Ⅱ东七煤采区供电设计系统方案

东七煤采区供电系统设计方案 在该区域建立-395临时变电所，高压供电由-475二水平变电所提供，供电电压为10KV，现初步拟制出本供电系统的设计方案如下：低压负荷统计：序号名 称规格型号功率（kw）数量(台)总功率（kw）1综掘机EBJ-12019011902二运皮带111113皮带输送机SDJ-800/4028043204刮板输送机SGB420-40Z5542205调度绞车JY-5751756调度绞车JD11.411.4111.47回柱绞车JH-14T112228乳化泵MRB125/31.5751759水 泵MD155-30590218010对旋式风机FDB5.0/2112224411煤电钻MS-1.2S1.244.8合计1153.2KW一、 负荷分组及变压器选择 组：综掘机、二运皮带、皮带输送机1部、对旋式风机1部该组采用EBJ-120TP型掘进机,查表可得采用掘进机的需用系数=0.5，加权平均功率因素cos=0.60.7,这里取0.65。总负荷=190+11+80+22=303KW电力负荷总视在功率由公式可得变压器总视在功率=233.1KVA根据负荷计算结果，选用KBSG-315/10型变电站一台。组：皮带输送机3部、刮板输送机4部、JY-5调度绞车1台、JD11.4调度绞车1台、JH-14T回柱绞车2台、乳化泵1台、水泵2台、对旋式风机1台、煤电钻4台总负荷=803+554+75+11.4+112+75+902+112+1.24=850.2KW该面为一般机械化采煤工作面，故需用系数 加权平均功率因素取0.65可得变压器总视在功率=483KVA根据负荷计算结果，选用KBSG-500/10型变电站一台。参照采区供电系统图的原则，初步拟制出本设计的采取供电系统图，如图所示：二、高压配电装置的选择组：KBSG-315/10型移动变电站的高压配电箱选择:变压器最大长时间工作电流即额定电流IN,T为：=18A查表可选用BGP43-50/10KV型真空配电箱，该配电箱具有短路、过载、漏电、失压和监视保护。组：KBSG-500/10型移动变电站的高压配电箱选择:变压器最大长时间工作电流即额定电流IN,T为：=29A查表可选用BGP43-50/10KV型真空配电箱，该配电箱具有短路、过载、漏电、失压和监视保护。三、高压电缆选择1、型号选择向-395临时变电所供电的高压电缆，选择MYV22-8.7/10KV型电缆。2、截面选择按长时允许电流选择电缆截面时，应满足下式：KIpIN,T当截面选择25mm2时，Ip=125A，K=0.853，则0.853125A=106.625A50A，满足条件。所以向-395临时变电所供电的高压电缆，选择型号为MYV22-8.7/10KV-325+116，查表可得矿用电缆单位长度的电阻R0=0.8638km-1,电抗X0=0.088km-1。3、电缆长度确定：电缆实际长度应按下式进行计算：Lca=KinLwa这里根据巷道条件选择电缆长度为450米。4、校验1）、短路热稳定校验满足热稳定条件的最小电缆截面Amin按下式计算：式中 Iss通过电缆的最大短路电流，KA； C电缆芯线的热稳定系数，查表可知，铜芯橡套绝缘电缆最高允许温度200时的C值为145; t假想时间t=t1+t2+0.05=0.1+0.1+0.05=0.25s其中t1为电路保护动作时间，井下高压配电装置速断动作时间不大于100ms，取t1=0.1s；t2为开关动作时间，真空断路器分闸时间t2=0.1s0.05为考虑短路电流非周期分量影响增加的时间。已知所选电缆主芯截面为25mm2，该截面满足热稳定条件允许通过的最大短路电流Imax,s为：相应的，满足该截面热稳定要求的最大短路容量Smax=VarImax=125.57KVA50KVA,满足短路热稳定要求。2）、电缆电压损失计算允许电压损失，从地面变电所10KV母线到采区移动变电站高压端子的允许电压损失不允许超过7%。电缆线数电压损失百分比公式表示为：电缆电压损失计算A、下井电缆的电压损失V1。假设故障情况下每条下井电缆负荷功率Pca =1500KW，下井电缆长600m，截面150mm2（铜芯）。查表可得电阻R0=0.143km-1,电抗X0=0.058km-1，取井下负荷的功率因数cos=0.65，=1.17，代入得： B、中央变电所至南巷变电所的电压损失V2，这段电缆为铜芯，截面120mm2，长度1200m，总负荷4635.2KW, 查表可得电阻R0=0.179km-1,电抗X0=0.059km-1，代入公式得： C、南巷变电所至二水平变电的电压损失V3，这两段电缆均为铜芯，截面均为50mm2，长度为Lca=750m，总负荷为3964.7KW，查表可得电阻R0=0.429km-1,电抗X0=0.063km-1，代入公式得： D、-475中央变电所至-395临时变电所的电压损失V4，这段电缆为铜芯，截面为25mm2，最长距离为450m，总负荷为1153.2KW，电阻R0=0.8638km-1,电抗X0=0.088km-1。，代入公式得： E、总电压损失：V=V1+V2+V3+V4=0.19%+1.38%+2.29%+1.11%=4.97%7%，符合要求。所以，选择型号为MYV22-8.7/10KV-325+116电缆作为向-395临时变电所的供电电缆。四、低压电缆选择组：1、电缆型号选择对EBJ-120TP型掘进机供电应选择专用移动型电缆，这里选择MCP-0.66/1.14KV矿用移动屏蔽橡套软电缆。2、电缆长度确定电缆实际长度应按下式进行计算：Lca=KinLwa3、低压电缆芯数线的确定 对于掘进机移动设备，因它的控制按钮装在工作机械上，故一般选6芯电缆做动力、接地、控制用。