供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第六部份 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 概述：本設(shè)計(jì)共分五部分，分別是：1）變壓器容量的選擇。2）低壓電纜截面的選擇。3）開關(guān)的選擇。4）整定校驗(yàn)的計(jì)算。5）附加圖紙說明。根據(jù)本工作面的所用設(shè)備的功率及沿線的排水負(fù)荷和主運(yùn)輸系統(tǒng)的負(fù)荷來確定整個(gè)系統(tǒng)的總負(fù)荷?？傌?fù)荷大約為1366.614KW。其中工作面負(fù)荷為862KW；運(yùn)輸系統(tǒng)負(fù)荷為254.614 KW；專用風(fēng)機(jī)負(fù)荷為118KW；備用風(fēng)機(jī)負(fù)荷為132KW。 二、 變壓器的選擇： 為了便于操作工作面的動(dòng)力設(shè)備及主運(yùn)輸系統(tǒng)中的各部膠帶機(jī)和沿線的排水設(shè)施。特將變壓器分開選擇：工作面配電點(diǎn)變壓器的選擇；各部膠帶機(jī)和沿線排水設(shè)施配電點(diǎn)變壓器的選擇。1)工作面負(fù)荷變壓

2、器的的選擇;變壓器選擇是否合適，對(duì)采區(qū)安全生產(chǎn)影響極大，若變壓器容量偏小，將使工作機(jī)械不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；若變壓器容量過大，勢(shì)必造成設(shè)備投資的浪費(fèi)。所以采區(qū)供電負(fù)荷一般采用需用的系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，并用下列公式確定變壓器的容量： S B= （KVA）SB變壓器計(jì)算容量（KVA）由該變壓器供電的設(shè)備總功率（KW）KX需用系數(shù)COSdj加權(quán)平均功率因數(shù) 查相關(guān)資料，所選參數(shù)按一般機(jī)械化工作面選擇：COSdj=0.6 KX=0.5根據(jù)公式：S B= 718.33KVA 由以上計(jì)算可選變壓器容量為SB=800KVA;變壓器的變比為1140/10KV=0.114,KBSGZY-1250/10型移動(dòng)變電站。2）各部

3、膠帶輸送機(jī)配電點(diǎn)變壓器的選擇 故運(yùn)輸系統(tǒng)采用多部膠帶輸送機(jī)共同完成運(yùn)輸任務(wù)的。現(xiàn)以任一部膠帶輸送機(jī)配電點(diǎn)為例進(jìn)行計(jì)算并選擇移變。 膠帶輸送機(jī)配電點(diǎn)負(fù)荷分布為：驅(qū)動(dòng)電機(jī)為254.614KW；排水負(fù)荷估計(jì)為4KW（預(yù)計(jì)為15臺(tái)4KW排水泵）.根據(jù)公式：S B= =290.98KVA式中的KX=0.8；COSdj=0.7由以上計(jì)算可選變壓器容量為SB=800KVA；變壓器變比為0.66/10KV=0.066,KBSGZY-800/10型移動(dòng)變電站。3）專用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)變壓器的選擇 由于膠運(yùn)巷工作面長度達(dá)1942米。供風(fēng)系統(tǒng)采用專用變壓器和備用變壓器完成通風(fēng)任務(wù)?，F(xiàn)就專用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算并選擇移變。

4、專用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)負(fù)荷分布為：專用風(fēng)機(jī)有一套是2*15KW,還有兩套是2*22KW。根據(jù)公式：S B= =196.6KVA式中的COSdj=0.6由以上計(jì)算可選變壓器容量為SB=315KVA；變壓器變比為0.66/10KV=0.066,KBSGZY-315/10型移動(dòng)變電站。4）備用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)變壓器的選擇 由于膠運(yùn)巷工作面長度達(dá)1992.7米。供風(fēng)系統(tǒng)采用專用變壓器和備用變壓器完成通風(fēng)任務(wù)?，F(xiàn)就備用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算并選擇移變。 備用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)負(fù)荷分布為：備用風(fēng)機(jī)有三套是2*22KW。根據(jù)公式：S B= =220 KVA式中的COSdj=0.6由以上計(jì)算可選變壓器容量為SB=315KVA；變壓器變

