10201供电系统2.docx
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10201供电系统2
10201综采供电系统设计
一、移动变电站及工作面配电点位置的确定
10201工作面为综采工作面。
根据本工作面的具体情况,将向工作面供电的1#移动变电站配电点设在距离工作面80—120m处轨道顺槽内,2#移动变电站配电点设在顺槽皮带机头处。
干式变压器设置在采区变电所内。
二、供电系统的供电方式及电压等级的拟定
10201工作面距离1020采区变电所950m。
10201采区变电所供电采用双回路同时供电,配电电压为6kV,Ⅰ段来自中央变电所柜,经MYJV22-6/103×185电缆540m至1020采区变电所。
Ⅱ段来自中央变电所柜,经MYJV22-6/103×185电缆540m至1020采区变电所。
10201工作面供电来自1020采区变电所PBG300/6矿用隔爆型智能高压真空配电装置,移动变电站2台,干式变压器1台。
其中KBSGZY-1600/6/1.2型移动变电站1台,供工作面机组、刮板运输机、乳化液泵、喷雾泵、转载机、破碎机。
KBSGZY-1250/6/1.2型移动变电站1台,供顺槽皮带机、慢速绞车。
1020采区变电所KBSG-800/6型干式变电器1台,供水泵电源、回风巷绞车、照明信号用;
三、电气设备的选择及电力负荷计算
1、主要设备台数及技术数据表
序号
设备名称
规格型号
额定
功率
(kw)
额定
电压
(kv)
总台数
使用台数
1
采煤机
Mc300/720
300×2+55×2+7.5×2
1.14
1
1
2
运输机
SGz-764/264
132×2
1.14
1
1
3
转载机
SZd-730/90
90
1.14
1
1
4
破碎机
PeM-55
55
1.14
1
1
5
乳化液泵
mRb160/31.5a
110
1.14/0.66
2
1
6
喷雾泵
320/10m
30
1.14/0.66
2
1
7
照明综保
ZbZ-4.0m
4
1.14
1
1
8
皮带机
DSJ2×75
75×2
1.14
2
2
9
潜水泵
Kwqd30-22-5.5
5.5
0.66
2
2
10
慢速绞车
Jm28
45×4
1.14/0.66
4
4
11
调度绞车
Jd-11.4
11.4×2
0.66
4
2
12
液压安全绞车
yaj
22
1.14/0.66
2
2
13
煤层注水泵
7b2-3/130
12
1.14/0.66
2
2
14
注水电钻
Myz-10
11
1.14/0.66
2
2
15
阻化多用泵
Wj-24-2
2.2
0.66
2
2
16
无机绳绞车
75
1
1
总额定功率:
1961.2KW(不包括备用)
2、负荷统计与移动变电站的选择
1#移动变电站的选择:
工作面机组、工作面刮板运输机、慢速绞车等负荷计算
①工作面机组:
∑Pe1=725kW
②工作面刮板运输机:
∑Pe2=264kW
③:
破碎机:
∑Pe3=55kW
④:
转载机:
∑Pe4=90kW
⑤:
乳化液泵:
∑Pe4=110kW
⑥:
喷雾泵:
∑Pe4=30kW
⑦慢速绞车:
∑Pe1=45kW
∑Pe=725+264+45+90+110+30+45=1319kW
移动变电站选择计算采用需用系数法进行
S—所计算的电力负荷总的视在功率kVA
∑pN-参加计算的所有用电设备额定功率之和kW
cosφ-参加计算的用电设备平均功率因数,取0.7
Kr-需用系数(以后计算过程中各参数意义相同)
kVA
选用KBSGZY-1600/6/1.2移动变电站1台,其额定容量S=1600kVA,额定电压为6/1.2kV,满足要求。
(2)2#移动变电站配电点的选择:
负荷计算
①慢速绞车:
∑Pe1=3×45=135kW
②顺槽皮带机:
∑Pe2=75×2×2=300kW
③液压安全绞车:
∑Pe2=22×2=44kW
④煤层注水泵∑Pe2=12×2=24kW
⑤注水电钻:
∑Pe2=11×2=22kW
∑Pe=3×45+300+22×2+12×2+11×2=525kW
kVA
选用KBSGZY-630/6/1.2型移动变电站1台,,其额定容量S=630kVA,额定电压为10/1.2kV,满足要求。
(3)干式变压器的选择:
负荷计算
①水泵:
∑Pe1=2×5.5kW
②调度绞车:
∑Pe2=2×11.4kW
③:
阻化多用泵:
∑Pe1=2×2.2kW
④信号照明Pe3=4kW
⑤无机绳绞车:
∑Pe2=75kW
∑Pe=5.5×2+2×11.4+4+2×2.2+75=117.2kW
kVA
选用KBSG-800/6型干式变电器1台,其额定容量S=800kVA,额定电压为6/0.66kV,满足要求。
