掘进工作面供电设计计算书.docx
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掘进工作面供电设计计算书
11809轨顺掘进
供电计算书
编制:
▁▁▁▁▁▁▁
审核:
▁▁▁▁▁▁▁
机电科长:
▁▁▁▁▁▁▁
机电副总工程师:
▁▁▁▁▁▁▁
机电副总经理:
▁▁▁▁▁▁▁
编制单位:
***********
编制时间:
2014年12月16日
11809轨顺掘进施工供电计算书
11809轨顺掘进施工为炮掘工作面,动力及局扇均采用660V电压等级供电,动力电源来至35kV变电所10kV(原三号下井回路)到11600运顺联络巷口,此处安装一台型号为KBSGZY-630/10/0.66变压器,变压器低压侧安装两台低压馈电开关,一台供11809运顺动力电源,一台供11809轨顺低压动力电源。
双回路局扇电源分别来自中央变电所3#、12#馈电开关向11809轨顺运顺局扇供电。
风机配电点及11809轨顺动力馈电开关安装在一采二中车场硐室内。
巷道预计掘进长度为450米,用电设备总装机容量约为:
478kW(备用风机未计入)。
11809轨顺掘进施工设备负荷统计表
设备名称
安装台数
单机功率
额定电压
单机额定电流
总装功率
主局扇
1台
2×45KW
660V
50A
90KW
备局扇
1台
2×45KW
660V
50A
90KW
调度绞车
1部
40KW
660V
44A
40KW
调度绞车
3部
25KW
660V
28A
75KW
装岩机
1部
30KW
660V
33A
30KW
照明综保
1部
2KW
660V
2KW
水泵
2台
18.5KW
660V
41A
37KW
钻机
2台
22KW
660V
24A
44KW
溜子
1部
40KW
660
44A
40KW
皮带机
3部
37KW
660
41A
111KW
合计
14台(部)
478KW
一、动力回路设备选型:
1、开关选型:
(1)11809轨顺动力馈电开关选型
已知:
Ue=660VΣPe=388KW功率因数取cosΦ=0.7需用系数Kx=0.4
容量计算公式:
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ=0.4×388/(1.732×0.66×0.7)
≈194A
根据我矿现有设备选型号为KBZ-400/1140(660)馈电开关,额定电流为400A,符合要求。
式中:
Ie—总额定电流,A。
Ue—额定电压,v
cosΦ—功率因数
(2)绞车开关选型
已知:
Ue=660VΣPe=40KW单台设备功率因数取cosΦ=0.8
单台设备不计需用系数
容量计算公式:
Ie=ΣΡe/
UecosΦ
Ie=ΣΡe/
UecosΦ=40/(1.732×0.66×0.8)
≈44A
根据我矿现有设备选型号为QBZ-80/1140(660)N真空电磁启动器,额定电流为80A,符合要求。
式中:
Ie—总额定电流,A。
Ue—额定电压,v
cosΦ—功率因数
(3)皮带机开关选型
已知:
Ue=660VΣPe=37KW单台设备功率因数取cosΦ=0.8
单台设备不计需用系数
容量计算公式:
Ie=ΣΡe/
UecosΦ
Ie=ΣΡe/
UecosΦ=37/(1.732×0.66×0.8)
≈41A
根据我矿现有设备选型号为QBZ-80/1140(660)真空电磁启动器,额定电流为80A,符合要求。
式中:
Ie—总额定电流,A。
Ue—额定电压,v
cosΦ—功率因数
因我矿使用开关容量最小为80A,同理:
其他设备功率小于40KW都使用型号为QBZ-80/1140(660)容量都能满足要求。
2、电缆选型:
(1)11600运顺联络巷口变压器至馈电开关段电缆选型
已知:
Ue=660VΣPe=388KW功率因数取cosΦ=0.7需用系数Kx=0.4
容量计算公式:
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ=0.4×388/(1.732×0.66×0.6)
≈194A
查《电缆细则》70mm2橡套电缆载流量为224A大于194A。
所以选MYP-1.14/0.663×70+1×25电缆长时间载流量满足要求。
同理:
11809轨顺掘进期间主电缆选用MYP-1.14/0.663×70+1×25要求。
(2)绞车负荷电缆选型:
已知:
Ue=660VΣPe=40KW单台设备功率因数取cosΦ=0.8
单台设备不计需用系数
容量计算公式:
Ie=ΣΡe/
UecosΦ
Ie=ΣΡe/
UecosΦ=25/(1.732×0.66×0.8)
≈41A
查《电缆细则》16mm2橡套电缆载流量为84A大于28A。
所以选MYP-1.14/0.663×35+1×25电缆长时间载流量满足要求。
(3)皮带机负荷电缆选型
已知:
Ue=660VΣPe=37KW单台设备功率因数取cosΦ=0.8
