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综掘工作面供电设计说明书
综掘工作面供电设计
一、综掘工作面供电设计说明书
305掘进工作面位于北三采区4#煤层。
轨道巷长度936.8米,设计宽度4.2米,采用一台EPJ-120型掘进机掘进;胶带巷长度971米,设计宽度5.2米,采用一台EPJ-120型掘进机掘进;尾巷长度990.2米,设计宽度4.2米,采用一台EPJ-120型掘进机掘进。
横贯采用炮掘。
305掘进工作面所有机电设备由北三采区变9504#高压开关供电,轨道巷掘进工作面的所有机电设备由一台KBSGZY-630KVA型移变供电,胶带巷、尾巷所有机电设备由一台KBSGZY-1000KVA型移变供电。
轨道巷、胶带巷及尾巷设备型号及供电情况详见《305掘进工作面供电系统图》和《305掘进工作面设备布置图》。
二、掘进工作面设备选型
根据我矿现场实际及使用经验设备选型如下:
1、掘进机
EBJ-120TP掘进机主要技术参数:
机长:
8.6米机宽:
2.1米
可掘巷道断面:
9-18m2
最大可掘高度:
3.75m最大可掘宽度:
5m
供电电压:
660V总功率:
190KW
2、可伸缩皮带机
SSJ-800/2X55皮带运输机主要技术参数:
运输能力:
400T/H电机功率:
2*55KW
带速:
2m/S带宽:
800mm
3、刮板运输机主要技术参数:
输送能力:
150T/H电机功率:
40KW
三、掘进工作面供电设备选型
1、变压器容量选择
305轨道巷设备:
EBJ-120TP掘进机功率190KW,SSJ-800/2X55皮带运输机功率110KW:
S=∑Pn*
∑Pn=P掘进机+P运输机
=190+110
=300KW
需用系数:
Kr=0.5(掘进)
平均功率因素:
cos¢=0.7(掘进)
S=∑PN*
=300*
=214KVA
根据实际条件轨道巷选用一台KBSGZY-630/10/0.69KV移动变电站供电。
305胶带巷、尾巷设备:
EBJ-120TP掘进机功率190KW胶带巷、尾巷各一台,SSJ-800/2X55皮带运输机功率110KW胶带巷、尾巷各一部:
S=∑PN*
∑Pn=P掘进机+P运输机+P刮板+P650皮带
=190*2+110*2+40*2+7.5*3
=702.5KW
需用系数:
Kr=0.5(掘进)
平均功率因素:
cos¢=0.7(掘进)
S=∑PN*
=702.5*
=502KVA
根据实际条件胶带巷选用一台KBSGZY-1000/10/0.69KV移动变电站供电。
2、采区变电所高压开关的选择
根据用电负荷额定电流选择高开
根据现有设备选用南二采区变电所的BGP9L-10Y型永磁开关,互感器变比200/5A
3、电缆选择
(1)高压电缆选择
根据用电负荷额定电流选择高压电缆,用电负荷额定电流为41A。
MYPTJ-6/10kV-3*50+3*16/3+JS高压矿用橡套电缆载流量为198A,符合要求。
(2)低压电缆选择
根据负荷情况,由两台移变分别为三条巷道的设备供电,一台KBSGZY-630/10/0.69型移变为轨道巷供电,另一台KBSGZY-1000/10/0.69型移变为胶带巷、尾巷供电。
①轨道巷:
供轨道巷掘进机电缆的选择:
MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*95+1*35型屏蔽电缆。
供轨道巷皮带主电缆的选择:
MYP-3*70+1*25屏蔽电缆的长时允许载流量为215A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*70+1*25型屏蔽电缆。
②胶带巷、尾巷:
从KBSGZY-1000/10/0.69变压器到尾巷掘进机电缆选择:
MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定电缆选用MYP-3*95+1*35屏蔽电缆。
供胶带巷掘进机电缆的选择:
MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*95+1*35型屏蔽电缆。
供尾巷皮带、40T溜子主电缆的选择:
MYP-3*70+1*25屏蔽电缆的长时允许载流量为215A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*70+1*25型屏蔽电缆。
供为尾巷80皮带主电缆的选择:
MYP-3*50+1*16屏蔽电缆的长时允许载流量为173A,考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*50+1*16型屏蔽电缆。
胶带巷主电缆选择:
MYP-3*95+1*35屏蔽电缆的长时允许载流量为260A,并考虑其机械强度,决定电缆选用MYP-3*95+1*35屏蔽电缆。
供胶带巷皮带的电缆:
考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*50+1*16型屏蔽电缆,该型电缆长时允许通过电流为173A。
胶带巷40T溜子开关电缆选取:
考虑电缆长时允许通过电流和机械强度,决定选用MYP-3*25+1*16型屏蔽电缆,该型电缆长时允许通过电流为113A。
4、供电系统详见《24305掘进工作面供电系统图》和《24305掘进工作面设备布置图》
四、短路电流计算
(一)轨道巷短路电流计算
KBSGZY-630/10/0.69变压器二次出口的短路电流Id1计算
变压器二次电压660V,取690V。
容量630KVA,系统短路容量按119.7MVA计算
系统折算电抗:
MYPTJ-6/10kV-3*50+3*16/3+JS高压矿用橡套电缆电阻、电抗,电缆长度:
0.5KM
Rga=0.416*0.5=0.208Ω
Xga=0.081*0.5=0.0405Ω
变压器电阻、电抗
Rb1=0.0018Ω
Xb1=0.0173Ω