3、设备选择
10201工作面移动变电站总荷∑P=1844kW
KVA
A
1)根据采区电气设备的选择原则,采区变电所选用PBG-300/6Y型矿用隔爆型智能高压真空配电装置,该装置具有短路、过载、失压、漏电和监视保护。
由计算知:
供高压电缆的工作电流为157A,故选择PBG-300/10Z型矿用隔爆型智能高压真空配电装置1台,其额定电流为300A,满足要求。
移动变电站高、低压侧开关由变压器本身自带。
低压真空磁力启动器的选择:
采煤机、工作面运输机、转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾泵等由移动变电站KJZ型3×4组合开关控制分别控制;慢速绞车由QBZ-120/1140型真空电磁启动器控制。
顺槽皮带机由QBZ-200/1140型真空电磁启动器控制。
液压安全绞车、煤层注水泵、注水电钻、阻化多用泵由QBZ-80A/1140.660V型真空电磁启动器控制。
轨道运输绞车由磁力启动器BQD-80A/660V控制。
2)主要电气设备技术参数如下
①PBG-300/6Y型矿用隔爆型智能高压真空配电装置
额定工作电压为6kV,最高工作电压为12kV,额定工作频率50Hz,额定工作电流300A,额定短路开断电流12.5kA,额定热稳定时间2S,额定热稳定电流12.5kA,额定动稳定电流31.5kA,额定关合电流(峰值)31.5kA,额定短路开断电流开断次数16次,操作过电压(峰值)3.5倍。
②1140V矿用隔爆型组合开关
额定电压为1140(660)V,额定频率50Hz,额定工作电流:
当电压为1140(660)V时,总电流450—1800A,单台隔离开关450A,单台接触器80—400A;最大控制功率:
在660V,ηcosφ=0.75时,单回路为240kW,在1140V,ηcosφ=0.75时,单回路为500kW,8小时工作制,允许电压波动75—110%,电流整定范围0—400A,机械寿命:
接触器大于150万次,隔离换向开关大于0.6万次;电寿命大于6万次。
③QBZ-400/1140.660型矿用隔爆型真空电磁启动器
保护器电流整定范围表11
指针数
0
0.9
2.7
4
5
6
7
7.8
8.4
9
10
刻度
电流
(A)
低档
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
高档
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
保护器的保护功能表12
名称
序号
整定电
流倍数
动作时间
起始
状态
复位
方式
复位
时间
过载
保护
1
1.05
长期不动作
2
1.2
5分﹤t﹤20分
热态
(1)
自动
﹤2
3
1.5
1分﹤t﹤3分
热态
自动
﹤2
4
6.0
8秒﹤t﹤16秒
冷态
(2)
自动
﹤2
短路
保护
5
8—10
速动250—500ms
冷态
手动
断相
保护
6
任一相断相,其余二项为1.05倍整定电流,动作时间小于8秒
漏电
闭锁
7
漏电闭锁值22+5KΩ(660V时);40+8KΩ(1140V时);7+2KΩ(380V时)
8
漏电检查电流小于2mA(3)
最大控制功率:
Ⅰ电网电压为1140V时:
最大电流为400A,最大控制功率为540KW
最大电流为315A,最大控制功率为440KW
最大电流为200A,最大控制功率为280KW
Ⅱ电网电压为660V时最大电流为400A,最大控制功率为320KW
最大电流为315A,最大控制功率为260KW
最大电流为200A,最大控制功率为160KW
动作特性:
起动器在工作电压额定值的75%—110%范围内可靠工作;起动器最低释放电压大于20%的额定工作电压;
主回路通断能力:
200A时2000A;400A时3200A;
电寿命:
AC—3负荷60万次;AC—4负荷5万次;
机械寿命:
300万次;
隔离开关分断能力:
3Ie。
④干式变压器选用PBG-100/6Y型矿用隔爆型智能高压真空配电装置,该装置具有短路、过载、失压、漏电和监视保护。
四、电缆的选型与计算
1、电缆的型号和长度
10201工作面移动变电站的高压电缆,选用MYPTJ6/10kV3×50+3×35/3+3×2.5型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆,长度为900m;
干式变压器的高压电缆,选用MYJV22-6/103×35型矿用移动橡套软电缆,长度为20m;
采煤机选用NCP6/1.2-3×95+1×25+4×4型屏蔽橡套软电缆260m;千伏级设备供电的电缆,均选用MYP0.66/1.14kV型矿用移动屏蔽橡套软电缆。