单台设备不计需用系数
容量计算公式:
Ie=ΣΡe/
UecosΦ
Ie=ΣΡe/
UecosΦ=37/(1.732×0.66×0.8)
≈41A
查《电缆细则》16mm2橡套电缆载流量为84A大于41A。
所以选MYP-1.14/0.663×16+1×10电缆长时间载流量满足要求。
同理:
11809轨顺掘进期间其他设备功率小于或等于40KW都使用型号为MYP-1.14/0.663×16+1×10载流量都能满足要求。
橡套电缆满足机械强度的最小电缆截面(表一)
用电设备名称
最小电缆截面mm2
用电设备名称
最小电缆截面mm2
装岩机
16
照明综保
6
调度绞车
16
运输
16
皮带机
16
水泵
16
二、设备容量校验:
1、11809轨顺新安装变压器容量校验:
(1)11809轨顺动力容量统计
ΣΡe(11809轨)=388KWcos=0.7
Kx=0.286+0.714×Ps/∑Pe
=0.286+0.714×40/388=0.36
S1=0.36×388kW÷0.7≈199.5kVA
式中Kx—需用系统
Ps—系统中电器设备单台最大功率
∑Pe—系统中电器设备总功率
S1—系统总视在功率
因11600运顺联络巷口新安装动力变压器型号为KBSGZY-630/0.69,容量为630kVA大于199.5kVA,所以11600运顺联络巷口安装变压器供11809轨顺及11611轨顺动力电源容量满足要求。
三、根据电压降校验电缆截面
1、计算11600运顺联络巷口处变压器的电压损失
:
取变压器负荷的加权平均功率因数为0.6,则变压器
的电压损失为:
ΔUb=Ue2·β·(UR%cosΦ+UX%sinΦ)/100
已知:
Ue2=690Vβ=199.5/630=0.32cosΦ=0.7
sinΦ=0.714UR%=0.7UX%=6.46
ΔUb=690×0.32×(0.7×0.7+6.46×0.714)/100≈11.2V
式中ΔUb—变压器压降,v
β—变压器负荷比
UR%—变压器阻抗率
UX%—变压器感抗率
2.计算11600运顺联络巷口至11609轨顺皮带机头段电缆电压损失
根据电缆选型选用3×70mm2电缆,ΣΡe为388KW,L1=0.4Km
已知:
Ue=0.69KVΣΡe=388kWL1=0.4KmcosΦ=0.7,tgΦ=1.02,
Ρe=40KW。
Kx=0.286+0.714×Ρs/ΣΡe=0.286+0.714×(40÷388)=0.36
ΔUL1=Kx·ΣΡe·L(Ro+XotgΦ)/Ue
=0.36×388×0.4×(0.315+0.078×1.02)/0.69
≈31.9v
式中ΔUL1—线路压降损失
Ro—电缆电阻
Xo—电缆电抗
其于同上
3、从11609轨顺皮带机头至11809轨顺切眼口段电缆电压损失为:
ΣΡe为114KW,L1=0.34Km
已知:
Ue=0.69KVΣΡe=114kWL1=0.4KmcosΦ=0.7,tgΦ=1.02,
Ρe=40KW。
Kx=0.286+0.714×Ρs/ΣΡe=0.286+0.714×(40÷114)=0.53
ΔUL2=Kx·ΣΡe·L(Ro+XotgΦ)/Ue
=0.53×114×0.4×(0.315+0.078×1.02)/0.69
≈13.8v
式中ΔUL2—线路压降损失,Ro—电缆电阻,Xo—电缆电抗
其于同上
从11600运顺联络巷口至11809轨顺装岩机开关总电压损失为:
ΔU=ΔUb+ΔUL1+ΔUL2+=11.2+31.9+13.8+=56.9V
此供电系统为660v电压等级,允许电压降为63v,因11809轨顺掘进期间总电压损失为56.9v小于63v,所以线路压降能满足要求。
四、短路电流计算:
1、馈电开关电源侧短路电流Id1
(2)计算
Ue=690V变压器容量630kVA电缆Lg=380Km
查表得Id1
(2)=2363A
2、装岩机开关处短路电流Id2
(2)计算
Ue=690V变压器容量630kVA电缆Lg=0.95Km
查表得Id2
(2)=1061A
3、装岩机电机处短路电流Id3
(2)计算
Ue=690V变压器容量630kVA电缆Lg=1.29Km
查表得Id3
(2)=779A
五、11809轨顺掘进期间保护整定计算
1、高防开关保护整定值计算
工作电流:
根据:
Ie=Kr×ΣΡe/
UecosΦ
∑Ρe=∑P(11809轨顺)=388Kw
已知:
Ue=10000V功率因数取cosΦ=0.6Ρe=40+40=80KW
掘进轨顺需用系数为Kx=0.4
容量计算公式:
Ie=Kr×ΣΡe/
UecosΦ
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ=0.4×388/(1.732×10×0.6)≈14.9A(取15A)
过载保护整定为:
IZ=1.2×15=18A
过流保护整定为:
IGL=Ρe×8/
