1)、 按持續(xù)允許負荷電流選擇截面選擇時要求：式中Ip -空氣溫度為25時，電纜允許截流量,A；K -環(huán)境溫度不同時載流量的修正系數(shù)；Ia -通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A；向一盤區(qū)供電的高壓電纜最大持續(xù)工作電流Ia為井筒內(nèi)溫度一般可取25，此時K=1，選用一根MYPTJ3×70型電纜，允許截流量為215A,符合要求.2)、 按短路時熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面式中Amin -電纜短路時熱穩(wěn)定要求的最小截面，mm2

7、；IK(3）-三相最大穩(wěn)態(tài)短路電流，A；Tf -短路電流作用的假想時間,s；C -熱穩(wěn)定系數(shù)，見下表;電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)供電系統(tǒng)運行在最大運行方式，井下中央變電所饋出電纜的短路電流為采用銅芯電纜且中間有接頭，查上表得C=93。4；Tf值為0.25s（井下開關(guān)一般整定時間為瞬時）.校驗電纜截面得電纜最小截面應不小于35mm2，現(xiàn)按負荷所選電纜截面為銅芯75 mm235 mm2,短路熱穩(wěn)定校驗合格。3)、 按允許電壓損失校驗電纜截面i)、 地面變壓器的電壓損失地面SFL78000/35型35KV變壓器，技術(shù)參數(shù)詳見附錄3。變壓器的負荷容量變壓器的電阻壓降百分數(shù)變壓器的電抗壓降百分數(shù)變壓器的電壓損失（

8、電壓偏移)ii)、 架空線線路的電壓損失式中LJ150鋁絞線r0=0.1943，x0=0。319由相關(guān)技術(shù)書查詢。iii)、 中央變電所至移變電纜線路的電壓損失式中MYPTJ礦用移動金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜r0=0.0。272/km（查煤礦電工手冊礦井供電下冊P587表12-170)高壓電網(wǎng)的總電壓損失為6KV電網(wǎng)允許電壓損失為600V，所以電纜截面基本滿足電壓損失的要求。（2） 低壓電纜截面的選擇1)、 選擇向掘進機供電的電纜截面選擇注:向掘進機供電線路電壓等級為1140V。i)、 按機械強度、持續(xù)允許電流選擇電纜截面橡套電纜滿足機械強度的最小截面如下：掘進機組：3550mm2選擇時要求：式

9、中Ip 空氣溫度為25時，電纜允許截流量，A；K -環(huán)境溫度不同時載流量的修正系數(shù)；Ia -通過電纜的最大持續(xù)工作電流，A；向一盤區(qū)單臺掘進機供電電纜最大持續(xù)工作電流Ia為井筒內(nèi)溫度一般可取25,K=1；選用一根MYP3×50+1×16型電纜,允許截流量為173A，符合要求。ii)、 按正常工作時允許的電壓損失校驗電纜截面KBSGZY500/6移動變電站變壓器技術(shù)參數(shù)見礦用隔煤型移動式變壓器使用說明書。變壓器的負荷容量變壓器的電阻壓降百分數(shù)變壓器的電抗壓降百分數(shù)變壓器的電壓損失（電壓偏移)電纜線路的電壓損失式中MYP3×50+1×16型電纜ro,xo值由

10、附錄1查得,乘0。7考慮到電機不滿負荷運行。低壓電網(wǎng)的總電壓損失為1140電網(wǎng)允許電壓損失為117116V，所以電纜截面滿足電壓損失的要求。iii)、 按起動時的允許電壓損失校驗電纜截面掘進機電動機的最小起動電壓A、按滿足電動機的最小起動轉(zhuǎn)矩確定為:式中K-生產(chǎn)機械所需最小起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，（掘進機一般取1.1).a-電動機額定電壓時的起動轉(zhuǎn)矩Mst與電動機額定轉(zhuǎn)矩MN之比（a值可查電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)）B、按滿足起動器吸力線圈有足夠的吸持電壓校驗掘進機在最小起動電壓下的起動電流為（掘進機截割電機132KW、1140V)起動時掘進機支線的電壓損失為式中-導線材料的電導率，m/（。mm2）,橡套電纜芯線

11、在20時的電導率為53 m/（。mm2)；A-導線的截面積，mm2；起動器安裝處的電壓為因為，不滿足起動器吸持電壓的要求。所以最后確定掘進機端子的最小起動電壓起動時電網(wǎng)各部分電壓損失的計算A、起動時干線電纜的電壓損失起動時干線電纜中的電流和功率因數(shù)式中(取Ked=0。38 , cosum。re=0。71)為除起動電動機外其余用電設備額定功率之和，KW；起動時干線電纜的電壓損失B、起動時變壓器的電壓損失起動時變壓器的負荷電流和功率因數(shù)式中（取Kde=0.443 ， coswm。re=0.7)起動時變壓器的電壓損失C、起動時的總電壓損失此時掘進機電動機的端電壓為U2N。T-Ust=1200-216