2、电缆主芯线截面的选择
⑴向移动变电站供电的高压电缆截面的选择
按长时允许负荷电流选择
①1020采区变电所至10201工作面移动变电站的高压电缆,其长时允许负荷∑P=1844kW
KVA
A
设环境温度为25℃,选择截面为50mm2的电缆,其长时允许电流为173A,确定选用MYPTJ6/10kV3×50+3×35/3+3×2.5型高压电缆900m,满足要求。
10201工作面供电高压电缆的最小热稳定截面为
mm2<50mm2
故选型满足要求。
②1020采区变电所至干式变压器的高压电缆,其长时允许负荷∑P=117.2kW
kVA
A
设环境温度为25℃,选择截面为35mm2的电缆,其长时允许电流为138A,确定选用MYJV22-6/103×35高压电缆20m,满足要求。
10201工作面供电高压电缆的最小热稳定截面为
mm2<35mm2
③按电压损失校验电缆截面(按最长电缆计算)
下井电缆电压损失:
中央变电所至1020采区变电所电缆电压损失
1020采区变电所至10201工作面移动变电站电缆电压损失
高压电缆线路总损失
<6300×5%=315V
满足要求。
(2)1#移动变电站向采煤机供电的电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
采煤机电机持续工作电流:
A
选用采煤机自带NCP6/1.2-3×95+1×25+4×4电缆260m,满足要求。
按正常运行时的电压损失校验
△U=1140-(1140×95%)=57V
电缆的电压损失为:
式中:
D-电导率,铜芯电缆取42.5
Pe-电动机额定功率,725kW
Kf-负荷系数取1
Lz-支线电缆长度m
η-电动机效率0.95
满足要求。
(3)1#移动变电站刮板运输机供电的电源电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验。
工作电流:
A,
选用MYP0.66/1.14kV3×70+1×25电缆300m,其载流量:
215A>133A,满足要求。
(4)1#移动变电站向转载机供电的负荷电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
A
选用MYP0.66/1.14kV3×50+1×16电缆100m,其载流量:
173A>46A,满足要求。
(5)1#移动变电站向破碎机供电的负荷电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
A
选用MYP0.66/1.14kV3×35+1×16电缆120m,其载流量:
138A>22.8A,满足要求。
(6)1#移动变电站向喷雾泵供电的负荷电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
A
选用MYP0.66/1.14kV3×35+1×10电缆20m,其载流量:
138A>38A,满足要求。
(7)1#移动变电站向乳化泵供电的负荷电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
A
选用MYP0.66/1.14kV3×50+1×16电缆20m,其载流量:
173A>56A,满足要求
(8)2#移动变电站向顺槽皮带机供电的电源电缆截面的选择按长时允许载流量选择校验
A
选用MYP0.66/1.14kV主电缆3×95+1×25电缆900m,260A>212A,满足要求。
顺槽皮带机巷设备(3×45+300+22+12+11):
A
电缆的电压损失为:
满足要求。
选用MYP0.66/1.14kV3×95+1×25电缆950m,其载流量:
260A>243A,满足要求。
回风巷设备(22+12+11):
A
选用MYP0.66/1.14kV3×70+1×16电缆1100m,其载流量:
173A>23A,满足要求。
电缆的电压损失为:
满足要求。
(9)干式变压器向水泵电源、调度绞车、阻化多用泵、照明信号用负荷计算
∑Pe=5.5×2+2×11.4+4+2×2.2+75=117.2kW
kVA
因水泵、绞车、照明信号使用660V电源,所以选用两根电源电缆,供回风巷、顺槽皮
带机巷设备使用
顺槽皮带机巷设备(11.4×2+5.5×2+2.2+4):
A
电缆的电压损失为:
满足要求。
选用MYP0.66/1.14kV3×50+1×16电缆950m,其载流量:
173A>36.7A,满足要求。
回风巷设备(75+2.2):
A
电缆的电压损失为:
满足要求。
选用MYP0.66/1.14kV3×50+1×16电缆1100m,其载流量:
173A>71A,满足要求。
三、短路电流的计算(按最远点计算):
