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煤礦綜采工作麵供電設計

作者:池琛 2017-03-19 09:59 來源:池琛

ZF205工作麵供電設計

一、總論

    1、設計依據

ZF205工作麵是蔣家河礦井二采區第五套綜放工作麵,其工作麵供電依據為2016版新修訂《煤礦安全01manbetx 》、煤礦井下三大保護細則》、《礦井供電》、《煤礦工業設計規範》煤礦井下供電設計技術規範》和《陝西省彬縣煤炭有限責任公司   蔣家河煤礦初步設計》修訂版說明書、《蔣家河煤礦ZF205工作麵開采設計》、《蔣家河煤礦ZF205工作麵供排水設計》、《蔣家河煤礦ZF205工作麵設備選型》的要求,設計部分公式來自《煤礦井下供電設計指導叢書》。

    2、設計指導思想

以集團公司、煤業公司下發的關於《蔣家河煤礦各項指標、若幹考評意見》為本設計指導思想,堅持以經濟效益為中心,依靠科技進步,本著高起點、新機製、投資少、效率高的原則,采用先進設備、先進工藝、先進技術,將優化供電方案、降低設備損耗、提高供電功率因數,建成高效化礦井。

    3、設計內容

序號

設計內容

具體參數

1

移動變電站

數量、型號、長度等

2

饋電開關

3

啟動器

4

高壓、低壓電纜

5

開關整定

過流、過載、保護

    4、設計要求

    4.1、設計要符合煤礦安全01manbetx 、煤礦工業設計01manbetx 、煤礦井下供電設計技術規定。

    4.2、設計遵循煤炭工業建設的方針政策,在保證供電安全可靠的基礎上進行技術經濟比較,選用最佳方案。

    4.3、設備選型時,應采用定型的成套設備,盡量采用新技術、新產品,積極采取措施減少電能損耗,節約能源。

    4.4、設計質量要確保技術的先進性、經濟合理性、安全適應性。

    5、工作麵概況

5.1、ZF205工作麵位於二采區三條大巷的北側,南端為二采區三條大巷護巷煤柱,西側為二采區未采實煤體,東側為ZF203工作麵采空區,北鄰礦井邊界保護煤柱。

5.2、ZF205工作麵布置兩條巷道,分別為運輸順槽、回風順槽;兩順槽方位角均為345°,兩條巷道均布置在4#煤層中。工作麵走向長1524m,傾斜長151m,留設大巷保護煤柱100m,可采走向長1420m,回采麵積為1420*151=214420m²。

5.3、ZF205工作麵巷道布置為“一進一回”U型布置,如下圖所示:

     圖:1-1

二、采區工作麵供電對電能的要求

    1、電壓允許偏差

    電壓偏差計算公式如下:

    電壓偏差=×100%

   《電能質量供電電壓允許偏差》(GB 12325—90)規定電力係統在正常運行條件下,用戶受電端供電電壓允許偏差值為:

    1.1、35KV及以上供電和對電壓有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%—-5%;

    1.2、10KV及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的+7%—-7%;

    1.3、低壓照明用戶為+5%—-10%。

    2、三相電壓不平衡

    根據《電能質量三相電壓允許不平衡度》規定:電力係統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%,短時間不得超過4%。在采區變電所供電情況下,交流額定頻率為50HZ電力係統正常運行方式下由於負序分量而引起的pcc點連接點的電壓不平衡度能滿足規定要求。

    3、電網頻率

   《電能質量電力係統頻率允許偏差》(GB/T 15543—1995)中規定:電力係統頻率偏差允許值為0.2HZ,當係統容量較小時,偏差值可放寬到+5% HZ—-5% HZ,標準中沒有說明容量大小的界限的電網容量在300萬KW以上者為0.2HZ;電網容量在300萬KW以下者為0.5HZ。

    4、波形

    正常情況下,要求電力係統的供電電壓(或電流)的波形為正弦波,在電能的輸送和分配過程中不應該使波形產生畸變,還應注意負荷中諧波源(裝整流裝置等)的影響,必要時采取一定措施消除諧波的影響。

三、費用和環境要求

采區變電所要便於對硐室的擴大和設備的增加,同時便於體積較大的變壓器等設備直接通過運輸上山運到采區變電所硐室減少運輸設備的費用。在滿足費用要求的同時還要滿足頂板堅固,無淋水且通風良好,保證變電所硐室內的溫度不超過附近巷道5℃。

根據采區巷道布置,要使采區變電所能順利的通過運輸平巷向整個采區的負荷中心(采煤工作麵)進行供電。在回風上山和運輸上山聯絡巷處,低壓供電距離合理,並且不必移動采區變電所就能對采區的采煤、掘進及回采等進行供電。所以把采區變電所布置在回風上山和運輸上山聯絡巷處。

四、擬定采區供電係統的原則

1、采區高壓供電係統的擬定原則

1.1、供綜采工作麵的采區變(配)電所一般由兩回路電源線進行供電,除綜采外,每個采區應為一回路;

1.2、雙電源進線的采區變電所,應設置電源進線開關;

1.3、采區變電所的高壓饋出線宜用專用的開關櫃。

2、采區低壓供電係統的擬定原則

2.1、在保證供電安全可靠的前提下,力求所用的設備最省;

2.2、原則上一台啟動器隻能控製一台設備;

2.3、當采區變電所動力變壓器超過一台時,應合理分配變壓器負荷;

2.4、變壓器最好不要並聯運行;

2.5、從變電所向各配電點或配電點到用電設備采用輻射式供電,上山及順槽運輸機采用幹線式供電;

2.6、工作點配電點最大容量電動機的啟動器應靠近配電點進線;

