掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)

1、實(shí)用文檔掘進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)機(jī)電科目錄一已知資料2.二設(shè)備選用2.1掘進(jìn)工作面設(shè)備選型2.2移動(dòng)變電站選擇2.2.1 計(jì)算公式2.2.2 移動(dòng)變電站的選擇3.2.3 移動(dòng)變電站高壓配電的選擇 4三高壓電纜選擇4.3.1 型號(hào)的確定4.3.1.1 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選電纜截面 4.3.1.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選主截面 53.2 校驗(yàn)5.3.2.1 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)53.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面63.2.3 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面 6四低壓電纜的選擇7.4.1 確定型號(hào)7.4.2 選擇并校驗(yàn)7.五 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算（有名制法）8.5.1 短路計(jì)算的原則 8.5.2 短路計(jì)算的過

2、程9.5.3 所有設(shè)備兩相短路電流統(tǒng)計(jì)表12六保護(hù)裝置的整定.136.1 變壓器保護(hù)裝置的整定 .136.2 控制開關(guān)保護(hù)整定1.46.2.1 皮帶電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)整定（120開關(guān)）1 46.2.2 絞車電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)整定（80N開關(guān)）1 56.2.3 張緊車電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)整定（80N開關(guān)）1 66.2.4 總開關(guān)保護(hù)整定（400饋電開關(guān)） 16進(jìn)工作面供電設(shè)計(jì)一已知資料掘進(jìn)工作面所在煤層為出煤，水平為一水平，采區(qū)為一采區(qū)。工作 面走向長(zhǎng)度1600mfc右，傾角39° ,煤層平均厚度6.19m,容重1.4*10 3 3kg/m。礦井井下高壓采用10kV供電，由六聯(lián)巷采區(qū)變電所負(fù)責(zé)

3、向該掘進(jìn) 工作面供電。根據(jù)用電設(shè)備的容量與布置，采用 660V電壓等級(jí)供電， 照明及保護(hù)控制電壓采用127V。二設(shè)備選用1掘進(jìn)工作面設(shè)備選型(1)掘進(jìn)機(jī)，佳木斯煤礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 EBZ 160型懸臂式 掘進(jìn)機(jī)?？傃b機(jī)功率為246kW其中1臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)功率160kW液壓 電機(jī)的功率為75kW額定電壓1140V。(2)帶式輸送機(jī)，焦作市新立康機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DSJ802*55帶式輸送機(jī)。功率為2*55kW 工作電壓為660/1140V。2移動(dòng)變電站選擇2.1 計(jì)算公式計(jì)算電力負(fù)荷總視在功率：K" PS )N kVAcos式中：S一所計(jì)算的電力負(fù)荷總的視在功率，kVA工PN 參加計(jì)

4、算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kWcos中一參加計(jì)算的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù)；K r -需用系數(shù)。Kr按下式進(jìn)行選擇PSKr=0.4+0.6三Pn式中：Ps 最大電機(jī)的功率數(shù)，kVV工Pn 其他參加計(jì)算的用電設(shè)備額定功率之和，kVV2.2 移動(dòng)變電站的選擇移動(dòng)變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：供電設(shè)備用電設(shè)備額定功率（kW額定電壓（V）KBSGZY2-T-500/10掘進(jìn)機(jī)EBZ 1602*80+75660帶式輸送機(jī)DSJ80 2*552*55660皮帶張緊電機(jī)7.5660絞車11660合計(jì)363.5其計(jì)算負(fù)荷為KPN1 363.5S =-N = = 428kVAcos 0.85式中：Kr 需用系數(shù)，取Kr =

5、 1cos* 一加權(quán)平均功率因數(shù)，取 0.85因此選取1臺(tái) KBSGZY2-T-500/10 10000V/690V,額定容量為:500kVA> 428kVA 滿足供電的要求。2.3 移動(dòng)變電站高壓配電的選擇(1)配電裝置額定電壓：選定為10kV。(2)高壓配電裝置額定電流應(yīng)大于變壓器的最大長(zhǎng)時(shí)工作電流。變壓器最大長(zhǎng)時(shí)工作電流即額定電流Ie為:Ie、3 UeSe式中:Se變壓器額定容量，kVA;U e 一變壓器高壓側(cè)額定電壓，kV因此移變高壓開關(guān)的選擇:高壓側(cè)額定電流為:IeSe500.3 Ue .3 10=86.6A根據(jù)計(jì)算選擇PJG-100/10Y型高壓真空配電裝置。高壓電纜選擇3.

