井下供电设计说明书.docx
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井下供电设计说明书
一、7310工作面电气技术数据:
设备名称
台数
电压
单机功率
额定
电流
启动电流
总功率
备注
采煤机
1
1140
2×300+2×40+20
2×188+66
2×1034
700
工作溜
1
2×315
2×190
2×1235
630
转载溜
1
200
122
796
200
破碎机
1
110
67
400
110
乳化液泵
2
125
78
486
250
加压泵
1
45
28
187
45
头部皮带机
1
660
160
184
1196
160
二部皮带机
1
2×160
2×184
2×1196
320
横管溜
1
40
45
260
40
注水泵
1
30
33
198
30
皮带涨紧
2
2×4
2×4.84
2×31.4
8
调度绞车
1
40
45
295.1
40
调度绞车
1
11.4
13.7
96
11.4
调度绞车
5
5×25
5×28
5×196
125
煤电钻
1
127
1.2
9
54
1.2
1140V系统总功率:
1935(KW)
660V系统总功率:
735(KW)
二、变压器容量的选择计算:
(一)、1140V系统变压器的选择:
根据公式:
S=Kx×Σpe/COSΨpjCOSΨpj取0.7
1、总容量计算Σpe=1935(Kw)
需用系数:
Kx=0.4+0.6×315/1935
=0.5
S=0.5×2450/0.7=1293(KVA)
为保证供电质量和实际设备情况选KBSGZY-1000/6移变二台,编号1#、2#。
1#移变供:
采煤机、转载机,破碎机,1010KW。
2#移变供:
工作溜、乳化液泵、加压泵,925KW。
2、移变校验:
1#移变校验:
总容量=1010KW,COSΨpj取0.7,需用系数:
Kx=0.4+0.6×250/1010=0.55
则:
S=0.55×1010/0.7=794(KVA)<1000KVA(合格)
2#移变校验:
总容量=925KW,COSΨpj取0.7,需用系数:
Kx=0.4+0.6×315/925=0.6
则:
S=0.6×925/0.7=792(KVA)<1000KVA(合格)
(二)660V系统(回进风)变压器的选择:
总负荷:
Σpe=780(Kw),其中最大负荷Pmax=160(Kw)
需用系数:
Kx=0.4+0.6×Pmax/Σpe
=0.4+0.6×160/780=0.52
则:
S=Kx×Σpe/COSΨpjCOSΨpj取0.7
=0.52×780/0.7
=580(KVA)
为保证供电质量选KSGZY-630/6移变一台,编号为3#,供进回风系统。
校验:
因S=580<630KVA,故合格。
三、高压电缆的选择计算:
为保证供电质量选3根(编号为1#、2#、3#)供电电缆,1#电缆供1#移变,2#电缆供2#移变,3#电缆供3#移变。
(一)按经济电流密度选择电缆截面:
1、根据公式:
Ig=Kx×ΣIe/Kb,计算长期最大工作电流:
1#电缆:
1#移变:
Kx=0.55
则Ig1=Kx×ΣIe/Kb=0.55×631/5=69.41(A)
2#电缆:
2#移变:
Kx=0.6
则Ig2=Kx×ΣIe/Kb=0.6×486/5=58.3(A)
3#电缆:
3#移变:
Kx=0.52
则Ig2=Kx×ΣIe/Kb=0.52×754.1/8.7=45.07(A)
2、按年最大负荷利用小时大于5000,选电缆的经济电流密度:
查《矿用电缆》表1—37,取Ij=2(A/mm2),
则经济截面为:
1#电缆:
Sj=Ig/Ij=69.41/2=34.705mm2
2#电缆:
Sj=Ig/Ij=58.3/2=29.15mm2
3#电缆:
Sj=Ig/Ij=45.07/2=22.535mm2
根据以上计算:
1#、2#电缆选煤矿用高压橡套软电缆:
MGSP-3×35型电缆1000m,3#电缆选煤矿用高压橡套软电缆:
MGSP-3×35型电缆200m。
(二)按长期允许载流校验电缆截面:
公式:
K1×K2×K3×Iy>Ig
式中:
K1—电缆的环境温度系数,查《矿用电缆》附表2—16,取K1=1
K2—直埋电缆的土壤热阻率修正系数,取K2=1
K3—多根电缆并列敷设时的修正系数,取K3=1
Iy—电缆的长时允许电流;查《矿用电缆》附表2—14