2.7、供電係統應盡量避免回頭供電;

2.8、瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進工作麵的局部通風機組都應實行三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電;

2.9、局部通風機和掘進工作麵中的

電氣設備必須裝有風電閉鎖裝置。在瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中的所有掘進工作麵應裝設兩閉鎖(風電閉鎖、瓦斯電閉鎖)實施。

工作麵供電係統方式的擬定以及移動配電點位置確定

1、負荷統計

設備名稱

設備型號

數量

單位

負荷(KW)

電壓(V)

輸送能力

備注

采煤機

MG300/700-WD

1

700

1140

 

 

前刮板機

SGZ764/630

1

630

1140

 

 

後刮板機

SGZ764/630

1

630

1140

 

 

轉載機

SZZ800/315

1

315

1140

1800T/h

 

破碎機

PLM200

1

200

1140

———

破碎能力2000T/h

1#乳化泵

BRW400/31.5

1

250

1140

———

 

2#乳化泵

BRW400/31.5

1

250

1140

———

 

3#乳化泵

BRW400/31.5

1

250

1140

———

 

4#乳化泵

BRW400/31.5

1

250

1140

———

 

皮帶機

DSJ1000/120/3×315

1

945

1140

———

 

皮帶機張緊卷帶、集控信號

———

1

50

660

———

 

調度絞車

JD-1.0(11.4)

3

34.2

660

———

 

調度絞車

JD-1.6(25)

3

75

660

———

 

調度絞車

JD-2.5(40)

3

120

660

———

 

回柱絞車

SDJ-32(55)

1

55

660

———

 

回柱絞車

JSDB-19(45)

1

45

660

———

 

回柱絞車

JSDB-19(37)

1

37

660

———

 

礦用潛水排沙電泵

QBS50-30/18.5KW

3

55.5

660

———

 

礦用潛水排沙電泵

QBW50-30/7.5KW  

2

15

660

———

 

礦用潛水排沙電泵

QBS60-50/37KW

1

37

660

———

 

礦用潛水排沙電泵

QBS120-60/55KW

3

55

660

———

 

無極繩絞車

SQ-120/132B

1

132

660

———

 

綜保           (信號集中控製)

ZBZ-10

3

30

660

 

 

綜保(照明)

ZBZ-4.0

2

8

660

———

 

綜保(語音聯絡)

ZBZ-4.0

1

4

660

 

 

回順備用電源

———

500

660

———

防滅火設備、防湧水設備等

運輸備用電源

———

500

660

———

負荷總計:

6161.7

    2、供電係統擬定

2.1運輸順槽

從二采區變電所號高壓開關(PBG-300Y型)引一趟MYPTJ-3×95高壓電纜供運輸順槽側設備電源。

供電電纜敷設線路:采區變電所 —— 軌道大巷 —— 205運輸順槽聯絡巷 —— 205運輸順槽 —— 205運輸順槽移動配電點

負荷側有:采煤機、刮板機、後刮板機、轉載機、破碎機、乳化泵、皮帶機、絞車、水泵、綜保(信號、照明)、檢測監控、備用電源。

2.2回風順槽

從二采區變電所  號高壓開關(PBG-50Y型)引一趟MYPTJ-3×95高壓電纜供回風順槽設備電源。

供電電纜敷設線路:采區變電所 —— 軌道大巷 —— 205回風順槽聯絡巷 —— 205回風順槽移動配電點

負荷側有:無極繩絞車、聯絡巷絞車、水泵、綜保(信號、照明)、檢測監控、備用電源。

    3、供電方式擬定

3.1、運輸順槽

根據我礦實際生產經驗以及工作麵的具體情況,將向工作麵供電的移動變電站配電點設在距離工作麵500米處運輸順槽內,下電源供電電壓均為1140V。

移動變電站配電由兩台分別為1#、2#移變供電,下電源負荷側:采煤機、前刮板機、後刮板機、轉載機、破碎機、乳化泵、信號綜保、照明綜保。

皮帶機及巷道內其它固定設備的電源,由移動配電站點供電,位置設在距離皮帶機頭較近位置或運輸順槽聯絡巷內,皮帶機供電電壓1140V,其它設備電源供電電壓660V。

移動變電站配電由兩台分別為3#、4#移變供電,下電源負荷側:皮帶機、絞車類、水泵類、信號綜保、照明綜保、基站檢測監控檢修電源。

3.2、回風順槽

由於回風順槽內風流潮濕等諸多因素,移動變電站配電點設在回風順槽聯絡巷內,設備電源供電電壓660V。

移動變電站配電由一台5#移變供電,下電源供電側:無極繩、絞車(聯絡巷)、水泵類、信號綜保、照明綜保、基站檢測監控檢修電源。

六、工作麵負荷的計算及變壓器容量、台數確定

1、變壓器選擇注意事項

變壓器是供電係統中的主要電氣設備,對供電的可靠性、安全性和經濟性有著重要意義。如果變壓器容量選擇過大,不僅使設備投資費用增加,而且變壓器的空載損耗也將過大,促使供電係統中的功率因數減小;如果變壓器容量選擇過小,在長期過負荷運行情況下,銅損耗將增大,使線圈過熱而老化,縮短變壓器壽命。既不安全又不經濟。

2、台數的確定

采區變電所變壓器在一般情況下是按計算容量選設,不留備用量。其原因是為了盡力減少變電所硐室開拓量,降低供電成本。但是,若采區變電所的供電負荷中有一級負荷(如采區內分區水泵等)時,則變壓器台數不得少於兩台,以便保證供電的可靠性。但是我礦井將工作麵主排水係統由中央水泵房完成,水泵房供電由采區變電所提供雙回路供電。

