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FBD63237KW已恢复
东梁煤矿5-2煤开门--井下配电所
开拓掘进工作面供电设计计算
一、已知资料:
5-2掘进开拓岩巷采用拱形断面,净宽:
5000mm,净高:
3000mm,喷厚100mm;煤巷采用矩形断面,净宽:
5000mm,净高:
3000mm,喷厚100mm。
根据开拓布置,主斜井和立风井直接延深至5-2煤层,副斜井采用绕道式进入5-2煤层,三条井筒均见5-2煤层后,其中沿张家沟煤柱南北向布置一组5-2煤西盘区巷道,另外沿5-2煤层井底南部井田边界向东布置一组5-2煤东盘区巷道。
因此5-2掘进布置两个掘进头,三部皮带由5-2辅运巷运输
1.设备选用
掘进工作面设备
(1)掘进机佳木斯EBZ-230一台装机功率331KW,一部皮带采用DJS80/40/75一套装机功率75KW,二部皮带25米采用11KW电滚筒做驱动做转载简易皮带,三部皮带采用DJS80/40/2*75一套装机功率2*75KW;沿途安设BQS20-40-7.5KW水泵6台BQS60-60-22KW水泵一台,探水钻采用石家庄亿德隆生产的ZYJ500/160(a)型装机功率15KW.安装照明综保一台保证5-2延伸照明、信号供电。
局部通风采用FBD№6.32×37KW风机2台,供电一路采用专用变压器供电,备机电源来自中央配电所K8馈电开关。
掘进工作面供电利用矿原有的一台KBSGZY-1000/10移变供电,风机专用变压器也是利用现场存在的KBSGZY-1000/10变压器。
(2)电压等级
工作面工作电源1140V,照明信号电源127V,风机电源660V。
2.负荷统计:
根据用电设备电压等级、设备的布置位置,拟选用2台移动变电站,按移动变电站分组进行负荷统计。
5-2掘进工作面负荷统计
1#移动变电站
设备名称
型号
电动机型号
电动机数
额定功率/kW
额定电压/V
额定电流A
额定功率因数cosφN
掘进机
EBZ-230
截割电机YBSS-230
1
230
1140
130
0.85
油泵等级
YBC-90
1
90
1140
50
0.87
YDB-H-11
1
11
1140
6
0.86
总功率
ΣPn
331KW
一部皮带
DJS80/40/75
YBS-75
1
75
1140
42
0.85
二部简易皮带
简易
YBD-11
1
11
1140
6
0.86
三部皮带
DJS80/40/75*2
YBS-75
2
150
1140
85
0.85
水泵
BQS20-40-7.5
6
7.5
1140
5
0.85
水泵
BQS60-60-22
1
22
1140
12
0.85
探水钻
ZYJ500/160(a)
YBD-250-160
1
15
1140
8
0.86
小结
功率∑PN
649
加权平均功率因cosφwm
0.85
需用系数K1
0.61
2#移动变电站
设备名称
型号
电动机型号
电动机数
额定功率/kW
额定电压/V
额定电流A
额定功率因数cosφN
局部通风机
FBD№6.32×37K
2
37
660
21
0.86
小结
功率∑PN
74KW
加权平均功率因cosφwm
0.86
三、移动变电站容量选择:
根据供电系统的拟定原则,掘进生产供电拟选择1台移动变电站。
1)1号移动变电站选择
1号移动变电站拟向采煤机供电,其计算负荷为
Sca=
=
=465KVA
式中Kd—需用系数,取0.61
—加权平均功率因数,取0.85。
选取的1台KSGZY-1000/10,满足供电的要求。
2)2号移动变电站的选择
2号移动变电站拟向主扇供电,变压器的容量计算值为
Sca=
=
=86KVA
式中:
—需用系数,取,=0.86
选用1台KSGZY-1000/10型移动变电站,满足要求。
四、供电系统的拟定及高压电缆选择
根据掘进工作面机电设备的布置情况,各台移动变电站所带的负荷,初步拟定出如附图所示的掘进工作面供电系统图。
为了节省篇幅,将供电系统的初步计算图与校核计算后的供电系统图绘制在一张图上,即图中的电缆型号、起动器的型等是在校核后选定的,并标注在图上。
1.高压电缆选择
(1)型号的确定,向移动变电站供电的10kV高压电缆选用MYPTJ-10kV电缆。
向2台移动变电站供电的总负荷电流:
Imax=Ica=
=
=26.89A
—需用系数,0.61;
—加权平均功率因数,取0.85;
=10000V—额定电压。
(2)按经济电流密度初选主截面:
其经济截面为:
A=
=
=11.95mm2
mm2
经济电流密度查表,取=2.25A/mm2。
最后选高压电缆的长度50m,其型号可选现有MYPTJ-10/50×3+3×25。
所用电缆截面偏大,热稳定校验和电压损失校验均能通过时,满足使用要求。
(3)按长时最大允许负荷电流校验
查表得MYPTJ-10/50×3+3×25型电缆的长时最大允许负荷电流Ip=173A。
长时最大负荷电流=11.95A。
=11.95A<=173A,满足要求。
(4)MYPTJ-10/50×3+3×25型电缆只有50米,热稳定条件校验电缆截面满足要求。
(5)经查表的按允许电压损失校验电缆截面电压损失0.185%。
满足要求
五、低压电缆截面的选择
1.低压电缆型号的确定