校验:
1#电缆:
Iy=190(A)>69.41(A)(符合要求)
2#电缆:
Iy=190(A)>58.30(A)(符合要求)
3#电缆:
Iy=190(A)>45.07(A)(符合要求)
四、低压电缆的选择
(一)、1140v系统电缆的选择:
1、采煤机电缆的选择:
a、电缆的长度:
移变距采煤机最远端为400(M)
则:
Ls=1.05×400=420(m),取Ls=420(M)。
b、按长时允许电流选择电缆截面:
计算电缆的实际长时最大工作电流Ig
Ig=Kx×Ie=0.55×(188+66)=139.7(A)
根据Iy>Ig,故选MCPQ3×70+1×25型电缆两根,长度为2×250M,一根使用,一根备用;为满足供电质量和继电保护要求,采煤机干线电缆选MPQ3×95+1×25型电缆两根,长度为2×200M,该电缆长时允许电流为215(A)和260(A)>139.7(A),符合要求。
c、按允许电压损失校验电缆截面:
正常运行时,1140V电网最大允许电压损失,最远端为10%,
即:
Umax=1200-1140×90%=174(V)
变压器的电压损失:
查表得
KBSGZY-1000-6/1.2干变的技术参数为U%=6%,P=6100(w)
则:
Zb=U%×Ue2/Se=0.06×12002/(1000×1000)
=0.864(Ω)
Rb=P×Ue2/Se2=6100×12002/(1000×1000)2
=0.0088(Ω)
Xb=Zb2Rb2=0.086(Ω)
则:
Ibg=Kx×ΣIe=0.55(2×188+66)=243.1(A)
COSΨpj=0.7,则SinΨpj=0.714
根据公式:
Ub=
×Ibg×(Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×243.1×(0.0088×0.7+0.086×0.714)
=28.45(V)
电缆的电压损失:
查表得UCPQ3×70-1+25型电缆Ro=0.346(Ω/Km),Xo=0.078(Ω/Km)
则R1=0.346×0.42=0.15(Ω)
X1=0.078×0.42=0.03(Ω)
Ul=
×Ig×(R1×COSΨpj+X1×SinΨpj)=26.8(V)
总的电压损失
U=Ub+Ul=28.45+26.8=55.25(V)<174(V)(校验合格)
d、按起动时的电压损失校验电缆截面:
根据规定,最远端最大功率电动机起动时,其端电压不得低于电网电压的75%,
1140V最大允许电压损失为:
1140×25%=285(V)
因电流与电压成正比,则起动电流按额定起动电流的75%计算,
起动时CosΨpj取0.5,相应SinΨpj取0.87
已知Iq=1034(A)
则IQ=75%×Iq=775.5(A)
IeQ=775.5+188+66+122+67=1198.5(A)
则:
UbQ=
×IeQ×(Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×1198.5×(0.0088×0.5+0.086×0.87)
=164.76(V)
UlQ=
×IQ×(R1×CosΨpj+X1×SinΨpj)
=
×775.5×(0.09×0.5+0.02×0.87)
=83.8(V)
起动时总的电压损失:
UQ=UbQ+UlQ=164.76+83.8
=248.56(V)<285(V)(校验合格)
2、工作溜电缆的选择:
a、电缆的长度:
移变距工作溜机尾电机约430(M),距机头电机约240(M)
则:
Ls1=1.05×430=451(M),取Ls=450(M),
Ls2=1.05×240=252(M),取Ls=250(M)
b、按长时允许电流选择电缆截面:
工作溜单机持续电流为Ig=KxIe=0.734×190=140(A)
为保证供电质量选MPQ3×70型电缆2根,机尾长度为250M,机头长度为50M,工作溜干线电缆选MPQ3×95型电缆2根,长度为2×200M
该电缆长时允许电流为215(A)>140(A),符合要求。
干线电缆长时允许电流为:
2×260(A)>kx(2×190+78+28)=0.734×486=356.7(A),符合要求。
c、按允许电压损失校验电缆截面:
(1)、变压器的电压损失:
已知Rb=0.0088(Ω),Xb=0.086(Ω),COSΨpj=0.7,SinΨpj=0.714