3、工作麵負荷的計算及變壓器容量驗算

由於工作條件的變化,用電設備實際的負荷隨時都在變化,又由於生產環節的不同,在一組電氣設備中,同時工作的實際台數可能小於其總台數,所以每組用電設備的總的實際負荷總是小於該組總的額定負荷。我們將其實際負荷占額定負荷的比例用需用係數表示,工作麵的供電電壓為1140V。

根據公式:                 公式一

  為:                   公式二

其中式中 為變壓器容量,KVA

           -為所帶負荷中容量最大的一台電動機功率,KW

           - 為所帶負荷的額定功率之和,KW

           -為電動機加權平均功率因數,取0.7

           -  表示需用係數

井下負荷名稱

需用係數

平均功率因數

備注

綜采工作麵

0.4+0.6

0.7

取計算功率

一般機械化工作麵

0.286+0.714

0.6~0.7

炮采工作麵(緩傾斜層)

0.4~0.5

0.6

炮采工作麵(及傾斜煤層)

0.5~0.6

0.7

掘進工作麵

0.3~0.4

0.6

架線電機車

0.45~0.65

0.9

蓄電池電機車

0.8

0.9

輸送機

0.5

0.7

井底車場

無主排水設備

0.6~0.7

0.7

有主排水設備

0.6~0.7

0.7

需用係數及平均功率因數表

3.1、根據實際生產需要,1#移變電源負荷側:采煤機、後刮板機、乳化泵、破碎機;

     =2*采煤機切割滾筒300+2*采煤機行走部40+油泵+後刮板 機後電機315+後刮板機前電機315+1#乳化泵250+2#乳化泵250+裝載機破碎機200=2030KW

    =315KW

依據公式二:

得結果:     =0.4+0.6*(315/2030)=0.489

依據公式一:

得結果:    =0.489*(2030/0.7)=1418.1KVA

依據結果得出:

1#移變選用KBSGZY-1600/10/1.14KV礦用隔爆型移動變電站。

3.2、2#移變電源負荷側:前刮板機、轉載機、乳化泵、信號集中控製綜保、照明綜保、備用檢修電源(防湧水、防滅火、瓦斯抽放鑽孔、探放水)、基站監測監控綜保;

=前刮板機前電機315+前刮板機後電機315+轉載機315+1#乳化泵250+2#乳化泵250+信號控製閉鎖綜保10+照明綜保4+備用檢修電源500=1959KW

    =315KW

依據公式二:

得結果:     =0.4+0.6*(315/1959)=0.496

依據公式一:

得結果:     =0.496*(1959/0.7)=1389.4KVA

依據結果得出:

2#移變選用KBSGZY-1600/10/1.14KV礦用隔爆型移動變電站。

3.3、3#移變電源負荷側:皮帶機驅動、皮帶機二次驅動、信號集中控製綜保、照明綜保;

=1#皮帶機驅動315+2#皮帶機驅動315+3#皮帶機驅動315+信號控製閉鎖綜保10+照明綜保4=959KW

   =315KW

依據公式二:

得結果:     =0.4+0.6*(315/959)=0.597

依據公式一:

得結果:    =0.597*(959/0.7)=818KVA

依據結果得出:

3#移變選用KBSGZY-1000/10/1.14KV礦用隔爆型移動變電站。

3.4、4#移變電源負荷側:巷道內絞車(調度絞車、回柱絞車)、巷道內排水泵、皮帶機張進、皮帶機卷帶、皮帶機油泵、照明綜保、絞車信號綜保;

=皮帶機(張緊、油泵、伺服、卷帶)50+絞車類(調度、回柱)392+水泵類100+信號控製閉鎖綜保10+照明綜保4+絞車信號綜保4=560KW

   =55KW

依據公式二:

得結果:     =0.4+0.6*(55/560)=0.459

依據公式一:

得結果:    =0.459*(560/0.7)=179.9KVA

依據結果得出:

4#移變選用KBSGZY-315/10/1.14KV礦用隔爆型移動變電站。

3.5、5#移變電源負荷側:無極繩絞車、水泵、備用檢修電源(防湧水、防滅火、瓦斯抽放鑽孔、探放水)、基站監測監控綜保、照明綜保、絞車信號綜保;

=無極繩絞車132+水泵類100+備用500+綜保類18=750KW

   =132KW

依據公式二:

得結果:     =0.4+0.6*(132/750)=0.507

依據公式一:

得結果:    =0.507*(750/0.7)=541.7KVA

依據結果得出:

4#移變選用KBSGZY-630/10/1.14KV礦用隔爆型移動變電站。

七、電氣設備的選擇選擇

    1、高壓開關櫃的選擇

    1.1高壓配電裝置選擇原則

根據環境條件和供電要求,確定其型號和參數是高壓配電裝置選擇的主要內容,高壓配電裝置的型號應符合《煤礦安全01manbetx 》第四百四十四條規定

  根據《煤礦安全規程》規定,礦用一般高壓配電箱適用於煤(岩)與沼氣突出的礦井井底主要變電所及主要進風巷道中,作為配電開關或控製保護高壓電動機及變壓器用。

  根據《煤礦01manbetx 》規定,礦用隔爆型高壓配電箱適用於煤(岩)與沼氣突出的礦井井底主要變電所及所有變電所中,所以配電開關或控製保護高壓電動機變壓器用。

  選用高壓開關時,除考慮使用場合外,其額定電壓必須符合井下高壓電網的額定電壓等級,額定電流應不小於所控製負荷的長期工作電流。

  高壓開關在選擇使用時,其斷流容量不得小於變電所母線上的實際短路容量。

1.2、ZF205運輸順槽工作麵高壓配電裝置選擇電壓等級

選用移變共有4台,分別是KBSGZY-1600/10/1.14、KBSGZY-1600/10/1.14、KBSGZY-315/10/0.66、KBSGZY-1000/10/1.14型移動變電站高壓配電箱選擇其額定電流應大於五台變壓器的最大長時工作電流。取三台變壓器額定電流之和作為最大長時工作電流

