1138配电室设计.docx

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1138配电室设计

1138配电室供电设计

1138配电室负荷按1个综采工作面、2个掘进头、1个1149皮带、1个风车专用变压器、风井负荷、副井负荷、绞车考虑。

㈠电力负荷统计

1.综采工作面电力负荷统计计算

⑴设备统计

序号

电压

设备名称

功率（KW）

备注

1

1140V

采煤机

375

2

1140V

工作面运输机

2×160

3

660V

顺槽转载机

2*40

4

660V

下运皮带

2×75、2×75

6

660V

排水泵

22×2、5.5×4

7

660V

运料绞车

6×25

8

660V

边眼皮带

2×75

9

660V

乳化液泵

2×125

根据《煤矿电工手册》井下电力负荷计算规定。

S=ΣPn（Kr/cosΦ）

式中：

S—所计算的电力负荷总视在功率，KVA

ΣPn—参加计算的所有用电设备额定功率（不包括备用）之和，KW

cosΦ—参加计算的电力负荷的平均功率因数；查《煤矿电工手册》cosΦ=0.7

Kr—需用糸数，按各用电设备间有一定顺序起动的机械化采煤工作面选取，按下式计算需用糸数Kr=0.4+（0.6Ps/ΣPn）

Ps—最大电动机功率，KW

⑵负荷容量统计计算

①1140v负荷容量统计计算

PS=375Kw

ΣPn=375+2×160=695Kw

Kr=0.4+（0.6×375/695）=0.67

S=695（0.67/0.7）=665kvA

②660v负荷容量统计计算

PS=150Kw

ΣPn=80+125+150×3+44+2×5.5=710Kw

Kr3=0.4+（0.6×150/710）=0.53

S=710（0.53/0.7）=538kvA

⑶工作面总负荷统计

Smax=665+538=1203kvA选用2台630KVA干变

2.掘进工作面电力负荷统计计算

⑴设备统计

序号

设备名称

功率（KW）

备注

1

掘进机

172.5×2

2

刮板运输机

2×40

3

胶带运输机

3×75、2×40

4

局部扇风机

2×11、2×11

5

排水泵

22、2×2.2

6

绞车

25×2

⑵负荷容量统计计算

查《煤矿电工手册》掘进工作面需用糸数及平均功率因数为：

Kr=0.4；cosΦ=0.6。

ΣPn=345+3×75+2×40+2×40+44+22+50+4.4=850.4Kw

S=ΣPn（Kr/cosΦ）=850.4（0.4/0.6）=567kvA

选用630KVA干变

3.副井、风井电力负荷统计计算

⑴设备统计

序号

设备名称

功率（KW）

备注

1

副井绞车、西翼水仓、照明

60.8

2

车头房充电柜、照明

30

3

风井绞车、109水仓

108.2+28

4

1149绞车

97.2

5

1040绞车

72.8

⑵负荷容量统计计算

查《煤矿电工手册》开拓工作面需用糸数及平均功率因数为：

Kr=0.4；cosΦ=0.6。

ΣPn=60.8+30+108.2+28+97.2+72.8=397Kw

S=ΣPn（Kr/cosΦ）=397（0.4/0.6）=265kvA取：

315KVA矿变

4.1149胶带机电力负荷统计计算

1149运输机根据初设：

功率为2×160KW、绞车、液泵。

负荷容量统计计算