5、比為0.66/10KV=0.066,KBSGZY-315/10型移動(dòng)變電站。 三、 低壓電纜的選擇電纜芯線具有一定的阻抗，電流流過電纜會(huì)產(chǎn)生電壓降，并使電纜發(fā)熱。為了滿足使用要求，并保證電纜本身正常工作，在確定低壓電纜截面時(shí)，應(yīng)按下列四條原則進(jìn)行選擇。1.在正常工作時(shí)，電纜芯線的實(shí)際溫升不超過絕緣所允許的最高溫升，否則電纜將因過熱而大大縮短其使用壽命。 2.正常運(yùn)行時(shí)，電纜網(wǎng)路實(shí)際電壓損失必須小于或等于網(wǎng)路所允許的電壓損失。3.鼠籠電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大，使電纜線路電壓損失增大，尤其當(dāng)大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，影響更為顯著。4.電纜的機(jī)械強(qiáng)度必須符合要求。1）連續(xù)采煤機(jī)供電電纜的選擇 由于連續(xù)采

6、煤機(jī)屬于移動(dòng)設(shè)備，所以其隨機(jī)電纜截面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。根據(jù)下表選擇電纜的截面：表1 橡套電纜機(jī)械強(qiáng)度要求的最小截面 由上表可以確定連續(xù)采煤機(jī)的隨機(jī)電纜截面積在50-95mm2進(jìn)行選擇。 A245.05A式中 Ig-實(shí)際流過電纜的工作電流 P-所供負(fù)荷的計(jì)算功率，KW; Kx-需用系數(shù)； Ve電網(wǎng)額定電壓，V； COS平均功率因數(shù)，一般為0.60.8。從橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流表中可查得95mm2的橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流為300A。按經(jīng)濟(jì)電流法計(jì)算，即實(shí)際流過電纜的工作電流必須小于或等于所允許的長時(shí)負(fù)荷電流。 IgIyIg實(shí)際流過電纜的工作電流，A；Iy電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流，A。從上述計(jì)

7、算過程中可得出： Ig245.05AIy300A為保證采煤機(jī)的截割頭的端電壓不低于額定電壓的95，按允許電壓損失的大小對(duì)所選電纜進(jìn)行校驗(yàn)。A、1140V供電系統(tǒng)允許的電壓損失1140V供電網(wǎng)線路末端的最低電壓Umin為1083V，允許電壓損失UY為117V。B、1140供電網(wǎng)的實(shí)際電壓損失U網(wǎng)UB+UL=18.4+52=70.4V117V所以所選電纜符合要求。 2）給料破碎機(jī)電纜的選擇 從表1中，可知給料破碎機(jī)電纜截面可在25-50 mm2進(jìn)行選擇。 93.98A 從橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流表中可查得50mm2的橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流為173A。按經(jīng)濟(jì)電流法校驗(yàn)，即實(shí)際流過電纜的工作電流必須

8、小于或等于所允許的長時(shí)負(fù)荷電流。 IgIy Ig實(shí)際流過電纜的工作電流，A；Iy電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流，A。從上述計(jì)算過程中可得出： Ig9398AIy173A從上述計(jì)算過程中，可知所選的50mm2的橡套電纜符合要求。3）錨桿機(jī)隨機(jī)電纜的選擇 從表1中，可知錨桿機(jī)隨機(jī)電纜截面可在16-25 mm2進(jìn)行選擇。 75.97A 從橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流表中可查得16mm2的橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流為85A。按經(jīng)濟(jì)電流法校驗(yàn)，即實(shí)際流過電纜的工作電流必須小于或等于所允許的長時(shí)負(fù)荷電流。 IgIyIg實(shí)際流過電纜的工作電流，A；Iy電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流，A。從上述計(jì)算過程中可得出： Ig75.97AIy

9、85A從上述計(jì)算過程中，可知所選的16mm2的橡套電纜符合要求。 4）膠帶輸送機(jī)供電電纜的選擇 從表1中，可知膠帶輸送機(jī)供電電纜截面可在25-50 mm2進(jìn)行選擇。 174.95A 從橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流表中可查得50mm2的橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流為180A。按經(jīng)濟(jì)電流法校驗(yàn)，即實(shí)際流過電纜的工作電流必須小于或等于所允許的長時(shí)負(fù)荷電流。 IgIy Ig實(shí)際流過電纜的工作電流，A；Iy電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流，A。從上述計(jì)算過程中可得出： Ig174.95AIy180A從上述計(jì)算過程中，可知所選的50mm2的橡套電纜符合要求。5）膠帶輸送機(jī)供電電纜的選擇 從表1中，可知膠帶輸送機(jī)供電電纜截面可