    得出結果,應型隔爆高壓真空配電箱,其額定電流為300A,額定電壓為10KV。

1.3、ZF205回風輸順槽工作麵高壓配電裝置選擇電壓等級

    KBSGZY-630/10/0.66型移動變電站高壓配電箱選擇其額定電流應大於該台變壓器的最大長時工作電流。取三台變壓器額定電流之和作為最大長時工作電流

得出結果,應型隔爆高壓真空配電箱,其額定電流為50A,額定電壓為10KV。

    2、礦用低壓隔爆開關選擇

    2.1、選擇原則

 礦用一般開關適用於無沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風巷道中。礦用增安型開關適用於有沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風巷道和通風良好的硐室中。

  礦用隔爆型開關可使用於沼氣突出礦井的任何地點及有沼氣和煤塵爆炸危險礦井的采區進風巷、回風巷道以及采掘工作麵。礦用本質安全型和礦用隔爆兼本質安全型開關的應用範圍同礦用隔爆型開關。

  在選用礦用低壓隔爆型開關時,其額定電壓必須小於或等於被控製線路的額定電壓,其額定電流要大於或等於被控製線路的負荷長期最大實際工作電流。同時應根據控製線路需要選定過流保護繼電器的整定電流值。

  礦用低壓開關的接線喇叭口數目及內徑要符合受控線路所選用的電纜的條數及內徑要求。一個喇叭口隻允許接一條電纜。

2.2、根據電纜的長時工作電流選擇低壓開關。

設備名稱

設備型號

負荷

開關選擇

電壓(V)

采煤機

MG300/700-WD

700

 

1140

前刮板機

SGZ764/630

630

 

1140

後刮板機

SGZ764/630

630

 

1140

轉載機

SZZ800/315

315

 

1140

破碎機

PLM200

200

 

1140

1#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

2#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

3#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

4#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

皮帶機

DSJ1000/120/3×315

945

 

1140

調度絞車

JD-1.0(11.4)

34.2

KBZ-400A

660

調度絞車

JD-1.6(25)

75

KBZ-400A

660

調度絞車

JD-2.5(40)

120

KBZ-400A

660

回柱絞車

SDJ-32(55)

55

KBZ-400A

660

回柱絞車

JSDB-19(45)

45

KBZ-400A

660

回柱絞車

JSDB-19(37)

37

KBZ-400A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS50-30/18.5KW

55.5

KBZ-400A

660

礦用潛水排沙電泵

QBW50-30/7.5KW  

15

KBZ-400A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS60-50/37KW

37

KBZ-400A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS120-60/55KW

55

KBZ-400A

660

無極繩絞車

SQ-120/132B

132

KBZ-400A

660

回順備用電源

———

500

KBZ-400A

660

運輸備用電源

———

500

KBZ-400A

660

開關選擇表

    3、礦用低壓電磁起動器的選擇

    3.1、選擇原則

 磁力起動器的額定電壓必須大於或等於受控電動機的額定電壓,其額定電流應大於或等於受控電動機的最大工作電流。同時要根據過流保護需要對過流保護需要對過流繼電器選定適當的整定電流值。

 磁力起動器進出線及控製線喇叭口內徑必須符合連接電纜的最大外徑要求,並且一個喇叭口隻能接一條電纜。

 工作機械不要求帶負荷改變旋轉方向時,可選用不可逆的磁力起動器。

 磁力起動器必須具備良好的隔爆性能及可靠的過載和短路保護裝置。對使用環境的要求與隔爆自動饋電開關相同。

3.2、電磁啟動器的選擇

設備名稱

設備型號

負荷

開關選擇

電壓(V)

采煤機

MG300/700-WD

700

 

1140

前刮板機

SGZ764/630

630

 

1140

後刮板機

SGZ764/630

630

 

1140

轉載機

SZZ800/315

315

 

1140

破碎機

PLM200

200

QBZ-200A

1140

1#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

2#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

3#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

4#乳化泵

BRW400/31.5

250

 

1140

皮帶機

DSJ1000/120/3×315

945

 

1140

調度絞車

JD-1.0(11.4)

34.2

QBZ-120A

660

調度絞車

JD-1.6(25)

75

QBZ-120A

660

調度絞車

JD-2.5(40)

120

QBZ-120A

660

回柱絞車

SDJ-32(55)

55

QBZ-120A

660

回柱絞車

JSDB-19(45)

45

QBZ-120A

660

回柱絞車

JSDB-19(37)

37

QBZ-120A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS50-30/18.5KW

55.5

QBZ-120A

660

礦用潛水排沙電泵

QBW50-30/7.5KW  

15

QBZ-120A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS60-50/37KW

37

QBZ-120A

660

礦用潛水排沙電泵

QBS120-60/55KW

55

QBZ-120A

660

無極繩絞車

SQ-120/132B

132

QBZ-120A

660

回順備用電源

———

500

QBZ-200A

660

運輸備用電源

———

500

QBZ-200A

660

磁力起動器選擇表

八、采區變電所至ZF205配電點高壓電纜選擇

1、選擇原則

2016年新版《煤礦01manbetx 》第四百六十二條、第四百六十三條、第四百六十八條規定:

2采區變電所至ZF205運輸順槽電纜選擇

根據二采區變電所至205工作麵運順1#泵站的實際距離,選擇電纜長度1571M,泵站總負荷4326.5KW。

按經濟電流密度選擇電纜截麵

依據公式得:  