UecosΦ+Ie=80×8÷1.732÷10÷0.8+15=62A
速断保护整定为:
IDL=1.2×IGL=1.2×62=74.4A(取75A)
2、移变高、低压侧保护整定计算:
(1)高压侧:
根据:
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ
∑Ρe=∑P(11809轨顺)=388kW
Ue=10000V功率因数取cosΦ=0.6掘进轨顺需用系数Kx=0.4
Ie=0.4×388/(1.732×10×0.6)≈14.9A(取15A)
过流保护整定为:
IGL=1.2×Ie=18A
速断保护整定为:
IDL=Ρe×8/
UecosΦ+Ie=80×8÷1.732÷10÷0.8+15=62A1.2×IGL=1.2×62=74.4A(取75A)
(2)低压侧:
∑Ρe=∑P(11809轨顺)=388kW
Ue=660V功率因数取cosΦ=0.6掘进轨顺需用系数Kx=0.4
Ie=Kr×ΣΡe/
UecosΦ=0.4×388÷(1.732×0.66×0.6)=226.2A(取227A)
过流保护整定为:
IZ=1.2×Ie=1.2×227=272.4A(取273A)
短路保护整定为:
根据公式:
IZ≥IQZ+KX∑Ie
=88×7+227=843A(取1240A)
(所带负荷最大功率为11809轨顺40kW绞车及溜子40kW,额定电流88A,其他负荷共计额定电流为227A。
灵敏度系数校验:
Ks=Id1
(2)/IZ1=2363/1240=1.9>1.5满足要求。
3、动力馈电开关保护整定值计算
已知:
ΣΡe=388kW,Ρe=40kW需用系数Kx=0.4cosΦ=0.7
Ie=Kx×ΣΡe/
UecosΦ
=0.4×388÷(1.732×0.66×0.7)
=194A(取194A)
IZ=194A
保护电缆最长线长度710m,电缆截面70mm2,动力移变为630kVA查表两相短路电流为Id22=1061。
IDL=IQe+IZ
IQe=8×Ρe/
UecosΦ=8×40÷1.732÷0.66÷0.8=349.9(取350A)
IDL=350+194=544(A)
灵敏度系数校验:
Id22/IZ≥1.5=1061÷544=1.95>1.5满足灵敏度要求.
4、皮带机开关整定计算:
Pe=37KWUe=660VcosΦ=0.8
IZ=37÷(1.732×0.66×0.8)=41A
Idl=37÷(1.732×0.66×0.8)×8=328A
5、40Kw绞车开关保护整定计算:
Pe=40KWUe=660VcosΦ=0.8
IZ=40÷(1.732×0.66×0.8)=44A
Idl=40÷(1.732×0.66×0.8)×8=352A
6、风机开保护整定计算:
Pe=45KWUe=660VcosΦ=0.8
IZ=45÷(1.732×0.66×0.8)=50A
Idl=45÷(1.732×0.66×0.8)×8=400A
7、37kW水泵用开关保护整定计算:
Pe=37KWUe=660VcosΦ=0.8
IZ=37÷(1.732×0.66×0.8)=41A
Idl=37÷(1.732×0.66×0.8)×8=328A.
8、30kW装岩机用开关保护整定计算:
Pe=30KWUe=660VcosΦ=0.8
IZ=30÷(1.732×0.66×0.8)=33A
Idl=30÷(1.732×0.66×0.8)×8=264A.
因装岩机电机为用电器最远端负荷,校验装岩机开关保护装岩机电机两相短路灵敏系数。
灵敏度系数校验:
Id22/IZ≥1.5=779÷264=2.95>1.5满足灵敏度要求.
整定计算表(附表二)
序号
设备名称
规格型号
所带负荷(kW)
过流整定(A)
短路整定(A)
备注
1
馈电开关
KBZ-400
388
194
544
2
皮带机开关
QBZ-80
37
41
328
3
绞车开关
QBZ-80N
40
44
352
4
装岩机开关
QBZ-80
30
33
264
5
溜子开关
QBZ-80
40
44
352
6
水泵开关
QBZ-80
37
41
328
7
钻机开关
QBZ-80
22
24
192
综合以上计算,11809轨顺低压动力电源在11600运顺联络巷口安装一台型号为KBSGZY630-10/0.69变压器通过计算均合理。
说明:
1、主要参照资料:
(1)、《煤矿电工手册》煤炭工业出版社出版
(2)、《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定》煤炭工业部制定(一九八八年版)
(3)、《煤矿井下电缆安装、运行、维护、管理工作细则,煤炭工业部制定(一九八八年版)
2、如实际安装设备与本设计不符,应参照本设计重新进行计算、校验、整定。
机电科
2014年12月16日
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