6、1 型號(hào)的確定3.1.1 按長(zhǎng)時(shí)允許電流選電纜截面向移動(dòng)變電站供電的總負(fù)荷電流:,Kr三R 103 0.72 363.5 103 I max = I ca= :- -3=21.6A3UnC0S：,3 10 103 0.7式中：ER參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kWKr需用系數(shù)，Kr =0.72；cose 一加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.7 ;U n=10000V3.1.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選主截面其經(jīng)濟(jì)截面為：Ae=巫=9.6mm 2Jed 2.25A-電纜主芯截面j-經(jīng)濟(jì)電流密度A/m吊根據(jù)高壓電纜經(jīng)濟(jì)電流密度校驗(yàn) 50mmfe纜能夠滿足要求。經(jīng)濟(jì)電 流密度查表，取Jed=2.25A/mn2

7、。最后選高壓電纜的長(zhǎng)度 230m ,其型號(hào)可選現(xiàn)有 MYPTJ3*50+1*25/3+3*25所用電纜截面偏大，熱穩(wěn)定校驗(yàn)和電壓損失 校驗(yàn)均能通過時(shí)，滿足使用要求。3.2 校驗(yàn)3.2.1 按長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流校驗(yàn)查表得MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型電纜的長(zhǎng)時(shí)最大允許負(fù)荷電流Ip=187A而計(jì)算的電纜長(zhǎng)時(shí)最大負(fù)荷電流為：Ica=21.6AIca=21.6A< lp = 187A 滿足要求。3.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)電纜截面Ain = Iss工=2749 -025 =14.72<50mr2滿足熱穩(wěn)定要求。 iin ssC93.4式中:tph 短路電流的假象時(shí)間，即熱等

8、效時(shí)間，取 0.25S;電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套電纜 C=93.4。3I ss亳二篇l2749A。（考慮電纜入口處發(fā)生短路時(shí)， 其值最大，也就是最不利的情況。）3.2.3 按允許電壓損失校驗(yàn)電纜截面MYPTJ3*50+1*25/3+3*25 型電纜查表得，cos* = 0.85 時(shí)，50mmi同芯電纜的每兆瓦公里負(fù)荷矩的電壓降為：K=0.48%按公式： U%=KPL 0.48%X 3.99 X 0.23=0.4%<7%式中： U% 高壓電纜線路中的電壓損失百分?jǐn)?shù)。K一每兆瓦公里負(fù)荷矩電纜中電壓損失的百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值可查表P電纜輸送的有功功率，MWL電纜線路長(zhǎng)度，km7% 允許電壓損失百分?jǐn)?shù)

9、。綜上所述：所選MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型高壓電纜能夠滿足供電的要求。四低壓電纜的選擇4.1 確定型號(hào)選擇的低壓電纜要符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。根據(jù)電壓等級(jí)、 使用保護(hù)環(huán)境、機(jī)械的工作情況等確定電纜的型號(hào)。4.2 選擇并校驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流取電動(dòng)機(jī)額定電流，見負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表。也可以用下面公 式計(jì)算:-3I = Ica NK=Pn 10，3U n cos n式中:工Pn 參加計(jì)算的所有用電設(shè)備額定功率之和，kVVK r -需用系數(shù)。cosN 參加計(jì)算的電力負(fù)荷的平均功率因數(shù);1）掘進(jìn)機(jī)電纜:ZPNKr 1000152 1 1000x 3U e cos 3 660 0.8= 166.2A文

10、案大全MYP-3*95+1*35屏蔽電纜的長(zhǎng)時(shí)允許載流量為 260A,并考慮其機(jī)械強(qiáng)度，決定電纜選用 MYP-3*95+1*35屏蔽電纜。2）皮帶機(jī)電纜:ZPNKr 1000110 1 1000、.3Uecos/3 660 0.8= 120.3A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流和機(jī)械強(qiáng)度，決定選MYP-3*50+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流為 173A3)絞車電纜:ZPNKr 10003U ecos 11 1 1000,3 660 0.8二 12A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流和機(jī)械強(qiáng)度，決定選用MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流為113A4)張緊車電纜:三 Pn