Ibg=0.734(2×190+78+28)=355.2(A)
则:
Ub=
×Ibg×(Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×355.2×(0.0088×0.7+0.086×0.714)
=41.3(V)
(2)、电缆的电压损失:
查表得MPQ3×70型电缆R0=0.346(Ω/Km),Xo=0.078(Ω/Km)
R1=0.346×0.26=0.09(Ω)
X1=0.078×0.26=0.02(Ω)
则:
Ul=
×Ig×(R1×COSΨpj+X1×SinΨpj)
=
×486×(0.09×0.7+0.02×0.714)
=64.8(V)
总的电压损失U=Ub+Ul
=41.3+64.8
=106.1(V)<174(V)(校验合格)
d、按起动时的电压损失校验电缆截面:
起动时CosΨpj取0.5,相应SinΨpj取0.87
已知Iq=1235(A)
则IQ=75%×Iq=926(A)
IeQ=926+190+78+28=1222(A)
则:
起动时变压器的电压损失:
UbQ=
×IeQ×(Rb×CosΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×1222×(0.0088×0.5+0.086×0.87)
=168.05(V)
起动时电缆的电压损失:
UlQ=
×IQ×(R1×CosΨpj+X1×SinΨpj)
=
×926×(0.09×0.5+0.02×0.87)
=100.07(V)
起动时总的电压损失:
UQ=UbQ+UlQ
=168.05+100.07
=268.12(V)<285(V)(校验合格)
(3)、转载机、乳化液泵、破碎机电缆的选择:
按长时允许电流选择电缆截面
已知它们的长时工作电流分别为122(A)、78(A)、67(A)
为保证供电质量选MPQ3×70型电缆三根,
长度分别为:
15M、10M、30M。
MCPQ3×70型电缆Iy=215(A)>122(A);78(A),67(A);符合要求
(二)、660V系统电缆的选择:
1、回风系统电缆的选择
a按电压损失选择干线电缆截面
(1)、变压器的电压损失:
根据《综采电气设备》正常运行时660V电网最大允许电压损失,最远端为10%。
即:
△Uy=690-660×0.9=96(v)
正常运行时变压器的电压损失△Ub
查《综采电气设备》得KSGZY-630/6移变的技术参数为:
△U%=5.5%,
△P=2300(W)
则:
Zb=U%×Ue2/Se
=0.055×6902/630
=0.0302(Ω)
Rb=P×Ue2/Se2
=2300×6902/630
=0.0036(Ω)
Xb=Zb2Rb2=0.023(Ω)
Ibg=kx(25+25+45+33)=0.52×128=66.5
COSΨpj=0.7,则SinΨpj=0.714
根据公式:
Ub=
×Ibg×(Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×66.5×(0.0088×0.7+0.086×0.714)
=35.57(V)
(2)、电缆的电压损失:
查表得MPQ3×70型电缆R0=0.346(Ω/Km),Xo=0.078(Ω/Km)
R1=0.346×0.1=0.0346(Ω)
X1=0.078×0.1=0.0078(Ω)
则:
Ul=
×Ig×(R1×COSΨpj+X1×SinΨpj)
=
×128×(0.0346×0.7+0.0078×0.714)
=6.56(V)
的电压损失U=Ub+Ul
=35.57+6.56
=42.13(V)<96(V)(校验合格)
b按长时工作电流校验干线电缆截面
计算干线电缆的实际长时最大工作电流Igmax
Igmax=66.5(A)
U-3×70+1×16型电缆的:
Iy=215(A)>66.5(A)(符合要求)
2、进风系统电缆的选择
a干线电缆的选择
按电压损失选择干线电缆截面
根据《综采电气设备》正常运行时660V电网最大允许电压损失,最远端为10%。
即:
△Uy=690-660×0.9=96(v)
正常运行时变压器的电压损失△Ub
查《综采电气设备》得KSGZY-630/6移变的技术参数为:
△U%=5.5%,
△P=2300(W)
则:
Zb=U%×Ue2/Se=0.055×6902/630
=0.0302(Ω)