查《煤矿电工手册》运输机需用糸数及平均功率因数为：

Kr=0.7；cosΦ=0.7。

胶带机视在功率S=2×160（0.7/0.7）=320kvA选用500KVA干变

5.照明负荷统计计算

照明灯设计选用：

防爆节能灯P=13w、防爆灯P=60w

1149皮带长310m，照明灯间距为5m，310/5=62盏，机头加10盏防爆灯；机尾加6盏防爆灯，共78盏。

1138配电室长36.2m，2.5m安1盏，需要15盏

查《煤矿电工手册》照明负荷需用糸数及平功率因数为：

Kr=1,cosΦ=0.5。

1149皮带照明负荷S=ΣPn（Kr/cosΦ）=1.545（1/0.5）=3.09kvA

1138配电室的照明负荷

S=ΣPn（Kr/cosΦ）=0.013×15（1/0.5）=0.39kvA

照明取4KVA。

6.局扇电力负荷统计计算

⑴设备统计

序号

设备名称

功率（KW）

备注

1

局扇

11*2+11*2

⑵负荷容量统计计算

查《煤矿电工手册》局扇需用糸数及平均功率因数为：

Kr=0.7；cosΦ=0.7。

ΣPn=11×2+11×2=44KW

S=ΣPn（Kr/cosΦ）=44（0.7/0.7）=44kvA取：

100KVA矿变

7.1138配电室总负荷统计计算

一个采区变电所给两个掘进工作面供电，同时糸数取0.95

S=1203+265+457+4=567+44=2540KVA

㈡供电运行方案

（1）1138配电室高压电源

1138配电室电源设计为取自-375水平泵房配电室，电缆为MYJV42-3×70一条300米、另外一条电源电缆取自1134配电室。

（2）供电系统配制（参看附图）

①1138配电室

高压:

选用矿用隔爆型高压真空配电装置10台。

运行方式为两段分段运行。

其中：

电源进线开关：

1台。

本联开关：

1台。

馈线开关：

6台。

其中：

综采1台、掘进1台、1149皮带1台、去1134配电室1台、备用2台。

低压（660V）：

315KVA干式变压器1台，100KVA干式变压器1台。

㈢电源电缆截面选择计算

1.计算公式

⑴根据<煤矿电工手册>，按经济电流密度选择电缆截面：

A=In/（N×J）（m2）

式中:

Ｉn—正常负荷时的持续工作电流（安），；

N—不考虑下井电缆损坏时，同时工作的电缆根数，N＝1；

J—经济电流密度，（A／m2）。

查表10-3-2，铜芯J=2.5，铝芯J=1.73。

⑵线路电压损失校验电缆截面：

△U﹪=[

×In×L（Ｒ0cosφ+Ｘ0sinφ）]/10×Ｕｎ

式中：

In—电缆线路中的负荷电流，安；

Ｌ—电缆线路长度，km；

Ｒ0、Ｘ0—电缆单位长度的电阻值及电抗值；

cosφ、sinφ—功率因数及相对应的正弦值，cosψ=0.7；

Ｕｎ—线路额定电压，Ｕｎ=6.3KV。

查煤矿电工手册P4-2-16表2-2-13

电缆截面

材质量

Ｒ0

Ｘ0

备注

3×70

铜

0.12

0.08

3×95

铜

0.1

0.08

根据《全国供用电规则》在正常情况下：

ΔU％≤7％；在事故情况下：

ΔU％≤10％。

2.1138配电室电源电缆截面选择

⑴选择计算

1138配电室所带最大负荷为2540KVA。

In=Ssm/

Ｕｎ=2540/（

×6.3）=244A铜芯，

考虑到我矿井下供电系统实际情况，决定采取用两条电源电缆分带负荷的方式供电，故选用铜芯MYJV22-3×70mm2电力电缆（大巷敷设），允许长时工作电流为245A。