10、在16-25 mm2進(jìn)行選擇。 24.05A 從橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流表中可查得16mm2的橡套電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流為85A。按經(jīng)濟(jì)電流法校驗(yàn)，即實(shí)際流過電纜的工作電流必須小于或等于所允許的長時(shí)負(fù)荷電流。 IgIy Ig實(shí)際流過電纜的工作電流，A；Iy電纜長時(shí)允許負(fù)荷電流，A。從上述計(jì)算過程中可得出： Ig24.05AIy85A從上述計(jì)算過程中，可知所選的16mm2的橡套電纜符合要求。為保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的端電壓不低于額定電壓的95，按允許電壓損失的大小對(duì)所選電纜進(jìn)行校驗(yàn)。A、660V供電系統(tǒng)允許的電壓損失660V供電網(wǎng)線路末端的最低電壓Umin為627V，允許電壓損失UY為63V。B、660V供

11、電網(wǎng)的實(shí)際電壓損失U網(wǎng)UB+UL=26.4+0.71=27.11V63V所以所選電纜符合要求。四、 開關(guān)的選擇（一） 低壓電氣設(shè)備的選擇原則：1. 用電設(shè)備的額定電壓應(yīng)與其所在的電網(wǎng)的電壓等級(jí)相符。開關(guān)的額定電流應(yīng)大于或等于用電設(shè)備的實(shí)際工作電流。2. 作饋電用的總開關(guān)或分路開關(guān)，應(yīng)選用DW80系列或其他系列的自動(dòng)饋電開關(guān)。3. 直接控制電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力設(shè)備的開關(guān)，應(yīng)選用隔爆型磁力啟動(dòng)器，其具體結(jié)構(gòu)，型號(hào)應(yīng)分別根據(jù)工作機(jī)械及控制方式，按下述原則定：a. 對(duì)需要遠(yuǎn)方控制的生產(chǎn)機(jī)械，如運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)等，均應(yīng)選用真空磁力起動(dòng)器。b. 對(duì)需經(jīng)常進(jìn)行遠(yuǎn)方控制正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)選用QC83-80N等系

12、列可逆磁力起動(dòng)器。c. 對(duì)于向電鉆、照明設(shè)備供電的開關(guān)，一般應(yīng)選ZXZ8-2.5/4系列綜合保護(hù)裝置。4. 開關(guān)電器的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)與電網(wǎng)和生產(chǎn)機(jī)械的要求相符，具體選擇原則為：A、 配電點(diǎn)的總開關(guān)，除需有短路、過載保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)有漏電閉鎖或選擇性檢漏保護(hù)裝置。B、 向機(jī)械化采煤工作面饋電的移動(dòng)變電站的低壓饋電開關(guān)，除應(yīng)有短路、過載保護(hù)外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)有漏電閉鎖和漏電保護(hù)裝置。C、 直接控制電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)器，一般均應(yīng)有短路、過載、斷相的保護(hù)裝置。D、 井下低壓真空開關(guān)，應(yīng)有過電壓保護(hù)裝置。（二） 一部機(jī)頭配電點(diǎn)開關(guān)的選擇 根據(jù)此開關(guān)所控制負(fù)荷的額定電流來計(jì)算，80開關(guān)的額定電流要大于此開關(guān)控制負(fù)

13、荷額定電流之和。 IekIef Iek80開關(guān)的額定電流Ief80開關(guān)所控制所有負(fù)荷的額定電流之和 Iek=80AIef=22*1.1525.3A根據(jù)經(jīng)驗(yàn)換算系數(shù)額定電壓為660伏的負(fù)荷，1KW約等于1.15個(gè)額定電流。根據(jù)以上計(jì)算IekIef，故選擇QBZ80/1140(660)N開關(guān)是合理的。五、 短路電流計(jì)算1）、各元件阻抗值計(jì)算 A、專用風(fēng)機(jī)KBSGZY-315/10KV移變技術(shù)參數(shù)： 變壓器的額定容量為315KVA，當(dāng)二次側(cè)額定電壓為690V時(shí)，空載損耗為1400W,短路損耗為2200W,阻抗電壓為4.19。 ZT1= (UK%/100)(U2NT2/SNT)=0.063RT1= P