∑R=Rg÷K2b+Rb2
=0.208÷15.22+0.0018
=0.0027Ω
∑X=(Xx+Xg)÷K2b+Xb2
=(0.9211+0.0405)÷15.22+0.0173
=0.0215Ω
Id1=
=15935A
(1)馈电开关短路电流Id11计算
胶带巷KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆的电阻、电抗,L=5M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.005=0.00115Ω
Xz=0.075*0.005=0.000375Ω
∑R=0.0027+0.00115=0.00385Ω
∑X=0.0215+0.000375=0.021875Ω
Id11=
=155441A
(2)掘进机馈电KBZ-400开关短路电流Id12计算
掘进机馈电KBZ-400开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆10M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.01=0.0023Ω
Xz=0.075*0.01=0.00075Ω
∑R=0.0027+0.0023=0.005Ω
∑X=0.0215+0.00075=0.02225Ω
Id12=
=15132A
(2)掘进机电机短路电流Id13计算
掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆870M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.87=0.2001Ω
Xz=0.075*0.87=0.06525Ω
MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗,L=100M
Ro=0.315Ω/KM
Xo=0.078Ω/KM
Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω
Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω
∑R=0.0027+0.2001+0.0315=0.2343Ω
∑X=0.0215+0.06525+0.0078=0.09455Ω
Id13=
=1366A
(4)皮带电机处短路电流Id14、Id15
KBZ-400负荷侧至接线盒之间MYP-3*70+1*25型电缆电阻、电抗,L=50M
Ro=0.315Ω/KM
Xo=0.078Ω/KM
Rz2=0.315*0.05=0.01575Ω
Xz2=0.078*0.05=0.0039Ω
皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz3=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz3=0.088*0.01=0.00088Ω
∑R=0.0027+0.01575+0.00864=0.02709Ω
∑X=0.0215+0.0039+0.00088=0.02628Ω
Id15=Id14=
=9139A
(二)胶带尾巷短路电流计算
KBSGZY-1000/10/0.69变压器二次出口的短路电流Id1计算
变压器二次电压660V,取690V。
容量1000KVA,系统短路容量按119.7MVA计算
系统折算电抗:
MYPTJ-6/10kV-3*50+3*16/3+JS高压矿用橡套电缆电阻、电抗,电缆长度:
0.82KM
Rga=0.416*0.82=0.34112Ω
Xga=0.081*0.82=0.06642Ω
变压器电阻、电抗
Rb1=0.0027Ω
Xb1=0.0194Ω
∑R=Rg÷K2b+Rb2
=0.34112÷15.22+0.0027
=0.0042Ω
∑X=(Xx+Xg)÷K2b+Xb2
=(0.9211+0.06642)÷15.22+0.0194
=0.0237Ω
Id2=
=14345A
(1)尾巷KBZ-400馈电开关短路电流Id21计算
KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆10M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.01=0.0023Ω
Xz=0.075*0.01=0.00075Ω
∑R=0.0042+0.0023=0.0065Ω
∑X=0.0237+0.00075=0.02445Ω
Id21=
=13636A
(2)尾巷掘进机电机短路电流Id22计算
掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆950M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.95=0.2185Ω
Xz=0.075*0.95=0.07125Ω
MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗,L=100M
Ro=0.315Ω/KM
Xo=0.078Ω/KM
Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω
Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω
∑R=0.0042+0.0023+0.2185+0.0315=0.2565Ω
∑X=0.0237+0.00075+0.07125+0.0078=0.1035Ω
Id22=
=1247A
(3)胶带巷KBZ-400馈电开关短路电流Id213计算
KBZ-400型馈电开关电源侧MYP-3*95+1*35型电缆100M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.1=0.023Ω