11、K10007.5 1 1000、,3uecos .3 660 0.8= 8.2A考慮電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流和機(jī)械強(qiáng)度,決定選用 MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長(zhǎng)時(shí)允許通過電流為113A五 供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算(有名制法)5.1 短路計(jì)算的原則(1)短路電流計(jì)算時(shí)，其電壓取平均電壓，各電壓等級(jí)的平均電 壓見下表。表：標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)的平均電壓值標(biāo)準(zhǔn)電壓/kV0.1270.220.380.661.1403.361035平均電壓U ar /kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537(2)短路點(diǎn)的選定綜采工作面供電計(jì)算，選移動(dòng)變電站高壓電纜進(jìn)線端作為短路點(diǎn)， 計(jì)算

12、三相短路電流，校驗(yàn)移動(dòng)變電站的高壓開關(guān)的斷流能力； 計(jì)算兩相 短路電流，整定前級(jí)10kV隔爆開關(guān)中的繼電保護(hù)裝置。(3)元件電抗的計(jì)算。10kV高壓供電系統(tǒng)，在計(jì)算短路電流時(shí)，忽略短路回路中各元件 的電阻。(4)井下單位長(zhǎng)度電阻與電抗換算表礦用低壓橡套電纜的單位長(zhǎng)度電阻與電抗阻抗Zo( Q /km)截回(mm)4610162535507095120電阻R5.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.23010.18電抗X)0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.0750.074礦用鎧裝電纜單位長(zhǎng)度的有效電阻和

13、電抗(Q /km)電纜主芯線截面(mm)銅鋁10kV10kVR0XRX)161.3130.082.2120.08250.84r 0.081.4160.08350.60.081.0090.08500.420.080.7080.08700.3P 0.080.5060.08950.2210.080.3720.081200.1750.080.2950.081500.140.080.2360.081850.1140.080.1910.085.2 短路計(jì)算的過程(1)移變二次出口端的短路電流Idi計(jì)算系統(tǒng)阻抗變壓器二次電壓690V,容量500kVA,系統(tǒng)短路容量按100MVA+算, 則系統(tǒng)電抗為_2 21

14、00MVAXx =且二(069=0."高壓電纜阻抗10kV 電纜長(zhǎng)度 L=0.23km;查表得，R0 =0.588 q /km,x 0 =0.078 q /km;高壓電纜電阻、電抗：Rg=r0l=0.588 0.23=0.135Xg=x 0I =0.078 0.23=0.018變壓器阻抗移動(dòng)變電站的型號(hào)為：KBSGZY2-T-500/10變壓器二次側(cè)電壓為660V,由變壓器性能參數(shù)表可知Uk%=4.5%, APk =3.5kW則變壓器的電阻、電抗:Rt = PkU；N3500WM(0.69kV)2(500kVA)2= 0.0067Xt22Uk% U2v 4.5%x(0.69kV)2

15、100 8TN - 500kVA .=0.043 1則總得電阻和電抗值:ZR -RgRTK20135 0.0067-0.00671?14.52 X 一ZX =Xx -2Kb0 018XT =0.00480.043=0.047914.5則可得短路電流為:I d2)Ue6902« 瓦)2 +(反)2240.0067 2 +0.04792 =7128 A(2)掘進(jìn)機(jī)電機(jī)處短路電流Id2計(jì)算MYP 3X 95+1 x姓纜的電阻、電抗：L=800米，阻抗參數(shù)：R=0.2301 C/km, Xo=0.075C/km田=0.23 X 0.8=0.184 QXgi=0.075 X 0.8=0.06

16、Q則總得電阻和電抗值：ER=0.184+0.0067=0.1907 QEX=0.06+0.0479=0.1079 Q則可得短路電流為：aUe690Id2 1575/2V(工R)2+(ZX)2270.19072 +0.10792(3)皮帶機(jī)電機(jī)處短路電流Id3計(jì)算MYP 3X 50型電纜的電阻、電抗：L=30米，阻抗參數(shù)：R=0.4484c/km, Xo=0.081 Q/kmRg1=0.4484X 0.03=0.0135QXg1=0.081X0.03=0.0024Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0067+0.0135=0.0202QE X=0.0479+0.0024=0.0503Q則可得短路電