Rb=P×Ue2/Se2=2300×6902/630
=0.0036(Ω)
Xb=Zb2Rb2=0.023(Ω)
Ibg=kx(3×184+45+45+25+25)=0.52×692=359.8
COSΨpj=0.7,则SinΨpj=0.714
根据公式:
Ub=
×Ibg×(Rb×COSΨpj+Xb×SinΨpj)
=
×359.8×(0.0088×0.7+0.086×0.714)
=42.28(V)
b按长时工作电流校验干线电缆截面
计算干线电缆的实际长时最大工作电流Igmax
Igmax=359.8(A)
U-3×70+1×16型电缆2根的:
Iy=2×215(A)359.8(A)(符合要求)
五、短路电流的计算:
(一)、高压(6KV)短路电流的计算:
(短路点见附图)
所经线路:
芦北入井:
M-YJV223×150-750m---芦北中配:
M-YJV223×150-1250m----芦北二配:
MGSP—3×35—1000m---7310配电点---设备列车、移变---工作面进风设备
1、求电源电抗Xy:
芦北中央配电室高开处的短路容量为Se=100(MVA),
Up=6300(V)
根据公式:
Xy=Up2/Se=63002/100×106=0.3969(Ω)
2、线路阻抗:
(1)求入井电缆的阻抗:
已知L0=750/2=375(m),查《矿用电缆》表139得:
R0=0.143(Ω/km),Xo=0.06(Ω/km)
则:
R0=Ro×Lo=0.143×0.375=0.054(Ω)
X0=Xo×Lo=0.06×0.375=0.023(Ω)
(2)、求芦北中央配电室到芦北二配电缆的阻抗R1、X1:
已知L1=1250(m),查《矿用电缆》表139得
Ro=0.134(Ω),Xo=0.06(Ω)
则:
R1=Ro×L1=0.143×1.25=0.18(Ω)
X1=Xo×L1=0.06×1.25=0.075(Ω)
3、计算高压短路电流:
计算八号煤配高压开关处do点短路电流:
已知:
Up=6300(V),根据公式:
Id(3)=Up/
×
Id
(2)=Up/2×
=
/2×Id(3)
=0.866Id(3)
ΣRo=R0+R1=0.054+0.18=0.234(Ω)
ΣXo=Xy+X0+X1=0.3969+0.023+0.075=0.4949(Ω)
则:
Id0(3)=Up/
×
=6300/(1.732×
=6300/(1.732×
=6300/1.732×
=6300/0.9526
=6613(A)
Id0
(2)=(
/2)×6613=5727(A)
(二)、低压短路电流的计算:
(短路点见附供电图,采用查表法)
1、1140V短路电流的计算:
(1)、6000V电源系统电抗的换算长度:
(查煤矿整定系则)
Lxt=10.46m(电压为690v)
Lxt=31.63m(电压为1140v)
(2)、6000V电缆线路的换算长度:
(从芦北中配入井至芦北二配)
L1=750/2(入井)+1250(至芦北二配)
=1625×0.0128=20.8m
(3)、6000V橡套软电缆的换算长度:
L2=0.054×1000=54m
(4)、6000V系统总的换算长度:
Lz=Lxt+L1+L2=31.63+20.8+54=106.43m
计算各点短路电流:
1#变压器二次出口d1点短路电流:
已知Lz=106.43m,Id1
(2)=5148(A)
2#变压器二次出口d2点短路电流:
已知Lz=106.43m,Id2
(2)=5148(A)
(5)、计算采煤机最远端d8点短路电流:
1140V干线电缆的换算长度:
Lh=1/2(200×0.53)=53m
1140V负荷电缆的换算长度:
Lh=250×0.73)=182.5m,
因此,最远端d4点的换算长度和短路电流为:
Lh=106.43+53+182.5=342m,
Id5
(2)=2964(A)
(6)、计算工作溜最远端d7点短路电流:
同理,因电缆长度、截面和电压均相同,所以
Lh=342m,
Id5
(2)=2964(A)
2、660V系统的短路电流计算(短路点见附图,采用查表法):
(1)、6000V电源系统电抗的换算长度:
(查煤矿整定系则)
Lxt=10.46m(电压为690v)
(2)、6000V电缆线路的换算长度:
(从芦北入井芦北二配)
L1=750/2(入井)+1250(至八号煤中配)
=1625×0.0042=6.8m