12、。555 = 983。445VUst.min=797V，所選電纜面滿足起動條件的要求。六、 短路電流的計算短路電流計算圖1、 短路回路阻抗計算中央變電所母線以前電源系統(tǒng)的電抗中央變電所至移動變電站高壓電纜的阻抗310KV電纜線路電抗(查煤礦電工手冊礦井供電下冊P862表13-17)(電纜電阻統(tǒng)計見下表附錄5）高壓系統(tǒng)的總阻抗折算到移動變電站二次側(cè)后的阻抗移動變電站變壓器的阻抗掘進機干線電纜組抗掘進機支線電纜的阻抗掘進機短路回路的總阻抗S45點的最小兩相短路電流為其它短路點的計算結(jié)果見下表： 七、 保護裝置的整定計算1、 掘進機配電箱的整定過負荷保護的整定電流為 Iop.o=IN=140 A起動

13、器的過負荷裝置的實際整定值為140A短路保護的整定電流為所以其短路保護的實際值為500A校驗靈敏度滿足要求2、 移動式變電站低壓側(cè)自動空氣開關(guān)的整定2移動式變電站為例:過負荷保護裝置按保護變壓器過負荷來整定，其整定電流為過負荷整定的實際值為Iop。o=240 A短路保護的整定值為此時短路保護的整定實際值為Iop。s=570 A用后備保護區(qū)(下一級線路）內(nèi)最小兩相短路電流校驗靈敏度（S17點最小兩相電流）滿足要求在主保護區(qū)內(nèi)(本級線路）的最小靈敏度為滿足要求由上面靈敏度系數(shù)可以看出，此段線路發(fā)生最小兩相短路時，其它地點整定方法同上。3、 高壓配電箱的整定由于移動變電站高壓側(cè)只裝有負荷開關(guān)，因此移

14、動式變電站及高壓側(cè)線路均由中央變電所中的BGP9L-6G高壓配電箱來保護。長延時過載保護裝置（過負荷保護）的整定值配電箱額定電流整定為200A；BGP9L6G高壓配電箱過載保護的整定范圍為0。21.4倍的配電箱額定電流,共8個檔位，故設過載保護為0.6倍。此時實際整定電流Iop。o=400×0。6120A.短路保護的整定值為式中Ica.m -線路所帶負荷中容量最大的電動機的最大長時工作電流。132掘進機容量最大的截割電機長時工作電流為85A；Ist.N.m -線路所帶負荷中容量最大的電動機的額定起動電流。132掘進機容量最大的截割電機起動電流為427A；配電箱短路保護的整定范圍為1.

15、6-10.0倍的配電箱額定電流,共8個檔位,故設為1。6倍。此時實際整定電流為Iop。s=200×1。6=320A。校驗靈敏度滿足要求由于高壓配電箱所帶負荷為2臺移式變電站，所以保護裝置對2臺移動式變電站的低壓側(cè)短路故障都應有足夠的靈敏度，校驗時應按靈敏度最小的移動變電站低壓側(cè)兩相短路電流來校驗。向掘進機供電的移動變電站低壓側(cè)兩相短路時的靈敏度(變壓器為Y，y（Y/Y)接線)：滿足要求附錄1 礦用660/1440V移動屏蔽橡套軟電纜結(jié)構(gòu)尺寸及主要技術(shù)參數(shù)型號：MYP 額定電壓：660/1440V芯數(shù)截面mm2導體結(jié)構(gòu)NO。/mm絕緣厚度mm護套厚度mm電纜外徑參考重量kg/km導體(

16、銅）最大直流電阻(20 ） /km20 載流量A標稱mm最大mm3 × 10+1 × 1084/0。401.84。531.734.916401。9106484/0。401.9103 × 16+1 × 10126/0。401。84。534。237。618991.2108584/0.401。9103 × 25+1 × 16196/0。402.05.040.344.326480。780113126/0.401.2103 × 35+1 × 16276/0.402。05.044.448。832010。554138126/0.

17、401。2103 × 50+1 × 16396/0。402。25。551.554.640130。386173126/0.401。2103 × 70+1 × 25360/0。502。25.553。959.350790。272215196/0。400。7803 × 95+1 × 25475/0。502.46。062.168。162800.206260196/0.400。780備注:1、電纜絕緣主線芯之間及主線芯與地線之間的絕緣電阻,換算到+20時不低于100M·km.2、主線芯屏蔽層的過渡電阻換算到20時不高于3k。3、產(chǎn)品標準

18、：MT818。5-1999.4、MYP型電纜有3個帶絕緣屏蔽的主線芯和一個包覆半導電橡皮層的地線組成,圍繞半導電橡皮層墊芯絞合成纜。外面擠包黃色氯化聚乙烯橡皮護套或黃色氯丁橡皮護套。5、導電線芯:采用軟銅線，其性能符合 GB/T39561997。6、絕緣：采用GB7594。21987中XJ-00A型橡皮。7、線芯識別：采用絕緣分色識別，主線芯紅、綠、白.地線芯黑色。8、地線:采用半導電橡皮包覆。9、絕緣屏蔽:在絕緣表面包半導電帶。10、成纜：3個主線芯和一個地線圍繞半導電橡皮墊芯按右向絞合成纜。11、護套：采用GB7594.7-1987中XH-03A型橡皮。護套橡皮的氧指數(shù)40。12、成品電纜