245〉244满足供电要求。

⑵计算正常运行时线路电压损失并校验电缆截面

按最长的线路校验，即由地面3.5万站经-375水平泵房配电室到1138配电室。

电缆为铜芯3×95mm2，长度300m。

△U﹪=[

×In×L（Ｒ0cosφ+Ｘ0sinφ）]/10×Ｕｎ=[

×244×0.3（0.1×0.7+0.8×0.7）/（10×6.3）=1.7%

电压损失1.7%<7%，符合要求。

㈣变电所设备选择

1.高爆开关的选择

⑴根据《煤矿安全规程》第444条，和变电所周围环境情况，选择矿用隔爆高压真空配电装置。

⑵可能出现的最大工作电流：

按245A考虑。

⑶BGP9L-6型矿用隔爆高压真空配电装置技术参数：

序号

技术名称

单位

数据

1

额定电压

6KV

2

最高工作电压

6.9KV

3

额定电流

630A

4

额定短路开断电流

12.5KA

5

额定断流容量

100MVA

6

控制回路电压（交流）

127V

7

远方控制电源

V

8

机械

次

9

电

次

10

操作机构（弹簧贮能式）

手.电动两用

11

动稳定电流

25KA（峰值）

12

热稳定电流

10KA（2秒）

13

固有分闸时间

不大于0.1秒

14

合闸时间

秒

从上表中可以看出该型开关满足设计要求。

1138配电室配电装置选择

额定电压选择6KV

配电箱的额定电流应大于进线和馈出线的工作电流。

进线回路和联络开关的工作电流244A选择额定电流为300A的配电箱

根据负荷情况选择电流互感器的变比

副井、风井In=Ssm/

Ｕｎ=265/（

×6）=25.5A选用100/5

综采工作面In=Ssm/

Ｕｎ=1203/（

×6）=116A选用200/5

局扇In=Ssm/

Ｕｎ=44/（

×6）=4.2A选用100/5

掘进工作面In=Ssm/

Ｕｎ=567/（

×6）=54.5A选用200/5

1149皮带In=Ssm/

Ｕｎ=457/（

×6）=43.9A选用200/5

㈥继电保护整定计算

1.继电保护整定计算公式

变压器馈线开关继电保护计算公式

根据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》第三章，第13条：

动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配电装置中的过电流保护装置来保护，对于电磁式保护装置，其一次电流整定值Iz按下公式选择：

Iz≧（1.2-1.4）（Iqe+∑ie）/Kb

对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流值（5A）的1、2、3…倍分级整定，其整定值公式为：

N=IqeKx∑ie/KbIge

式中：

n—互感器二次额定电流值（5A）的倍数；

Iqe—容量最大的电动机的额定启动电流，A；

Kx—需用系数，取0.5～1；

∑ie—其余电动机的额定电流之和，A；

Kb—变压器的变压比；

Ige—高压配电装置额定电流，A。

对Y/Y接线和Y/Δ接线变压器，按以下公式计算出的整定值还应按以下公式校验。

1.5Id/KbIz和1.5Id/

KbIz

式中：

Id—变压器低压侧两相短路电流，A；

Iz—高压配电装置过电流保护装置的电流值定，A；

—Y/Δ接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；

1.5—保证过电流保护装置可靠动作的系数。

动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况，高压配电装置中保护装置整定原则如下：

①电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定。

②1138配电室馈出开关继电保护整定计算

⑴500KVA6/0.69KV所变馈出开关继电保护整定计算

折算到一次侧的变压器二次侧最小三相短路电流，880A；

变压器（一次/二次）额定电流，48/418A；

高压开关电流互感器变比，100/5。

变压器二次负荷：

按带2台160电机同时运转

需用系数Kx取1；

变压器的变压比Kb=6/0.69=8.7；

高压配电装置额定电流Ige为200A。

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按变压器额定电流整定。

过负荷整定为2×48=96A，取100A。

②电流速断保护：

电流互感器二次额定电流（5A）的倍数n

N=IqeKx∑ie/KbIge=1.2，取1.5倍

③灵敏度校验

对Y/Y接线变压器1.5Id/KbIz=2.5﹥1.5，满足要求

（2）.采区馈线开关继电保护整定计算

采区供电配置中，综采面1140V设备（机组、面溜子）一般由1台630KVA干变供电.其余660V设备由另一台630KVA干变供电.