(3)、6000V橡套软电缆的换算长度:
L2=0.017×200=3.4m
3#变压器二次出口d3点短路电流:
6000V系统总的换算长度:
Lz=Lxt+L1+L2=10.46+6.8+3.4=20.7m
所以,Id3
(2)=7580(A)
(4)、回风系统:
回风系统最远端d4点电缆总的换算长度:
Lh=(180+750)×0.73=678.9m,
Id4
(2)=1061(A)
(5)、进风系统:
二部皮带机头处d6点短路电流计算:
皮带机电缆的换算长度:
Lh=100*0.73=73m,
Id6
(2)=5440(A)
进风最远端d5点短路电流计算:
皮带机电缆的换算长度:
Lh=810*0.73=591m,
Id5
(2)=1213(A)
六、高压开关的选择与计算:
(一)高压开关的选择
1、计算工作面正常时的最大工作电流Igmax
已知:
Σpe=2670(Kw)Ue=6(Kv)
Kx=0.4+0.6×315/2670=0.47,CosΨpj=0.7
则:
Igmax=Kx×Σpe/(
×Ue×COSΨpj)
=2670×0.47/(
×6×0.7)=172.5A
2、选择高开:
根据额定电压与以上计算的电流,结合使用地点配电室已安装开关情况,选用高压隔爆真空配电开关3台,型号为:
BGP9L-200该开关二台,BGP9L-100该开关一台;额定电压Ue=6Kv,短路容量Se=100(MVA),2秒钟热稳定电流为10KA,额定动稳定电流为25(KA).
3、按短路电流校验高开的开断电流:
如前计算,最大三相短路电流为
Id(3)=8753(A)≤10KA(符合要求)
4、按热稳定性校验:
5、根据公式:
Irw≥Id(3)×(Tj/Tw)1/2校验
式中:
Irw----2秒种承受的热稳定电流,Irw=10(KA)
Tw-----热稳定电流对应时间Tw=0.2(S)
Tj-----短路假想时间Tj=0.1(S)
Id(3)---稳定时三相最大短路电流Id(3)=8.753(KA)
Id(3)×(Tj/Tw)1/2=8.753×(0.1/0.2)1/2
=5.07(KA)<10(KA)(校验合格)
(二)、高压开关的整定:
(为计算方便编号为1#、2#,见供电图)
以下式中:
Xz---整定值,Ie---高开的额定电流,Ig---负荷电流
1、过负荷保护的整定
1#高开:
Xz×Ie=Ig则Xz=Ig/Ie=69.41/200=0.35
取整定值:
Xz=0.4
2#高开:
Xz×Ie=Ig则Xz=Ig/Ie=58.3/200=0.29
取整定值:
Xz=0.3
3#高开:
Xz×Ie=Ig则Xz=Ig/Ie=45.07/100=0.45
取整定值:
Xz=0.5
2、短路保护的整定:
1#高开:
n≥(Iqe+Kx∑Ie)/KbIe
=(1034+0.7×(188+66+122+67))/5×200
=1549/1000
=1.34
取过流整定值:
Xz=2
2#高开:
n≥(Iqe+Kx∑Ie)/KbIe
=(1235+0.7×(190+28+78))/5×200
=1087/1000
=1.44
取过流整定值:
Xz=2
3#高开:
n≥(Iqe+Kx∑Ie)/KbIe
=(1196+0.7×(2×184+45+5×25+45+33+13))/8.7×100
=1.88
取过流整定值:
Xz=2
3、灵敏度校验:
1#高开:
Ke=Id
(2)/Iz=5727/5(2×200)=2.86351.5,合格
2#高开:
Ke=Id
(2)/Iz=5727/5(2×200)=2.8635>1.5,合格
3#高开:
Ke=Id
(2)/Iz=5727/5(2×100)=5.727>1.5,合格
七、低压开关的选择与整定:
(一)、1140V系统低压开关的选择与整定
1、开关的选择:
根据条件与综采设备的要求选择结果如左下表:
序号
型号
额定电压(V)
额定电流(A)
台数
所带设备
主保护
1
KJZ_1000
1140
1000
1
总开关
电子
2
QJZ-2×400/1140S
1140
400
1
工作溜
电子
3
QJZ-4×315
1140
4×315
1
采煤机、转载机、破碎机
电子
4
BQD-315
1140
315
2
乳泵
电子
2、开关的整定:
(1)、1#变
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