19、的阻燃性能滿足MT3861995的要求。13、電纜標志：電纜表面印有型號、電壓、規(guī)格及制造廠名稱.附錄2 煤礦用6/10kV移動金屬屏蔽橡套軟電纜簡介1、產(chǎn)品標準企業(yè)標準：Q/ZL 193-20046/10kV煤礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜型  號名       稱用        途MYPTJ-6/10煤礦用移動金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜額定電壓6/10kV井下移動設備的電源連接2、電纜型號及用途型號芯數(shù)×導體標稱截面  mm²

20、動力線芯地線芯監(jiān)視線芯MYPTJ6/103×253×353×503×703×953×16/33×16/33×25/33×35/33×50/33×2.53、電纜規(guī)格4、電纜特點：（1）結(jié)構(gòu)特點1) 導電線芯采用鍍錫銅導體多根單線絞合，柔軟便于接線并適應井下惡劣環(huán)境。2） 接地保護導線環(huán)繞每項動力線芯的同軸屏蔽:既可監(jiān)測設備的絕緣電阻，又消除接地保護導線上的電流感應.3）MYPTJ型適用于對纜芯和內(nèi)護層都具有監(jiān)視要求的場合.(2）性能特點1）電纜的絕緣層采用以乙丙橡膠為主體的橡膠復合材料，

21、絕緣電阻高,抗熱性強，耐彎曲.2)電纜的護套采用氯丁合成橡膠復合材料制成，抗撕裂能力強，耐磨性好,耐油脂和抗化學品腐蝕能力強。3）電纜使用壽命達到國外同類電纜水平.4）電纜阻燃性能符合煤炭行業(yè)標準MT3861995煤礦用阻燃電纜阻燃性的試驗方法和判定規(guī)則。5、使用特性1）產(chǎn)品具有優(yōu)良的電氣性能和機械物理性能,阻燃性能符合MT386-1995的規(guī)定，具有很高的安全特性.2)電纜導體長期允許工作溫度為+90。3）電纜最小彎曲半徑為電纜直徑的6倍。附錄335KV地面變電所8000KVA電力變壓器參數(shù)設備名稱:電力變壓器產(chǎn)品型號：SFL78000/35高壓電壓電流N1N2N336750125.7A2-

22、A3B2B3C2-C335870128。8A3A4B3-B4C3C435000132A4A5B4B5C4-C534130135。3A5-A6B5B6C5-C633250138。9A6A7B6B7C6-C7低壓6300733.1空載電流：0。53空載損耗：10 KW短路損耗:45.694KW阻抗電壓:7。28%額定容量：8000KVA額定電壓：35000±×.5%/6300V頻率：50HZ使用條件:戶外使用接線方式：Y/聯(lián)接組標號：YNd 11產(chǎn)品代號：1TB7101/034序號:89-512器身重量：9350kg油重：3580 kg上節(jié)油箱重：1040 kg運截重量：136

23、65 kg總重：15985 kg生產(chǎn)廠家：中華人民共和國泰安變壓器廠制造出廠日期:1989年12月附錄4 電纜電阻統(tǒng)計表編號阻抗值 電纜型號電纜長度m電纜千米阻抗/kmXsy0。7940 R10。1496 MYPTJ3×70+1×255500.272X10。0429 0。078R20。4188 MYP3×50+1×1610850.386X20.0879 0.081R30。0946 MYP3×50+1×162450。386X30.0198 0。081R40.0039 MYP3×50+1×16100。386X40。00

24、08 0。081R50.0143 MYP3×50+1×16370。386X50。0030 0。081R60。1544 MYP3×50+1×164000。386X60.0324 0.081R70.0182 MYP3×16+1×10151。21X70。0014 0.09R80.2200 MYP3×50+1×165700.386X80。0462 0.081R90。0182 MYP3×16+1×10151.21X90.0014 0.09R100.0008 MYP3×50+1×1620

25、.386X100.0002 0.081R110。0011 MYP3×35+1×1620.554X110。0002 0。084R120。0024 MYP3×16+1×1021.21X120。0002 0.09R130。0305 MYP3×35+1×16550.554X130.0046 0。084R140。0044 MYP3×35+1×1680.554X140。0007 0。084R150。3465 U3×4+1×4704。95X150.0071 0。101R160。3465 U3×4+1

26、×4704.95X160.0071 0。101R170.0121 MYP3×16+1×10101。21X170。0009 0。09R180.1650 U3×6+1×6503。3X180.0048 0。095R190。0044 MYP3×35+1×1680。554X190。0007 0。084R200。3465 U3×4+1×4704.95X200.0071 0。101R210。3465 U3×4+1×4704。95X210。0071 0.101R220.0121 MYP3×16+1×10101。21X220。0009 0。09R230。1650 U3×6+1×6503.3X230。0048 0.095R240。0772 MYP3×50+1×162000.386X240.0162 0。081R250.2730 MYP3×25+1×163500.78X25