             =4326.5KW             

             =0.7  

    依據公式得:             

                 =158.086A

   電纜橡膠絕緣材料,年最大負荷利用時間大於5000小時,查                           =1.75

    正常運行時,同時並聯工作電纜條數n=1

    計算得:     ==90.3

    2.1、按長期允許載流量選擇電纜截麵

RVZ600V單芯軟電纜在室內空氣中敷設時的載流量

標稱截麵mm2

最高工作溫度

標稱截麵mm2

最高工作溫度

70

90

105

125

70

90

105

125

10

75

90

101

113

185

490

589

654

731

16

105

126

140

156

200

507

609

676

766

25

138

166

184

206

240

524

630

700

782

35

170

204

226

253

250

544

654

726

811

50

215

258

286

320

270

551

662

735

822

70

265

319

353

395

300

693

835

927

1036

95

325

391

434

485

400

718

863

958

1071

120

375

451

497

558

500

841

1011

1123

1255

150

430

517

573

642

 

 

 

 

 

RVVZ1000V多芯軟電纜在室內空氣中敷設時的載流量

標稱

截麵

mm2

70

90

105

125

單芯

二芯

三芯

四芯

五芯

單芯

二芯

三芯

四芯

五芯

單芯

二芯

三芯

四芯

五芯

單芯

二芯

三芯

四芯

五芯

10

72

61

53

48

44

83

71

63

57

52

91

78

68

62

56

99

83

74

67

61

16

97

83

76

68

62

113

98

88

82

75

121

106

97

87

79

133

115

104

96

84

25

132

116

105

96

87

151

133

121

113

103

165

146

132

121

110

179

159

143

132

121

35

162

139

125

114

104

188

162

145

134

122

205

176

158

144

130

222

193

171

156

141

50

204

175

159

144

131

244

207

188

170

155

257

224

210

184

166

280

245

218

200

182

70

253

214

193

179

163

304

248

234

210

191

315

276

245

223

201

345

298

257

243

219

95

272

239

216

204

186

336

275

264

238

217

351

304

272

249

224

392

341

304

270

242

120

356

312

284

256

230

417

361

323

294

268

462

400

359

314

283

517

422

400

351

316

150

410

356

318

289

260

467

427

370

349

314

519

474

410

367

330

580

490

459

410

369

185

464

393

356

320

283

545

487

412

385

347

604

541

457

427

384

657

552

511

450

405

200

509

 

389

350

316

593

 

451

421

379

641

 

500

468

421

703

 

555

493

443

240

552

 

422

380

342

628

 

489

467

411

691

 

542

507

457

773

 

607

534

481

250

598

 

457

412

371

680

 

529

495

446

743

 

587

549

495

837

 

657

579

521

270

617

 

 

 

 

712

 

 

 

 

753

 

 

 

 

852

 

 

 

 

300

635

 

 

 

 

744

 

 

 

 

786

 

 

 

 

867

 

 

 

 

400

767

 

 

 

 

909

 

 

 

 

1086

 

 

 

 

1095

 

 

 

 

500

896

 

 

 

 

1065

 

 

 

 

1100

 

 

 

 

1249

 

 

 

 

RVVZ221000V多芯軟電纜在室內空氣中敷設時的載流量

標稱

截麵

mm2

70

90

105

125

二芯

三芯

四芯

五芯

二芯

三芯

四芯

二芯

三芯

四芯

二芯

三芯

四芯

五芯

10

65

56

51

47

76

67

61

55

83

72

66

60

88

79

71

64

16

88

81

72

66

104

94

87

79

113

103

93

84

123

111

102

92

25

124

112

102

92

142

129

120

108

156

141

129

117

169

152

141

127

35

148

133

121

109

173

155

143

129

188

168

153

138

206

182

166

150

50

188

169

153

138

221

200

181

163

239

214

196

177

261

232

213

192

70

228

208

191

172

264

243

224

202

294

261

238

215

318

285

259

233

95

255

230

217

195

293

281

254

229

324

290

285

239

363

324

288

260

120

332

303

273

246

385

344

313

282

428

383

335

302

450

426

374

337

150

379

339

308

378

455

394

372

335

505

437

391

352

522

489

437

394

185

419

379

341

307

518

439

410

369

576

487

455

413

588

545

480

432

200

 

417

375

338

 

483

451

406

 

536

501

451

 

600

528

476

240

 

454

409

368

 

527

492

443

 

584

546

491

 

654

576

528

250

 

491

442

398

 

569

531

478

 

531

689

531

 

706

622

588

導電芯線最高允許工作溫度

不同環境溫度下載流量的校正係數K

5℃

10℃

15℃

20℃

25℃

30℃

35℃

40℃

80

1.17

1.13

1.09

1.01

1

0.951

0.905

0.853

65

1.22

1.17

1.12

1.06

1

0.935

03865

0.791

60

1.25

1.20

1.13

1.07

1

0.926

0.845

0.756

50

1.34

1.26

1.18

1.09

1

0.895

0.715

0.633

依據圖表可知,在環境溫度25攝氏度下,導電芯線最高允許工作溫度50-80攝氏度情況下交K=1,同一管內同時敷設2~4根時乘以係數0.95

   計算得:             K    

                       328*1249.79A

2.2、按短路電流熱穩定校驗電纜截麵

對於10KV及以下銅芯橡膠電纜最高允許溫度200攝氏度,熱穩定係數C取值120。

             ++0.05

             主開關斷路時間,=0.18~0.25S

             =短路保護時間,取0.1S

             0.05短路電流非周期分量的影響而增加的時間

依據公式得: I==16667A

0.25

             

