12108機采工作麵供電設計說明書

　　東大煤礦

　　12108機采工作麵供電設計說明書

　　東大煤礦機電科

　　2011年9月28日 1.工作麵負荷統計：

　　序號 設備名稱 設備台數 單台設備電機數量(台) 電動機技術參數

　　Pe(kW) Ue(V)

　　1 采煤機MG150/345 1 2 150 1140

　　1 45

　　2 工作麵運輸機SGB630/220 1 2 110 1140

　　3 乳化泵BRW125/31.5 2 1 75 1140

　　4 溜子SGB630/40T 1 2 40 660

　　5 皮帶機DTL100//63/2*75 1 2 75 660

　　6 皮帶機DSJ-800 1 1 37 660

　　7 皮帶張緊絞車JZH-4 1 1 4 660

　　8 無極繩絞車JWB55BJ 1 1 55 660

　　2.變壓器選擇

　　2.1確定變壓器類型及台數

　　根據負荷統計情況及工作麵的設備分布情況，結合現有設備，擬在西翼采區變配電點設一台二次側電壓為660V的移動變電站，為A配電點;在12108軌道巷門口設一台二次側電壓為1140V的移動變電站，為B配電點，分別給工作麵設備和運輸巷設備供電。

　　2.2計算容量及選擇移動變電站

　　按需用係數法計算變壓器容量

　　2.2.1　西翼采區變配電點第一台移變確定(編號B01)

　　根據公式，計算變壓器容量：

　　SB.j=

　　式中：-需用率

　　式中：-參加計算的所有用電設備額定功率(不包括備用)之和(kW)

　　=752+37+402+55=322kW

　　Pmax-最大電機的額定功率(kW)，轉載機電機最大752=150kW

　　-聯接到變壓器的用電設備的總額定容量(kW)

　　=752+37+402+55+4=326kW

　　-電動機的加權平均功率因素，一般可以取0.8-0.9。這裏取0.85

　　根據計算，查礦用隔爆型移動變電站數據表，選擇一台KSGZY-400/10的移變，根據公式：

　　SB.eSB.j

　　式中: SB.e-變壓器的額定容量(kVA)

　　故能滿足要求.

　　計算移變繞阻電壓損失(V)：

　　UB=

　　式中：變壓器的二次側負荷電流IB

　　式中：KfB-變壓器的負荷率

　　I2e -變壓器二次側額定電流(A)

　　查表得 每相阻抗為0.009

　　每相電抗為0.0532

　　2.2.2所選變壓器參數表

　　型號 容量 一次

　　側電壓

　　(V) 二次

　　側電壓

　　(V) 一次

　　側電流

　　(A) 二次

　　側電流

　　(A) 阻抗電

　　壓百分數

　　(%) 每相

　　電阻

　　(Ω) 每相

　　電抗

　　(Ω)

　　KSGZY 400 10000 690 38.5 333.28 4 0.009 0.0532

　　2.3計算容量及選擇移動變電站

　　按需用係數法計算變壓器容量

　　2.3.1　西翼采區變配電點第二台移變確定(編號B02)

　　根據公式，計算變壓器容量：

　　式中：-需用率

　　Pmax-最大電機的額定功率(kW)，采煤機電機最大345kW

　　-聯接到變壓器的用電設備的總額定容量(kW)

　　-電動機的加權平均功率因素，一般可以取0.8-0.9.這裏取0.85

　　根據計算，查礦用隔爆型移動變電站數據表，選擇一台KBSGZY2-T-800/1.2的移動變電站，根據公式：

　　SB.eSB.j

　　式中: SB.e-變壓器的額定容量(kVA)

　　故能滿足要求.