⑴带两台630KVA干变馈出开关继电保护整定计算

折算到一次侧的变压器二次侧最小三相短路电流，1250A；

变压器（一次/二次）额定电流，单台60.6/303A；两台（2×60.6）/（2×303）A；

高压开关电流互感器变比，200/5；

变压器二次负荷：

按（最大375机组）260A+（面溜子2×160）2×116.8A

375机组额定启动电流，Iqe=1430A；

需用系数Kx，取1；

变压器的变压比，Kb=6/1.2=5；

高压配电装置额定电流，Ige为200A；

ΣIe=2×116.8=233.6A

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按变压器额定电流整定。

过负荷整定为2×60.6=121.6A，取120A。

②电流速断保护：

电流互感器二次额定电流（5A）的倍数n

N=IqeKx∑ie/KbIge=1.7，取2倍

③灵敏度校验

对Y/Y接线变压器1.5Id/KbIz=2.7﹥1.5，满足要求。

（3）630KVA6/0.69KV所变馈出开关继电保护整定计算

折算到一次侧的变压器二次侧最小三相短路电流，1250A；

变压器（一次/二次）额定电流，60.6/303A；

高压开关电流互感器变比，200/5。

变压器二次负荷：

按带2掘进头同时掘进

需用系数Kx取0.4；

变压器的变压比Kb=6/0.69=8.7；

高压配电装置额定电流Ige为200A。

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按变压器额定电流整定。

过负荷整定为2×60.6=121.6A，取120A。

②电流速断保护：

电流互感器二次额定电流（5A）的倍数n

N=IqeKx∑ie/KbIge=1.5，取1.5倍

③灵敏度校验

对Y/Y接线变压器1.5Id/KbIz=3.6﹥1.5，满足要求

4）315KVA6/0.69KV所变馈出开关继电保护整定计算

折算到一次侧的变压器二次侧最小三相短路电流，560A；

变压器（一次/二次）额定电流，30.3/262A；

高压开关电流互感器变比，100/5。

变压器二次负荷：

副井、风井电力负荷

需用系数Kx取0.4；

变压器的变压比Kb=6/0.69=8.7；

高压配电装置额定电流Ige为100A。

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按变压器额定电流整定。

过负荷整定为2×30.3=60.6A，取60A。

②电流速断保护：

电流互感器二次额定电流（5A）的倍数n

N=IqeKx∑ie/KbIge=0.41，取1倍

③灵敏度校验

对Y/Y接线变压器1.5Id/KbIz=4.8﹥1.5，满足要求

（5）100KVA6/0.69KV所变馈出开关继电保护整定计算

折算到一次侧的变压器二次侧最小三相短路电流，180A；

变压器（一次/二次）额定电流，9.6/84A；

高压开关电流互感器变比，50/5。

变压器二次负荷：

局扇

需用系数Kx取1；

变压器的变压比Kb=6/0.69=8.7；

高压配电装置额定电流Ige为50A。

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按变压器额定电流整定。

过负荷整定为2×9.6=19.2A，取20A。

②电流速断保护：

电流互感器二次额定电流（5A）的倍数n

N=IqeKx∑ie/KbIge=0.23，取0.6

③灵敏度校验

对Y/Y接线变压器1.5Id/KbIz=5.22﹥1.5，满足要求

（6）母线联络开关继电保护、电源进线开关继电保护整定计算

母线最小三相短路电流，2400A；

母线最大工作电流，292A；

电流互感器一次额定电流，300A。

高压开关电流互感器变比，300/5。

①过负荷保护整定

电子式过流反时限继电保护装置一次电流整定值，按母线额定电流整定。

过负荷整定为240A。

②电流速断保护：

按母线额定电流2.5倍整定。

整定值600A

③灵敏度校验Id/Iz=2400×0.87÷600=3.5﹥1.5，满足要求。

技术要求

1.高低压电力电缆在硐室、巷道内同一侧时，二者之间距离应大于0.1m，高压电缆之间、低压电缆之间距离不得小于50mm。

2、巷道内的电缆每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应该设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。

3.所有电气设备必须安装接地极，三台以上电气设备接地时用40*4mm接地扁铁接地。

五小电器必须上板上架。

开关等设备必须上架。

4、.各种设备与墙壁之间应留出0.5米以上的通道，各种设备相互之间应留出0.8米以上的通道。

对不需要从两侧或后面进行检修的设备，可不留通道。

5、硐室应采用不燃性材料支护，硐室必须装设向外开的防火铁门。

铁门全部敞开时，不得妨碍运输。

铁门上应装设便于关严的通风孔。

装有铁门时，门内可加设向外开的铁栅栏门，但不得妨碍铁门的关闭。

硐室内必须设置足够数量的扑灭电气火灾的灭火器材。