2.3、按允許電壓損失校驗電纜截麵

                 

                 X=0.08/km

             cos=0.7

    依據公式得:

              = 24.829V

經計算95電纜滿足負荷要求,選擇MYPTJ-8.7/10KV 3x95+3x35mm+3x2.5 mm煤礦用橡套電纜1571m。

3、采區變電所至1#變壓器的電纜選擇

根據二采區變電所至204回順聯絡巷的實際距離,選擇電纜長度523米,泵站總負荷536.5KW。

按經濟電流密度選擇電纜截麵

依據公式得:  

              =536.5KW          

              =0.7  

                         

             =21.37A

電纜橡膠絕緣材料,年最大負荷利用時間大於5000小時,查表                =1.75

正常運行時,同時並聯工作電纜條數n=1

計算得:     ==12.21

3.1、按長期允許載流量選擇電纜截麵

在環境溫度25攝氏度下,導電芯線最高允許工作溫度50-80攝氏度情況下交K=1,同一管內同時敷設2~4根時乘以係數0.95

計算得:        K    

             190*1  21.37

3.2、按短路電流熱穩定校驗電纜截麵

依據公式得: I==49.13A

             0.25S

              

3.3、按允許電壓損失校驗電纜截麵

    依據公式得:

                   0.223V

經計算35電纜滿足負荷要求,選擇MYPTJ-8.7/10KV 3x35+3x16+3x2.5 mm煤礦用橡套電纜523m。

九、低壓電纜的選擇

 1、選用原則MYP橡套電纜載流量

    由於隻要確定了主芯線截麵後,便可查表同時確定與其對於的接地、控製等芯線的截麵以及它們的芯線數,故此僅通過主芯線截麵來確定,又由於低壓電纜截麵的選擇基本和高壓電纜相同,這裏隻就某些特殊點扼要說明選擇原則。

    1.1、電纜的正常工作負荷電流應等於或小於電纜的長時允許載流量。

    1.2、電纜的機械強度應符合用電設備使用場合的要求。

    1.3、對於距離遠、容量最大的電動機,在載重情況下,應保證其啟動端電壓不低於額定的75%,以便確保磁力啟動器有足夠的吸合電壓。由於采煤機通常使用鼠籠型異步電動機驅動,它在直接啟動時啟動電流為額定電流的幾倍,故會在電纜回路中造成較大的電壓損失,從而使電動機的端電壓急劇下降,導致其啟動力矩不足或難以啟動,並且當電機容量愈大時,此種現象愈嚴重。

    1.4、所選電纜截麵必須能與保護裝置適配,並且在短路時,應具有足夠的熱穩定性

2、低壓電纜的選擇

工作麵配電點至各移動機械設備的支線電纜都屬於采區供電係統電纜網絡的直線,它們均相對較短且通過的電流均不大,故在正常運行時,網絡中電壓的損失所占比重小,故電壓損失損失不是選擇截麵的主要依據。但是,因為這些電纜的工作環境很差,同時采用的橡套電纜本身的機械強度較差,加之它們在工作中又經常需要移動,不可避免地有彎曲、打折、遭砸、碰或放炮崩傷,故選擇截麵主要依據滿足機械強度的要求,再按允許載流量加以校驗。

依據公式得:

            —長時最大工作電流

            —負荷係數

                —電動機的額定功率

      —電動機的功率因數電動機的額定效率

    按電纜電壓損失校驗:

        r—電纜的電導率,

    20℃時銅芯電纜點到率為50A—電纜的截麵

    3、配電點至設備支線電纜的選擇與校驗

    3.1、采煤機支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗采煤機支線長時負荷電流

依據公式得:               經查表知,電纜MYP-3×95+1×25+4×10符合要求,該電纜的允許長時載流量為273A,大於采煤機的長時負荷電流271.10A,滿足溫升條件。

根據計算結果選用700米長的MYP-3×95+1×25+4×10型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

   依據公式得:   

經過驗算得知符合條件。

    3.2、前後刮板機支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗前後刮板機支線長時負荷電流

    依據公式得:          

經查表知,電纜MYP-3×95+1×35符合要求,該電纜的允許長時載流量為273A,大於刮板機的長時負荷電流131.3A,滿足溫升條件。   

根據計算結果及礦井實際情況選用八根500米長的MYP-3×95+1×35型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

    依據公式得:  

經過驗算得知符合條件。

    3.3、乳化液泵支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗乳化液泵站支線長時負荷電流

    依據公式得:        

經查表知,電纜MYP-3×95+1×35符合要求,該電纜的允許長時載流量為273A,大於乳化液泵站的長時負荷電流163.5A,滿足溫升條件。

根據計算結果及礦井實際情況選用50米長的MYP-3×95+1×35型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

    依據公式得:   

經過驗算得知符合條件。

    3.4、皮帶機支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗皮帶機支線長時負荷電流

          

經查表知,電纜MYP-3×95+1×35符合要求,該電纜的允許長時載流量為273A,大於刮板機的長時負荷電流131.3A,滿足溫升條件。

根據計算結果及礦井實際情況選用三根50米長的MYP-3×95+1×35型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

    依據公式得:   

    3.5、破碎機支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗破碎機機支線長時負荷電流

           

經查表知,電纜MYP-3×50+1×25符合要求,該電纜的允許長時載流量為173,大於刮板機的長時負荷電流119.16A,滿足溫升條件。

根據計算結果及礦井實際情況用一500米長的MYP-3×50+1×25型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

依據公式得: 

3.6、轉載機支線按長時負荷電流選擇,並按電壓損失進行校驗

破碎機機支線長時負荷電流

           