　　計算移變繞阻電壓損失(V)：

　　UB=

　　式中：變壓器的二次側負荷電流IB

　　式中：KfB-變壓器的負荷率

　　I2e -變壓器二次側額定電流(A)

　　查表 變壓器繞組阻抗RB=0.0135

　　變壓器繞組電抗XB=0.1072

　　2.3.2所選變壓器參數表

　　型號 容量 一次

　　側電壓

　　(V) 二次

　　側電壓

　　(V) 一次

　　側電流

　　(A) 二次

　　側電流

　　(A) 阻抗電

　　壓百分數

　　(%) 每相

　　電阻

　　(Ω) 每相

　　電抗

　　(Ω)

　　KBSGZY 800 10000 1200 77 384.90 5.5 0.0135 0.1072

　　3.電纜的選擇

　　3.1電纜型號的確定及走向

　　根據采區供電電壓等級，工作條件，敷設以及電纜型號選擇原則等要求，該工作麵電纜型號確定如下：

　　3.1.1確定從井下中央變電所至西翼采區變配電點采用一路MYPTJ-3*50型10kV移動金屬屏蔽監視型橡套軟電纜;

　　3.1.2從A變配電點向膠帶運輸機、中運溜子、無極繩絞車等設備供電，采用MYP型0.69kV阻燃橡套電纜;

　　3.1.3　從B變配電點向采煤機、刮板運輸機、乳化泵等移動設備供電，采用MYP、MCP型1.4kV屏蔽電纜。

　　3.2電纜長度的確定

　　3.2.1采煤機電纜長度確定：

　　式中：-巷道實際長度(m)， =1320m

　　-電纜敷設時對橡套電纜要求的係數，一般取1.1

　　-電纜長度(m)

　　3.2.2具體電纜長度如下表：

　　序號 名稱 電纜型號 電纜長度 備注

　　煤機電纜 MCP3×70+1×16+4×6 1452m

　　麵溜電纜 MYP3×70+1×25 1460m

　　乳化泵電纜 MYP3×25+1×16 15m

　　無極繩絞車電纜 MYP3×35+1×16 146m

　　2×75KW皮帶 MYP3×70+1×25 60m

　　37KW皮帶 MYP3×35+1×16 960m

　　中運溜子 MYP3×70+1×25 1220m

　　3.3電纜截麵的確定

　　3.3.1高壓電纜選擇

　　電纜截麵的確定

　　1、按持續允許電流選擇電纜截麵

　　總視在功率：

　　式中：ΣPN-設備最大同時工作的電動機總功率，kW

　　ΣPN=326+715=1041kW

　　供電線路額定電壓(kV)：10

　　計算電流為：

　　根據IN查表選擇電纜截麵為：A=50 mm2

　　2、按經濟電流密度選擇電纜截麵

　　同時工作的電纜根數：n=1

　　電力電纜經濟電流密度：j=2.5A/mm2

　　計算所得電纜截麵為：

　　n-不考慮電纜損壞時，同時工作電纜的根數，1根

　　j-經濟電流密度(A/mm2)，取2.5

　　3、按電纜短路時熱穩定選擇電纜截麵：

　　高壓供電線路平均電壓：Up=10.2kV

　　西區變電所母線的短路容量：Sd=50.0 MVA

　　三相最大穩態短路電流為：

　　短路電流作用假想時間：tf=0.25秒

　　熱穩定係數：C=93.4

　　計算所得電纜截麵為：

　　4、根據計算所得的最大截麵選擇電纜參數

　　高壓電纜型號：MYPTJ-3×50-2185m

　　截麵：A=50mm2

　　長時載流量：IY=160A

　　5、高壓電纜電壓損失校驗

　　平均功率因數：cosφ=0.85

　　有功功率：P=S×cosφ=1041×0.85=885kW

　　高壓電纜長度：L=2.185km

　　計算高壓電纜損失百分數Δu%為：

　　滿足電壓損失要求

　　3.3.2低壓電纜截麵的確定

　　1、A配電點到第一台皮帶機段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.8

　　=150+37=187kW

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵：

　　礦用電纜型號：MY-3×70+1×25-60m

　　AG01=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於660V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長度：60m

　　Pe-第二台皮帶處裝機容量：150kW

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，70mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　2、第一台皮帶到第二台皮帶段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.8

　　=37kW

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵：

　　礦用電纜型號：MY-3×35+1×16-960m

　　AG01=35mm2

　　電纜允許載流量為：IY=138A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於660V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長度：960m

　　Pe-第二台皮帶處裝機容量：37kW

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，35mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　2、A配電點到中運溜子段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.7

　　=80kW

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵：

　　礦用電纜型號：MY-3×70+1×25-1220m

　　AG02=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　每公裏電阻：R0=0.258Ω/km

　　每公裏電抗：X0=0.0612Ω/km

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於660V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長度：1220m