14、NT(U2NT2/S2NT)=0.011XT1= =0.062B、備用風(fēng)機(jī)KBSGZY-315/10KV移變技術(shù)參數(shù)： 變壓器的額定容量為315KVA，當(dāng)二次側(cè)額定電壓為690V時(shí)，空載損耗為1400W,短路損耗為2200W,阻抗電壓為4.49。 ZT1= (UK%/100)(U2NT2/SNT)=0.067RT1= PNT(U2NT2/S2NT)=0.011XT1= =0.066C、煤機(jī)移變KBSGZY-800/10KV移變技術(shù)參數(shù)：變壓器額定容量為800KVA，短路損耗為6000W,空載損耗為2550W，阻抗電壓為5.93。二次側(cè)額定電壓為1200V。ZT1= (UK%/100)(U2NT

15、2/SNT)=0.106RT1= PNT(U2NT2/S2NT)=0.013XT1= =0.105D、皮帶機(jī)移變KBSGZY-800/10KV移變技術(shù)參數(shù)：變壓器額定容量為800KVA，短路損耗為6000W,空載損耗為2550W，阻抗電壓為5.52。二次側(cè)額定電壓為690V。ZT1= (UK%/100)(U2NT2/SNT)=0.032RT1= PNT(U2NT2/S2NT)=0.004XT1= =0.031D、電纜阻抗計(jì)算可以查詢礦用橡套電纜電阻與電抗選取值表附錄三-低壓電纜參數(shù)表95mm2電纜參數(shù)UP系列r0=0.230,x0=0.07570mm2電纜參數(shù)UP系列r0=0.315,x0=0

16、.07850m2電纜參數(shù)UP系列r0=0.448，x0=0.08125m2電纜參數(shù)UP系列r0=0.864，x0=0.08816m2電纜參數(shù)UP系列r0=1.37，x0=0.090 (1)K1點(diǎn)：煤機(jī)點(diǎn): RWK1=R0L1XWK1=X0L1(2)K2點(diǎn)：破碎機(jī)點(diǎn): RWK1=R0L10.152 XWK1=X0L10.027(3)K3點(diǎn)：梭車點(diǎn): RWK1=R0L1XWK1=X0L1(2)K4點(diǎn)：錨桿機(jī)點(diǎn): RWK1=R0L10.205 XWK1=X0L10.013(3)K5點(diǎn):皮帶機(jī)點(diǎn):RWK1=R0L1XWK1=X0L1(4)K6點(diǎn):專用風(fēng)機(jī)點(diǎn):RWK1=R0L10.129 XWK1=X0

17、L10.013(5)K7點(diǎn):備用風(fēng)機(jī)點(diǎn):RWK1=R0L1XWK1=X0L12）、各點(diǎn)兩相最小短路電流的計(jì)算煤機(jī)點(diǎn)短路電流計(jì)算:IK1(2) = = =3489.2A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K1(2)= 3489.2*(1.14/10)=397.7A破碎機(jī)點(diǎn)短路電流計(jì)算:IK2(2) = = =2737.2A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K2(2)= 2737.2*(1.14/10)=312A梭車點(diǎn)短路電流計(jì)算:IK3(2) = = =1866.4A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K3(2)= 1866.4*(1.14/10)=212.7A錨桿機(jī)點(diǎn)短路電流計(jì)算:IK

18、4(2) = = =2337.1A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K4(2)= 2337.1*(1.14/10)=266.4A皮帶機(jī)短路電流計(jì)算:IK5(2) = = =1313.2A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K5(2)= 1313.2*(0.69/10)= 90.6A專用風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)算:IK6(2) = = =2057.2A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K6(2)= 2057.2*(0.69/10)= 141.9A備用風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)算:IK7(2) = = =2035A 折算到10 KV側(cè)的兩相短路電流為:K7(2)= 2035*(0.69/10)= 140.42

19、A六、整定計(jì)算 1)、專用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)315移變的保護(hù)整定 KBSGZY-315移動(dòng)變電站過負(fù)荷保護(hù)裝置按保護(hù)變壓器過負(fù)荷來整定，其過載保護(hù)的整定范圍為0.11倍的配電箱額定電流，由于變壓器所配的低饋頭不同，現(xiàn)以額定電流為315A的為例，來計(jì)算過載整定值。因此過負(fù)荷整定為0.5倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：式中： 過負(fù)荷電流 A 變壓器二次測(cè)額定電流 A 變壓器二次測(cè)平均電壓 A 總功率Kw過負(fù)荷電流為: = =123.4A整定電流為 =0.5*315A=157.5A短路保護(hù)的整定值為：式中： 容量中最大一臺(tái)電機(jī)的額定起動(dòng)電流 A 除最大一臺(tái)電機(jī)外，其余用電設(shè)備額定電流之和 A則：