(1)d1点采煤机短路电流:
MYP3*70L1=0.12/2KmMYP3*95L2=0.26Km
换算为50㎜2
L=44+139=183m
查表R0=0.429Ω/KmX0=0.063Ω/Km
RZ=0.429×0.183=0.079Ω
XZ=0.063×0.183=0.012Ω
Id1=1140/2
=7125A
(2)d2运输机点短路电流:
MYP3*70L=0.3Km
查表R0=0.306Ω/KmX0=0.061Ω/Km
RZ=0.3*0.306=0.0918Ω
XZ=0.3*0.061=0.0183Ω
Id2=1140/2
=6000A
(3)d3点顺槽注水电钻短路电流:
MYP3*95L=0.95Km
查表R0=0.226Ω/KmX0=0.06Ω/Km
RZ=0.226×0.95=0.21Ω
XZ=0.06×0.95=0.057Ω
Id1=1140/2
=4222A
(4)d4点回风巷注水电钻短路电流:
MYP3*70L=1。
1Km
查表R0=0.306Ω/KmX0=0.061Ω/Km
RZ=0.306×1。
1=0.336Ω
XZ=0.061×1。
1=0.067Ω
Id1=1140/2
=1676A
(5)d5点顺槽阻化多用泵短路电流:
MYP3*50L=0.95Km
查表R0=0.429Ω/KmX0=0.061Ω/Km
RZ=0.429×0.95=0.407Ω
XZ=0.063×0.95=0.06Ω
Id1=660/2
=825A
(6)d6点回风巷阻化多用泵短路电流:
MYP3*50L=1.1Km
查表R0=0.429Ω/KmX0=0.061Ω/Km
RZ=0.429×1.1=0.47Ω
XZ=0.061×1.1=0.073Ω
Id1=660/2
=703A
五、保护装置整定计算
(1)1#PBG-300/6型矿用隔爆型智能高压真空配电装置
Ig=157A
电流互感器变比300/5
过载
A取4A,
短路
A取20A,
灵敏度校验
Km=
=
=2.8>1.5灵敏度满足要求
(2)2#PBG-100/6Y型矿用隔爆型智能高压真空配电装置
Ig=9。
2A
电流互感器变比100/5
过载
A取1A,
短路
A取3.5A,
灵敏度校验
Km=
=
=104.6>1.5灵敏度满足要求
(3)1#移动变电站高压侧的整定
移动变电站高压侧的整定
∑Pn=1319KW
A过载整定:
135A
短路整定:
按7倍进行整定
即:
Izd=135×7=945A。
灵敏度校验
Km=
=
=3。
58>1.5灵敏度满足要求
(4)1#移动变电站低压侧的整定
①控制采煤机电机电磁启动器的整定:
过负荷整定:
按采煤机电机总额定电流整定
Ie=725×0.8÷1.732÷1.14=293A,取300A
短路整定按7Ie,Izd=7Ie=7×300=2100A。
取2200A
馈电整定:
2200×1.15=2530A
选用KBZ/6-800/1140型矿用隔爆型真空开关一台
②控制刮板运输机电机电磁启动器整定,按刮板运输机电机额定电流整定:
过负荷整定:
Ie=176A取200A
短路整定:
按7Ie整定Izd=7Ie=7×200A=1400A,取1400A
③控制转载机电机电磁启动器整定,按转载机电机额定电流整定:
过负荷整定:
Ie=60A取60A
短路整定:
按7Ie整定Izd=7Ie1=7×60=420A
④控制破碎机电机电磁启动器整定:
过负荷整定:
按破碎机电机额定电流整定Izd=28。
8A
短路整定:
按7Ie整定Izd=7Ie=7×29=203A
选用KBD16-400/1140矿用隔爆型真空馈電开关,馈电整定:
1490A
⑤控制乳化液泵站电机电磁启动器的整定
过负荷整定:
按乳化液泵电机额定电流整定Ie1=Ie2=73。
7A
短路整定:
按7Ie整定Izd=7Ie=7×74=516A
⑥控制喷雾泵电机电磁启动器的整定:
过负荷整定,按喷雾泵电机额定电流整定Ie=20A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×20=140A
选用KBD16-400/1140矿用隔爆型真空馈電开关,馈电整定:
536A
选用KBZ/6-800/1140V矿用隔爆型真空馈電开关一台、选用KBD16-400/1140矿用隔爆型真空馈電开关二台。
(6)2#移动变电站高压侧的整定
∑Pn=525KW
A过载整定:
50A
短路整定:
按7倍进行整定
即:
Izd=50×7=350A。
灵敏度校验
Km=
=
=10.3>1.5灵敏度满足要求
①控制慢速绞车电机电磁启动器的整定:
按慢速绞车电机额定电流整定Ie1=Ie2=Ie3=Ie4=30A
短路整定,按7Ie整定