　　、-乳化液泵站處裝機容量、工作麵機頭回柱機電機容量：142kW，17kW

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，70mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　3、A配電點到無極繩絞車段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：kx-需用率，取0.65

　　=55kW

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵：

　　礦用電纜型號：MY-3×25+1×16-146m

　　AG03=25mm2

　　電纜允許載流量為：IY=113A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於660V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=13.5V

　　電纜電壓損失：

　　式中：=55kW

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，25mm2

　　故滿足電壓損失要求

　　4、B配電點至乳化泵電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：乳化泵電機功率：=75kW

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵：

　　礦用屏蔽電纜型號：MYP-3×25+1×16-15m

　　AZ01=25mm2

　　電纜允許載流量為：IY=113A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於1140V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=33V

　　電纜電壓損失：

　　故滿足電壓損失要求

　　5、B配電點到采煤機段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：采煤機總功率：=345kW

　　采煤機效率：=0.94

　　按長時允許負荷選擇電纜主截麵， MYCP-3×70+1×16-1452m

　　AZ02=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於1140V電網，其允許損失為：

　　電纜電壓損失：

　　式中：-負荷率，取0.8

　　-電纜長度：1452m

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，70mm2

　　-效率，0.94

　　故滿足電壓損失要求

　　6、B配電點到刮板運輸機段電纜截麵的確定：

　　計算該段電纜實際流過的負荷電流：

　　式中：工作麵刮板運輸機電機功率：=2×55 kW

　　工作麵刮板運輸機效率：=0.93

　　按長時允許負荷選擇主電纜截麵：

　　礦用電纜型號：MYP-3×70+1×25-1460m

　　AZ=70mm2

　　電纜允許載流量為：IY=215A

　　以允許電壓損失校驗電纜，對於1140V電網，其允許損失為：

　　變壓器電壓損失：=33V

　　電纜電壓損失：

　　式中：-電纜長度：1460

　　Pe’-工作麵刮板運輸機機尾電機功率：220kW

　　-電導率，銅：42.5m/Ω-mm

　　-電纜截麵，70mm2

　　-效率，0.93

　　故滿足電壓損失要求

　　3.4采區低壓電器選擇

　　3.4.1計算各點的短路電流

　　計算1#變壓器出口端的短路電流

　　式中：-變壓器二次側電壓，690V

　　Xx =0.0095

　　10Kv電纜的電阻、電抗：

　　Lg=2.185km

　　Rg=0.588*2.185=1.28

　　Xg=0.078*2.185=0.17

　　Rb=0.009

　　Xb=0.0532

　　R=1.28/9.132+0.009=0.024

　　X=0.0095+0.17/14.52+0.0532=0.0635

　　其餘各點的短路電流計算省略，其值見下表：

　　短路點 電纜長度(m) (A)

　　d1 0 5476

　　d2 60 4104

　　d3 960 1075

　　d4 1220 1944

　　d5 146 2516

　　d6 1252 3024

　　d7 1255 3663

　　3.4.2高低壓開關的選擇

　　根據計算負荷的電流，選擇及整定低壓開關見下表：

　　開關型號 額定電壓

　　(V) 選擇開關

　　額定電流(A) 過載整定(A) 開關用途 備注

　　KBZ9-400 1140 400 260 煤機總控

　　KBZ9-400 1140 400 180 麵溜總控

　　KBZ9-200 1140 200 60 乳化泵總控

　　KBZ9-400 660 400 220 皮帶總控

　　KBZ9-200 660 200 180 一部皮帶總控

　　KBZ9-200 660 200 100 溜子總控

　　KBZ9-200 660 200 80 軌道巷總控

　　QJR-400 1140 400 240 煤機軟起

　　QJR-300 1140 300 165 麵溜軟起

　　QBZ-200 1140 200 55 1#乳化泵起動器

　　QBZ-200 1140 200 55 1#乳化泵起動器

　　QJR-300 660 300 170 一部皮帶軟起動器

　　QBZ-30N 660 30 4.6 張緊絞車開關 可逆

　　QBZ-120 660 120 42 二部皮帶起動器

　　QBZ-120 660 120 90 溜子起動器 可逆

　　QBZ-80N 660 80 60 無極繩絞車開關 可逆

　　3.5高壓配電裝置的整定校驗

　　3.5.1　GK01高壓開關的整定

　　計算通過該高壓開關的電流：

　　式中：SB01-該台變壓器帶負荷的視在功率，260.6kVA

　　該高壓開關櫃采用微電腦控製高壓饋電綜合保護器，根據實際通過該開關的電流值進行整定。

　　額定電流：50A

　　過載：IGK01=0.3倍(20A)