經查表知,電纜MYP-3×95+1×25符合要求,該電纜的允許長時載流量為260,大於轉載機的長時負荷電流221A,滿足溫升條件。

根據計算結果及礦井實際情況用一500米長的MYP-3×95+1×25型千伏級礦用屏蔽橡套電纜

按電纜電壓損失校驗:

依據公式得:    

十、各種保護的整定

八、移變低饋的整定

(一)、過負荷保護的整定

1#移變 800KVA)   Idz=128+140+84=352A

移變低壓側采用的是BXBD-800/1140型隔爆低壓保護箱,額定電流為800A,其過載保護的整定範圍為0.4~1.2倍的開關額定電流,因此將過載整定電位器調在0.5倍的額定電流位置,其實際整定值為:Idz=0.5×800=400A>352A (合格)

 

2#移變 800KVA)   Idz=100+100+116+67+27.6=410.6A

移變低壓側采用的是BXBD-800/1140型隔爆低壓保護箱,額定電流為800A,其過載保護的整定範圍為0.4~1.2倍的開關額定電流,因此將過載整定電位器調在0.6倍的額定電流位置,其實際整定值為:Idz=0.5×800=480A>410.6A (合格)

(二)、短路保護的整定

1#移變   Idzs≥Iqe+∑I

=220×6+325/×1.14×0.7=1550

開關短路保護裝置整定範圍為1~10倍的開關額定電流,將短路整定電位器調在2倍位置,此時短路保護的實際整定值為:

Idzs=2×800=1600A>1550A    (滿足要求)

2#移變  Idzs≥Iqe+∑Ie

=160×6+(110+45+150+150)/ ×1.14×0.7

=922.5A

開關短路保護裝置整定範圍為1-10倍的開關額定電流,將其調在2倍位置上,其實際整定值為:

Idzs=2×800=1600A>922.5A    (滿足要求)

(三)、靈敏度校驗:

煤機開關整定為800A    K=I2)d/IZ=1819/800=2.27>1.5    滿足要求

乳化泵開關整定為600A K=I2)d/IZ=4160/600=6.9>1.5    滿足要求

刮板機開關整定為1000A K=I2)d/IZ=3126/1000=3.1>1.5    滿足要求

2#移變短路整定在2×800=1600A

校驗:轉載機   K=I2)d/IZ=4092/1600=2.55>1.5(合格)

      破碎機   K=I2)d/IZ=4000/1600=2.5 >1.5(合格)

      噴霧泵   K=I2)d/IZ=3771/1600=2.35>1.5(合格)

第二部皮帶機開關整定在800A;故K=2006/800=2.5>1.5

                                            (合格)

九、高壓開關動熱穩定校驗及高低壓開關分斷能力校驗

1取變電所母線短路容量為50MVA 則

XxUP/S=6.32/50=0.794

折算到3.3KV側   Xx=(3.3/6)2×0.794=0.231 Ω

折算到1.2KV側 Xx=(1.2/6.3)2×0.794=0.0288 Ω

1#移變  35 mm2 6KV 高壓電纜   L=1300米      R0=0.522  X0=0.084

所以R= 0.412×1.3=0.6786    X= 0.084×1.3=0.1

折算到3.3KV側 R= R×(3.3/6)2 =0.0094

X= X×(3.3/6)2=0.0015

2#移變    35mm2 1.14KV 高壓電纜    L=200米

    R0=0.412              X0=0.084

所以     R= 0.522      X= 0.075

折算到1.2KV側 R= R×(1.2/6.3)2 =0.0094

                   X= X×(1.2/6.3)2=0.0015

3800KVA移動變電站的阻抗    Rb=0.0135    Xb=0.1072

短路電流計算:

計算公式

Id(2)=U/2×

Id(3)=(2/)Id(2)

代入數據與 計算結果

d1乳化泵

 Id1(2)=1.2/2×=4160A

4803A

d2煤機

Id2(2)=1.2/2×=1819A

2100A

d3刮板機

Id3(2)= 1.2/2×=3126A

3609A

d4轉載機

Id4(2)=1.2/2×=4092A

4275A

d5破碎機

Id5(2) =1.2/2×=4000A

4618A

d6噴霧泵

Id6(2) =1.2/2×=3771A

4354A

d7皮帶機

Id7(2) ) =1.2/2×=2006A

2316A

iim1=2.25×Id1(3)=10.8KA 

iim2=2.25×Id2(3)=4.725 KA 

iim3=2.25×Id3(3)= 8.12KA  

iim4=2.25×Id4(3)= 10.63KA

 iim5=2.25×Id1(3)=10.39KA 

iim6=2.25×Id2(3)=9.79KA 

iim7-8=2.25×Id3(3)= 5.21KA  

Iim1 =1.52×Id1(3) =7.3KA

Iim2 =1.52×Id2(3) =3.19KA

Iim3 =1.52×Id3(3) =5.48KA

Iim4 =1.52×Id4(3) =7.18KA

Iim5 =1.52×Id1(3) =7.02KA

Iim6 =1.52×Id2(3) =6.62KA

Iim7-8 =1.52×Id3(3) =3.52KA

 

BGP30-6高爆開關的imax=31.5KA  Imax=12.5KA  大於以上數值,滿足動熱穩定要求  

高低壓開關分斷能力校驗

編號

開關型號

分斷能力

分斷最大電流

校驗結論

1# 

BGP30—6 

10000A>Id2(3) =4803A

合格

2# 

BGP30—6 

10000A>Id13) =4618A

合格

十、高壓保護整定和校驗

1#回路高壓側采用BGP30—6高壓真空配電裝置做高壓保護

  n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie/Kb×Ige

=1.2×(220×6+325)/×6×0.7×100

=1.51

初步選擇整定值為2倍位置上

靈敏度校驗   

K=I2)d/ Kb×IZ =1819×1.2/6×100×2=1.82>1.5  (合格)

2#回路高壓側采用BGP30—6高壓真空配電裝置做高壓保護

  n≥1.2×(Iqe+KX∑Ie/Kb×Ige

=1.2×(160×6+455×0.55)/×6×0.7×100

=1.66

初步選擇整定值為2倍位置上

靈敏度校驗K=I2)d/KbIZ =2316×1.2/6×100×2=2.31>1.5(合格)

十一、工作麵接地保護措施

    井下保護接地係統是由主接地極、局部接地極、接地母線、接地導線和接地引線等組成.