Izd=7Ie=7×30=210A
选用QBZ-120/1140型矿用隔爆型真空电磁启动器三台
②控制液压绞车电机电磁启动器的整定:
按液压绞车电机额定电流整定Ie1=Ie2=15A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×15=105A
选用QBZ-80/1140型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
③控制顺槽皮带机电机电磁启动器的整定:
过负荷整定,按顺槽皮带机电机额定电流整定Ie1=Ie2=100A,
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×100=700A
选用QBZ-200/1140型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
④煤层注水泵电机电磁启动器的整定:
过负荷整定,按煤层注水泵电机额定电流整定Ie1=Ie2=8A,
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×8=56A
选用QBZ-80/1140型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
⑤注水电钻电机电磁启动器的整定:
过负荷整定,按注水电钻电机额定电流整定Ie1=Ie2=7。
4A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×7。
4=52A
选用QBZ-80/1140型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
馈电整定:
760A
选用KBD16-400/1140.660V矿用隔爆型真空馈電开关一台、选用QBZ-200/1140型矿用隔爆型真空开关二台,选用QBZ-120/1140型矿用隔爆型真空开关三台,选用QBZ-80/1140型矿用隔爆型真空开关六台
(7)干式变压器
①控制水泵电机电磁启动器的整定:
按水泵电机额定电流整定Ie=6.3A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×6.3=44.1A
选用QBZ-80/660型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
②控制调度绞车电机电磁启动器的整定:
按调度绞车电机额定电流整定Ie=13A短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×25=175A
选用QBZ-80N/660型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
③控制阻化多用泵电磁启动器的整定:
按阻化多用泵电机额定电流整定Ie=2.5A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×2。
5=17.5A
选用QBZ-80/660型矿用隔爆型真空电磁启动器二台
④控制无机绳绞车电磁启动器的整定:
按无机绳绞车电机额定电流整定Ie=86A
短路整定,按7Ie整定Izd=7Ie=7×86=602A
选用QBZ-200矿用隔爆型真空电磁启动器一台。
馈电整定:
625A
选用KBD16-200/1140.660V矿用隔爆型真空馈電开关一台、QBZ-80N矿用隔爆型真空电磁启动器六台。
QBZ-200矿用隔爆型真空电磁启动器一台。
开关、电缆选择
序号
名称
型号规格
数量
1
矿用隔爆型真空馈電开关
KBZ/6-800/1140
1台
KBD16-400/1140.660V
3台
KBD16-200/1140.660V
1台
2
矿用隔爆型真空电磁启动器
QBZ-200/1140.660V
3台
QBZ-120/1140.660V
3台
QBZ-80/1140.660V
12台
3
矿用隔爆型组合开关
KJZ-600A×4
1台
KJZ-315A×4
2台
4
矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆
MYPTJ6/10kV3×50+3×35/3+3×2.5
950m;
MYJV22-6/103×35
30m
MYP0.66/1.14kV3×70+1×25
1500m
MYP0.66/1.14kV3×50+1×16
2300m
MYP0.66/1.1
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- 10201 供电系统