　　短路：IGK01=6倍(120A)

　　靈敏度校驗：

　　式中：變壓器變壓比：KB=10000/690=14.5

　　-變壓器低壓側母線上的最小兩相短路電流：5476A

　　3.5.2　GK02高壓開關的整定

　　計算通過該高壓開關的電流：

　　式中：SB02-該台變壓器帶負荷的視在功率，580kVA

　　該高壓開關櫃采用型微電腦控製高壓饋電綜合保護器，根據實際通過該開關的電流值進行整定。

　　額定電流：50A

　　過載：IGK02=0.8倍(40A)

　　短路：IGK02=6倍(240A)

　　靈敏度校驗：

　　式中：KB-變壓器變壓比：KB=10000/1200=8.3

　　-下一級保護範圍末端的最小兩相短路電流：6295A

　　高壓開關整定值，見下表：

　　開關編號 開關型號 整定值 靈敏度校驗

　　GK01 PBG1-50/10 過載：0.3倍(20A)

　　短路： 6倍(120A) 3.147>1.5

　　GK02 PBG1-50/10 過載：0.8倍(40A)

　　短路：6倍(240A) 3.16>1.5

　　4.　工作麵保護接地措施

　　4.1井下保護接地裝置的裝設原則

　　1、36V以上的由於絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、架構等，都必須有保護接地裝置。高壓電纜、橡套電纜的接地芯線等均須接地。

　　2、所有需要接地的電氣設備，均應通過其專用的連接導線直接與接地網相連接，禁止將幾台設備串聯接地，也禁止將幾個接地部分串聯。

　　3、所有必須接地的設備和局部接地裝置，都應同井下接地極接地一個總接地網。

　　4、每個裝有電氣設備的硐室和配電點應設置輔助接地母線。

　　5、每個單獨裝設的高壓電氣設備設置1個局部接地極。

　　6、電纜的接地芯線，除用作監測接地回路外，不能兼作其它用途。

　　7、輔助接地極與主接地極相距5米以上。

　　4.2保護接地裝置的安裝地點和要求

　　1、A、B兩個工作麵配電點，皮帶機硐室以及高壓連接器各裝設1組局部接地極，同一地點有3台電氣設備及其以上集中安裝1組局部接地極。

　　2、接地網上任一保護接地點的接地電阻不得超過2歐。

　　3、所有電氣設備的保護接地裝置和局部接地裝置，應與主接地極連接成1個總接地網。

　　4、局部接地極組成部件的材質和幾何參數不得低於<<煤礦安全規程>>第四百八十六條的要求。禁止采用鋁導體作為接地極、接地母線、接地導線和連接導線。

　　4.3保護接地裝置的安裝和接地

　　1、安裝主接地極時，應保護接地母線和主接地極連接處不承受較大拉力，並應有便於取出主接地極進行檢查的牽引裝置，接地母線和主接地極采用焊接連接。

　　2、局部接地極應平放於水溝深處，鑽眼鋼管必須垂直埋於潮濕的地下，地下部分不小於1.5m，地表部分應留有100m以上的焊接長度。

　　3、接地導線與接地母線的連接最好也用焊接。

　　4、固定電氣設備與連接導線采用螺栓連接。

　　5、電纜接線盒的接地，應將接線盒 上的接地螺栓直接用接地導線與局部接地極相連。

　　6、保護接地裝置所使用的鋼材應鍍鋅或采取其他防蝕措施。

　　5.防火措施

　　1、配電硐室、皮帶硐室、各配電點必須用耐火材料建築，硐室出口附近5米以內的巷道支架應用耐火材料支護。

　　2、為了通風良好，在硐室內最高溫度不得超過附近巷道中溫度的5℃。

　　3、硐室內應設有砂箱1個、消防鏟2把，砂袋不少於1.5立方米及幹式滅火器材2具。