供电系统见图,选择的低压电缆要符合《煤矿安全规程》的规定。
根据电压等级、使用保户环境、机械的工作情况等确定电缆的型号。
5-2掘进供电电缆应选双屏蔽型MYP型,向局部通风机供电电缆选MYP型。
2.按长时最大负荷电流与电缆的机械强度初选低压电缆截面
长时负荷电流取电动机额定电流,见负荷统计表。
Ia=IN=
各电缆截面初选结果列在下表中。
表:
按电动机额定电流与电缆机械强度要求初选低压电缆截面
负荷名称
机械强度要求最小截面/mm2
长时负荷电流/A
长时负荷电流要求的最小截面/mm2
初选标准截面/mm2
长度(M)
一部皮带
二部皮带
三部皮带
掘进机
25~50
10~35
35-50
70~95
42
6
84
121
6
6
25
70
25
10
50
95
25
70
45
390
3.按允许电压损失和起动条件校验电缆主截面
《煤矿井下供电设计技术规定》条规定“对距离最远、容量最大的电动机(如采煤机、工作面输送机等),在重载情况下应保证起动,如采掘机械无实际最小起动力矩数据时,可按电动机起动时的端电压不低于额定电压的75%校验。
正常运行时电动机的端电压允许偏移额定电压的±5%,个别特别远的电动机允许偏移-8%~-10%。
不同电网电压下的正常与最大允许电压损失表
额定电压/V
变压器副边额定电压U2N=1.05UN
/V
正常运行时电动机负偏移-5%UN
个别情况下电动机最大负偏移-10%
电动机最小端电压Umo=0.95UN
/V
允许电压损失ΔUp=U2N-Umo
/V
电动机最小端电压Umo=0.9UN
/V
允许电压损失ΔUp=U2N-Umo
/V
127
380
660
1140
3300
133
400
693
1200
3465
121
361
627
1083
3135
12
39
66
117
330
114
342
594
1026
2970
19
58
99
174
495
1)1号移动变电站供电系统
(1)正常运行时的电压损失
①变压器的电压损失
查表得KSGZY-1000/10,阻抗电压u%=6.5%,移动变电站每相电阻、电抗值为RT=0.0101ZT=0.0931。
XT=
=
=0.09221Ω
1号移动变电站为掘进工作面供电
IT=
=
=204A
根据实际工作情况,估计需用系数为1;加权平均功率因数取负荷统计时的值,为0..85。
=1.732*204*(0.0101*00.85+0.0922*0.85)=30A
变压器的功率因数,取加权平均功率因数0.85。
即
,
②向掘进机供电电缆的电缆电压损失:
V
③正常运行时电压损失校验
向采煤机供电的总电压损失V<V,满足对掘进机供电的要求。
六、供电系统短路电流计算
1)综采工作面移动变电站到煤机电机处电缆短路电流计算
(1)短路电流计算时,其电压取平均电压,各电压等级的平均电压见下表
表4-15标准电压等级的平均电压值
标准电压/kV
0.127
0.22
0.38
0.66
1.140
3.3
6
10
35
平均电压/kV
0.133
0.23
0.40
0.69
1.20
3.4
6.3
10.5
37
(2)短路点的选定。
掘进工作面供电计算,选移动变电站高压电缆进线端作为短路点,由于供电距离短,电缆截面大,查表得知三相短路电流,校验移动变电站的高压开关的断流能力;计算两相短路电流,符合要求
整定前级10kV隔爆开关中的继电保护装置。
(3)元件电抗的计算。
10kV高压供电系统,在计算短路电流时,忽略短路回路中各元件的电阻。
(1)系统折算电抗
其中,10kV系统的平均电压10.5kV;
(2)高压电缆折算阻抗
查表,得MYPTJJ-10/50×3+3×25-50米高压电缆r0=R65=0.114Ω/km,=0.04Ω/km。
(3)移动变电站阻抗
查表,得,KSGZY-1000/10/3.3kV移动变电站,阻抗电压=6.5%,负载损耗=4950W。
(4)移动变电站二次出线端最小两相短路电流;
kA
(5)掘进机电缆阻抗
查表,得电缆MYPTJ3×50+1×25-330米,每相单位阻抗值0=0.08Ω/km.
Ω=
=
=0.3939
(6)短路回路的总阻抗
(7)掘进机机处两相短路电流
kA
七、过流保护装置的整定
⑴、1#移变电站高压配电箱过流保护装置的整定
①过载保护整定:
隔爆型高压配电箱过载保护装置的动作电流,按移动变电站一次侧额定电流来整定,即
Id=
=
=26.89A
整定值取26A。
②短路保护的整定,按躲开最大电动机起动,即采煤机起动,其他电动机正常运行来考虑,其一次侧动作电流计算值为:
=1.2/(1.732*1*0.61)*0.0146=78A
动作电流倍数n=78/26=2.9
取=3倍。
低压侧整定
Iz=
=
=224A取220A整定
短路保护整定在此系统中,最大功率负荷未掘进机截割电机,额定电流为130A,启动电流为780A,其他负荷电流和为237A
Id=IQ+∑IZ=780+237=1017A101717/224=4.5安装5倍整定。
东梁煤矿5-2煤开门--井下配电所
开拓掘进工作面供电设计计算
编制单位:
机电科
编 制:
设 计:
审 核:
2018年8月4日
- 配套讲稿:
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