17、流為：d3二 6365 A6902 .( ER)2 (三X)22 0.02022 0.0503(4)絞車電機(jī)處短路電流I d4計(jì)算MYP 3X 25型電纜的電阻、電抗：L=100米，阻抗參數(shù)：R=0.8638G/km, Xo=0.088Q/kmRg1=0.8638X 0.1=0.0864QXg1=0.088X0.1=0.0088Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0864+0.0067=0.0931QE X=0.0088+0.0479=0.0567Q則可得短路電流為：d42公！R)2 +(1X)26902,0.09312 0.05672= 3165A（3）張緊車電機(jī)處短路電流Id5計(jì)算MYP 3

18、X 25型電纜的電阻、電抗:L=150米，阻抗參數(shù)：R=0.8638c/km, X=0.088c/kmRgi=0.8638X 0.15=0.13。Xg1=0.088X0.15=0.0132Q則總得電阻和電抗值：E R=0.13+0.0067=0.1367QE X=0.0132+0.0479=0.0611Q則可得短路電流為：d52、.（書）2 （三X）269020.13672 0.06112= 2305 A5.3所有設(shè)備兩相短路電流統(tǒng)計(jì)表廳P設(shè)備名稱兩相短路電流（A）1掘進(jìn)機(jī)15752皮帶機(jī)63653絞車31654張緊車2305六保護(hù)裝置的整定6.1變壓器保護(hù)裝置的整定(1)高壓配電箱過流保護(hù)裝

19、置的整定過載保護(hù)整定隔爆型高壓配電箱過載保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，按移動(dòng)變電站一次側(cè) 額定電流來整定，即5002929A,3 10、'、PI Z = IN 二3 Un整定值取29Ao短路保護(hù)整定按躲開最大電動(dòng)機(jī)起動(dòng),即采煤機(jī)起動(dòng)，其他電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行來考慮，其一次側(cè)動(dòng)作電流計(jì)算值為:1.2 1.41.2-Idz=IQN Kx' IN152 5+1 128.5 =72.4 AKt3 10 0.85式中：1.21.4 可靠系數(shù)；IQN 容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定啟動(dòng)電流，對(duì)于有數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的工作機(jī)械，若其總功率大于單臺(tái)起動(dòng)的容量最大的電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，IQN則為這幾臺(tái)同時(shí)起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的額定起

20、動(dòng)電流之和，A；Kx需用系數(shù)，取0.5-1 ;v In 其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A；動(dòng)作電流倍數(shù)靠=2.4,取n=3倍校驗(yàn)按移動(dòng)變電站二次出線端最小兩相短路電流校驗(yàn)靈敏系數(shù)， 其最小兩相短路電流為:Km=7128=6.8> 1.5,滿足要求。Idz 14.5 72.4（2）低壓保護(hù)箱中過流保護(hù)裝置的整定過載保護(hù)整定其過電流（速斷）保護(hù)整定值應(yīng)略大于下級(jí)控開關(guān)的過電流（速斷）保護(hù)整定值，同時(shí)應(yīng)滿足靈敏系數(shù)的要求，過載保護(hù)整定值7 -' Pr - I -3 UN2 cos：'50030.690.85二 490A過載保護(hù)的整定值取I z =490A短路保護(hù)整定1dz = 1

21、QN 一二 1 N =3 0.69 0.85128.5 152 5 =875A整定值取875Ao動(dòng)作電流倍數(shù)n =875=1.8,取n=2倍490校驗(yàn)：Km =宜=7128=8.1>1.5,滿足要求Idz 8756.2控制開關(guān)保護(hù)整定6.2.1 皮帶電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)整定（120開關(guān)）1、整定值：Iz<In （取電動(dòng)機(jī)額定電流的近似值）PNz 3cos UN110.3 0.75 0.66= 128A式中:u n負(fù)何額定電壓，kV;三Pn 設(shè)備的額定功率，kVVcos* 設(shè)備的功率因數(shù)，一般取 0.75。2、靈敏度校驗(yàn):Kmld2)6365=6.2 ,1.28Iz 8 128式中:In 電動(dòng)機(jī)的額定電流，A；I被保護(hù)干線或支線距變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流值。6.2.2 絞車電機(jī)控制開關(guān)保護(hù)整定（80N開關(guān)）1、整定值：Iz<In （取電動(dòng)機(jī)額定電流的近似值）Iz三Pn11N . 3cos Un 3 0.75 0.66二 13A式中:u n負(fù)何額定電壓，kV;三Pn 設(shè)備的額定功率，kVVcos* 設(shè)備的功率因數(shù)，一般取 0.