井下保護接地網按<<煤礦01manbetx >>第448453條規定執行

448條 36V以上和由於絕緣置換可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼,構架等必須有保護接地。電氣保護接地工作,應按煤炭工業部頒發的有關礦井保護接地裝置的安裝、檢查與測定工作細則執行。

449條 接地網上任一保護接地點測得的接地電阻值不得超過2Ω,每一個移動式和手持式電氣設備同接地網之間的保護接地用的電纜芯線(或其他相當接地導線,一以下各條同)的電阻值不得大於1Ω。

450條 所有電氣設備的保護接地裝置(包括電纜的鎧裝、鎧皮、接地芯線)和局部接地裝置都應同井下住接地接成一個總接地網。

    井下主接地極應在主副水倉中各埋設一快。主接地極應用鋼板或耐腐蝕的鋼板製成其麵積不大於0.7m2,厚度不小於5mm。在鑽孔中敷設的電纜,如果不能同主接地極相連接時應單獨形成一分區接地網,其分區主接地極應設在地麵。

    451條 下列地點應裝設局部接地極

1、每個裝有電氣設備的硐室。

2、每個(套)單獨裝設的高壓電氣設備。

    3、每個低壓配電點。如果煤采工作麵的機巷,回風巷和掘進的巷道內無低壓配電點時,上訴巷道內至少應分別設置一個局部接地極。

    4、連接動力鎧裝電纜的每個接線盒。

    局部接地極可設置於巷道水溝內或其他就近的潮濕處。設置在水溝中的局部接地極應用麵積小於0.6m2,厚度不小於3mm的鋼板或具有相同有效麵積的鋼管製成。並應平放於水溝深處;設置在其他地點的局部接地極,可用直徑不小於35mm,長度不小於1.5m的鋼管製成,管上至少鑽20個直徑不小於5mm的透眼,並垂直埋入底下。

    452條 連接主接地極的接地母線,應用截麵不小於50mm2的銅線截麵不小於100mm2的鍍鋅鐵線或厚度不小於4mm,截麵不小於100mm2的扁鋼。電氣設備的外殼同接地母線地母線局部接地極的連接電纜接線盒兩頭的鎧裝、鎧皮的連接,應用截麵不小於25mm2的銅線,截麵不小於50mm2的鍍鋅線或厚度不小於4mm,截麵不小於50mm2的扁鋼。

    453條 橡膠電纜的接地芯線,除用做監測接地回路處,不同兼作其他用途,采用屏蔽橡膠電纜,用於本質安全回路,不受此限。

十一、工作麵漏電保護措施

    1、變壓器中性點不直接接地供電係統的漏電保護措施。

    1.1、裝設靈敏可靠的漏電保護裝置(漏電繼電器)並與屏蔽電纜配合使用,提高工作可靠性。

    1.2、采用保護接地裝置。

    1.3、對電網對地電容電流進行有效的補償,減小漏電電流值。

    1.4、提高漏電保護裝置和自動饋電開關的動作速度,采用超前切斷電流裝置等。

    2、對低壓電網漏電保護的要求

    2.1、正常情況監視電網的絕緣狀態,當絕緣電阻降低到下列數值時,應切斷供電電源;

    1140v電網——相對地絕緣電阻為30kΩ。

    660v電網——相對地絕緣電阻為11kΩ.

    380v電網——相對地絕緣電阻為3.5kΩ

    3、動作速度。

    4、檢漏繼電器隻監視電網對地的絕緣電阻值,不反應電容大小。

    5、電網的絕緣電阻值無論是對稱下降還是不對稱下降,動作電阻值不變。檢漏繼電器內部阻抗值應很大,正常時保證電網對地的絕緣,不增加人身觸電的危險

    6、動作靈敏可靠,既不拒絕動作也不誤動作。

    7、檢漏繼電器的動作電阻不受電網波動的影響。

    8、對電網對地電容電流能夠進行有效補償。

    9、送電前,發現漏電,應該將電源開關閉鎖,以防向故障電網送電。

    10、動作要有選擇性,以便縮小故障範圍。

十二、采區變電所的防火措施

    1、采區變電所硐室必須用耐火材料建築,硐室出口附近5m之內的巷道支架應用耐火材料支護。

    2、硐室出口出必須設置兩重門,既鐵板門和鐵柵門,鐵柵門在平時關閉,鐵板門平時向外敞開,當硐室內發生火災時,鐵板門能自動或手動關閉,對鐵板門和鐵柵門的要求符合《煤礦01manbetx 》第426條。

    3、為了通風良好,《煤礦安全生產規程》規定硐室長度超過6m時,必須在硐室兩邊各設一個出口,出口處必須符合規程中第426條規定,硐室內最高溫度不得超過附近巷道中溫度5℃。

    4、硐室敷設的電纜,根據《煤礦安全規程》規定要將其黃麻外皮剝掉,同時應定期在鎧裝層上加塗防鏽油漆,硐室內應設有砂袋、砂箱及幹式滅火器材。

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