20、 =25.3*8+ (2*17.25+3*25.3)=312.8A短路保護(hù)裝置的整定范圍為110倍的配電箱額定電流，因此過載整定為2倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：短路整定值為: =2315A=630A用后背保護(hù)區(qū)內(nèi)最小兩相短路電流校驗(yàn)靈敏度：= =3.261.5 滿足要求。高壓側(cè) ：過負(fù)荷保護(hù)整定為：= =18.18A所配高饋頭以額定電流為100A的為例，取實(shí)際整定值為0.1倍的配電箱額定電流，即 =0.1100A=10A短路保護(hù)的整定值為：= =25.89A取實(shí)際整定值為1倍的配電箱額定電流，即： =0.1100A=10 A。保護(hù)裝置的靈敏度：= =14.191.5 滿足要求。

21、2)、備用風(fēng)機(jī)配電點(diǎn)315移變的保護(hù)整定 KBSGZY-315移動(dòng)變電站過負(fù)荷保護(hù)裝置按保護(hù)變壓器過負(fù)荷來整定，其過載保護(hù)的整定范圍為0.11倍的配電箱額定電流，由于變壓器所配的低饋頭不同，現(xiàn)以額定電流為500A的為例，來計(jì)算過載整定值。因此過負(fù)荷整定為0.5倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：式中： 過負(fù)荷電流 A 變壓器二次測(cè)額定電流 A 變壓器二次測(cè)平均電壓 A 總功率Kw過負(fù)荷電流為: = =129.9A整定電流為: =0.3*500A=150A短路保護(hù)的整定值為：式中： 容量中最大一臺(tái)電機(jī)的額定起動(dòng)電流 A 除最大一臺(tái)電機(jī)外，其余用電設(shè)備額定電流之和 A則： =25.3*8+

22、 (5*25.3)=328.9A短路保護(hù)裝置的整定范圍為110倍的配電箱額定電流，因此過載整定為2倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：短路整定值為: =1500A=500A用后背保護(hù)區(qū)內(nèi)最小兩相短路電流校驗(yàn)靈敏度：= =4.071.5 滿足要求。高壓側(cè) ：過負(fù)荷保護(hù)整定為：= =18.18A所配高饋頭以額定電流為50A的為例，取實(shí)際整定值為0.1倍的配電箱額定電流，即 =0.250A=10A短路保護(hù)的整定值為：= =27.23A取實(shí)際整定值為1倍的配電箱額定電流，即： =0.1100A=10 A。保護(hù)裝置的靈敏度：= =14.041.5 滿足要求。3)、皮帶機(jī)配電點(diǎn)移變的保護(hù)整定 KB

23、SGZY-800移動(dòng)變電站過負(fù)荷保護(hù)裝置按保護(hù)變壓器過負(fù)荷來整定，其過載保護(hù)的整定范圍為0.11倍的配電箱額定電流，由于變壓器所配的低饋頭不同，現(xiàn)以額定電流為800A的為例，來計(jì)算過載整定值。因此過負(fù)荷整定為0.5倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：式中： 過負(fù)荷電流 A 變壓器二次測(cè)額定電流 A 變壓器二次測(cè)平均電壓 kv 總功率Kw過負(fù)荷電流為: = =266.3A整定電流為 =0.4*800A=320A短路保護(hù)的整定值為：式中： 容量中最大一臺(tái)電機(jī)的額定起動(dòng)電流 A 除最大一臺(tái)電機(jī)外，其余用電設(shè)備額定電流之和 A則： =184*8+ (25.3+15*4.5+0.131)=1571.33A短路保護(hù)裝置的整定范圍為110倍的配電箱額定電流，因此過載整定為2倍的額定電流，此時(shí)過負(fù)荷保護(hù)的實(shí)際整定值為：短路整定值為: =1800A=800A用后背保護(hù)區(qū)內(nèi)最小兩相短路電流校驗(yàn)靈敏度：= =1.641.5 滿足要求。高壓側(cè) ：過負(fù)荷保護(hù)整定為：= =46.18A所配高饋頭以額定電流為200A的為例，取實(shí)際整定值為0.2倍的配電