Xz=0.075*0.1=0.0075Ω
∑R=0.0042+0.023=0.0272Ω
∑X=0.0237+0.0075=0.0312Ω
Id213=
=8333A
(4)胶带巷掘进机电机短路电流Id214计算
掘进机电源侧MYP-3*95+1*35型电缆922M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.922=0.21206Ω
Xz=0.075*0.922=0.06915Ω
MYP-3*70+1*25型电缆的电阻、电抗,L=100M
Ro=0.315Ω/KM
Xo=0.078Ω/KM
Rz2=0.315*0.1=0.0315Ω
Xz2=0.078*0.1=0.0078Ω
∑R=0.0042+0.023+0.21206+0.0315=0.27076Ω
∑X=0.0237+0.0075+0.06915+0.0078=0.10815Ω
Id214=
=1183A
(5)KBZ-630型馈电开关处短路电流Id23
MYP-3*95+1*35型电缆10M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.01=0.0023Ω
Xz=0.075*0.01=0.00075Ω
Rz1=
=
=0.00115Ω
Xz1=
=
=0.000375Ω
∑R=0.0042+0.00115=0.00535Ω
∑X=0.0237+0.000375=0.024075Ω
Id23=
=13996A
(4)尾巷溜子电机处短路电流Id24
KBZ-630分路至接线盒之间MYP-3*70+1*25型电缆电阻、电抗,L=70M
Ro=0.315Ω/KM
Xo=0.078Ω/KM
Rz2=0.315*0.07=0.02205Ω
Xz2=0.078*0.07=0.00546Ω
溜子开关到接线盒MYP-3*35+1*16型电缆电阻、电抗,L=50M
Ro=0.616Ω/KM
Xo=0.084Ω/KM
Rz1=0.616*0.05=0.0308Ω
Xz1=0.084*0.05=0.0042Ω
溜子开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz3=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz3=0.088*0.01=0.00088Ω
∑R=0.0042+0.00115+0.02205+0.0308+0.00864=0.06684Ω
∑X=0.0237+0.000375+0.00546+0.0042+0.00088=0.034615Ω
Id24=
=4585A
(5)尾行皮带电机处短路电流Id25、Id26
接线盒至皮带开关MYP-3*50+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.448Ω/KM
Xo=0.081Ω/KM
Rz2=0.448*0.01=0.00448Ω
Xz2=0.081*0.01=0.00081Ω
皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω
∑R=0.0042+0.00115+0.02205+0.00448+0.00864=0.04052Ω
∑X=0.0237+0.000375+0.00546+0.00081+0.00088=0.031225Ω
Id25=Id26=
=6745A
(3)胶带巷40T溜子电机处短路电流Id27
KBZ-630负荷侧至接线盒MYP-3*95+1*35型电缆电阻、电抗L=110M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.11=0.0253Ω
Xz=0.075*0.11=0.00825Ω
接线盒至溜子开关MYP-3*35+1*16型电缆电阻、电抗L=40M
Ro=0.616Ω/KM
Xo=0.084Ω/KM
Rz=0.616*0.04=0.02464Ω
Xz=0.084*0.04=0.00336Ω
溜子开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz=0.088*0.01=0.00088Ω
∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.02464+0.00864=0.06393Ω
∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.00336+0.00088=0.036565Ω
Id27=
=4684A
(4)胶带巷650皮带电机处短路电流Id28
MYP-3*95+1*35型电缆电阻、电抗L=55M
Ro=0.230Ω/KM
Xo=0.075Ω/KM
Rz=0.230*0.055=0.01265Ω
Xz=0.075*0.055=0.004125Ω
接线盒到皮带开关MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω
皮带开关负荷侧MYP-3*16+1*10型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=1.37Ω/KM
Xo=0.09Ω/KM
Rz3=1.37*0.01=0.0137Ω
Xz3=0.09*0.01=0.0009Ω
∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.01265+0.00864+0.0137=0.06564Ω
∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.004125+0.00088+0.0009=0.03823Ω
Id28=
=4542A
(5)胶带巷80皮带电机处短路电流Id29、Id210、
接线盒至皮带开关MYP-3*50+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.448Ω/KM
Xo=0.081Ω/KM
Rz2=0.448*0.01=0.00448Ω
Xz2=0.081*0.01=0.00081Ω
皮带开关负荷侧MYP-3*25+1*16型电缆电阻、电抗,L=10M
Ro=0.864Ω/KM
Xo=0.088Ω/KM
Rz1=0.864*0.01=0.00864Ω
Xz1=0.088*0.01=0.00088Ω
∑R=0.0042+0.00115+0.0253+0.01265+0.00448+0.00864=0.05642Ω
∑X=0.0237+0.000375+0.00825+0.004125+0.00081+0.00088=0.03814Ω
Id29=Id210=
=5066A
五、低压开关及变压器的整定
(一)轨道巷低压开关及变压器的整定:
(1)皮带开关整定
Ie皮带=Pe/(
*Ue*
)
=110*103/(
*660*0.85)
=113A
a、过负荷整定
Iz14=Ie皮带=113A
b、短路整定
I/Z14=KIe=8*113=904A
灵敏度校验
Id14÷I/z14=9139÷904=10.1>1.2合格
(3)KBZ-400馈电开关的整定
I掘进机油泵及7.5KW电机=Pe/(
*Ue*
)
=62.5*103/(
*660*0.85)
=64A
I截割头=Pe/(
*Ue*
)
=120*103/(
*660*0.85)
=124A
a、过负荷整定
Iz1=∑Ie
=64+124
=188A
KBZ-400馈电开关额定电流设为202A
b、短路整定
I/z1=KIe+∑Ie
=6*124+64
=808A
取额定电流202A的4倍,取808A
用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验
Id13÷I/z1=1366÷808=1.7>1.2合格
(3)KBZ-400馈电开关的整定
a、过负荷整定
Iz1=∑Ie
=113
=113A
KBZ-400馈电开关额定电流设为115A
b、短路整定
I/z1=KIe+∑Ie
=6*113
=678A
取额定电流115的6倍,取690A
用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验
Id14÷I/z1=9139÷690=13>1.2合格
(4)KBSGZY-630/10/0.69变压器低压侧
a、过负荷整定
Iz1=∑Ie
=64+124+113
=301A
低压侧额定电流整定为310A
b、短路整定
I/z1=KIe+KX∑Ie
=6*124+64+113
=921A
取移变低压侧额定电流310A的3倍,取930A
灵敏度校验,为保护变压器,用变压器低压侧发生短路进行校验得
Id1÷I/z1=15935÷930=17>1.5合格
作为低压侧末端发生短路的后备保护,用低压侧KBZ-400馈电开关处发生两相短路电流进行校验
Id11÷I/z1=15132÷930=16.3>1.2合格
KBSGZY-630/10/0.69变压器高压侧整定
过负荷整定Iz1高压=Iz1低压÷15.2=20.4A
取高压侧额定电流为21A
短路整定I/z1高压=I/z1低压÷15.2=61.2A
取高压侧额定电流21A的3倍,为63A
(二)胶带巷尾巷低压开关及变压器器整定:
尾巷:
(1)溜子开关整定
Ie溜子=Pe/(
*Ue*
)
=40*103/(
*660*0.85)
=41A
a、过负荷整定
Iz24=Ie溜子=41A
b、短路整定
I/Z24=KIe=8*41=328A
灵敏度校验
Id24÷I/z14=4585÷328=14>1.2合格
(2)皮带开关整定
Ie皮带=Pe/(
*Ue*
)
=110*103/(
*660*0.85)
=113A
a、过负荷整定
Iz25=Iz26=Ie皮带=113A
b、短路整定
I/Z25=I/Z26=KIe=8*113=904A
灵敏度校验
Id25÷I/z25=6745÷904=7.5>1.2合格
(3)尾巷KBZ-400馈电开关的整定
I掘进机油泵及7.5KW电机=Pe/(
*Ue*
)
=62.5*103/(
*660*0.85)
=64A
I截割头=Pe/(
*Ue*
)
=120*103/(
*660*0.85)
=124A
a、过负荷整定
Iz22=∑Ie
=64+124
=188A
KBZ-400馈电开关额定电流设为202A
b、短路整定
I/z22=KIe+∑Ie
=6*124+64
=808A
取额定电流202A的4倍,取808A
用负荷侧馈电开关处发生两相短路电流进行校验
Id22÷I/z22=1247÷808=1.5>1.2合格
胶带巷:
(1)40T溜子开关整定
Ie溜子=Pe/(
*Ue*
)
=40*103/(
*660*0.85)
=41A
a、过负荷整定
Iz27=Ie溜子=41A
b、短路整定
I/Z27=KIe=8*41=328A
灵敏度校验
Id27÷I/z27=4684÷328=12.3>1.2合格
(2)650皮带开关整定
Ie650皮带=Pe/(
*Ue*
)
=3*7.5*103/(
*660*0.85)
=23A
a、过负荷整定
Iz28=Ie650皮带=23A
b、短路整定
I/Z28=KIe=8*23=184A
灵敏度校验
Id28÷I/z28=4542÷184=25>1.2合格
(3)80皮带开关整定
Ie皮带=Pe/(
*Ue*
)
=110*103/(
*660*0.85)
=113A
a、过负荷整定
Iz29=Iz210=Ie皮带=113A
b、短路整定
I/Z29=I/Z210=KIe=8*113=904A
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