4、电缆截面确定该综掘机一路线总负荷为303KW，低压供电选择660V，按允许电压损失选择截面，再依长时允许载量加以校验。（1）、变压器至电动机间电缆网路的允许电压损失Vp,按照正常运行时电缆网路末端电压不低于额定电压的95%的原则，用下式计算网路中的允许电压损失：Vp=V2N-0.95VN当供电电压为660V时，Vp=63V；（2）令采区低压电网的电压损失为V，则VVp，由采区低压电网的电压损失分布图可知，V通常由三部分组成，并应满足下述关系式：VpV=VT+Vtl+Vbl采区低压电网的电压损失分布图由于是用供电干线距离很短，其电压损失可忽略不计，故上式可变为：Vbl Vp-VT 令VT为变压器电压损失百分数，则有公式VT=K10,T（vRcosT+sinT）100%计算K10,T 得查询变压器KBSG-315/10技术数据可得：变压器的短路损耗（铜损）PN,T =2500W，变压器的短路电压（阻抗压降百分数）vS =4由公式 vR =PN,T/10SN=2500W/（10315）W=0.8则：VT=0.74（0.80.65+3.920.75）100%=2.56%当V2N取690V时，Vtl Vp-VT =63V-17.7V=45.3Va、电缆截面和型号选择根据干线电缆允许电压损失值，由下式求其截面如下：式中 干线电缆的截面，mm2； Lt干线电缆的长度，这里取1000m； 电缆材料的导电系数，查表可知，铜芯软电缆20时电导率为53m/（mm2）； 另PNi=303KW，Kde=0.5，VN=660V ，代入可得：Atl =95.6mm2根据以上计算，选择标准截面As Atl=52.33mm2，则截面应选取大于95.6mm2。因我矿计划使用70mm2橡套软电缆，则橡套电缆使用长度所以，当采用660V供电时，选用MCP-1.66/1.14KV矿用移动屏蔽橡套软电缆，型号为370+116+44，且供电长度不得超过732m，其长时允许载流量为215A。b、按长时允许载流量进行校验干线电缆最大工作电流为符合发热条件要求。c、变压器总馈电开关选择及整定由于变压器总馈电开关正常实际工作电流为：所以选择KBZ-400/1140矿用隔爆型真空馈电开关，其额定电压为660V或者1140V，额定电流400A。因KBZ-400为电子保护器，其电流整定值为电流值的1.01.2倍，故开关过流整定调整到234A以上.d、短路电流的计算（1）求系统电抗和高压电缆的换算长度假定井下中央变电所10KV母线短路容量为50MVA，对660V系统，查表可得系统电抗换算长度Lst=20.9m。井下中央变电所至南巷变电所高压电缆截面为150 mm2（铜芯），长度为600m，查表得换算系数K1=0.005，则换算长度为：L1=K1L1=0.005600=3m南巷变电所至-475中央变电所高压电缆截面为50 mm2（铜芯），总长为750m，查表得换算系数K2=0.012，则换算长度为：L2=K2L2=0.012750=9m-475中央变电所至-195临时变电所高压电缆截面为25 mm2（铜芯），总长450m，查表得换算系数K3=0.023，则换算长度为：L3=K3L3=0.023450=10.35m系统电抗和高压电缆总换算长度为L= Lst+L1+ L2+ L3=43.25m。（2）综掘机到移动变电站二次（690V）侧换算长度电缆截面为70 mm2（铜芯），长度为700m，查表得换算系数K4=0.73,则换算长度为：L4=K4L4=0.73700=511m根据上面计算可得总换算长度L总=43.25+511=554.25m，查表得短路电流Id=1236A。e、总馈开关灵敏度系数校验： 按最远点两相短路电流校验满足灵敏度的要求。供电系统图如下：组：1）调度绞车、皮带输送机线路一、低压电缆选择总负荷=803+11.4+75=326.4KW运输设备需用系数取0.5，加权平均功率因素cos取0.7，则 由上式计算可知，该线路可选用不低于MY 370+125橡套电缆。二、总馈开关整定： 因KBZ-400为电子保护器，其电流整定值为电流值的1.01.2倍，故开关过流整定调整到234A以上三、供电变压器型号为KBSG-500/10/0.69截面电缆长度（米）换算系数电缆换算长度（米）查表得两相短路电流（A）7010000.73730988988总馈开关灵敏度系数校验： 按最远点两相短路电流校验满足灵敏度的要求。供电系统图如下：2）刮板输送机线路一、低压电缆选择总负荷=554+11+1.2+22=254.2KW掘进工作面需用系数，加权平均功率因素cos取0.65，则 由上式计算可知，该线路可选用不低于MY 370+125橡套电缆。二、总馈开关整定： 因KBZ-400为电子保护器，其电流整定值为电流值的1.01.2倍，故开关过流整定调整到173A以上三、供电变压器型号为KBSG-500/10/0.69截面电缆长度（米）换算系数电缆换算长度（米）查表得两相短路电流（A）702000.73146502001.00200351801.37246.6592.61202.2总馈开关灵敏度系数校验： 按最远点两相短路电流校验满足灵敏度的要求。供电系统图如下：2）水泵、乳化泵线路一、低压电缆选择总负荷=902+75=255KW有主排水设备需用系数取0.8，加权平均功率因素cos取0.8，则 由上式计算可知，该线路可选用不低于MY 370+125橡套电缆。二、总馈开关整定： 因KBZ-400为电子保护器，其电流整定值为电流值的1.01.2倍，故开关过流整定调整到256A以上三、供电变压器型号为KBSG-500/10/0.69截面电缆长度（米）换算系数电缆换算长度（米）查表得两相短路电流（A）702000.731461463907总馈开关灵敏度系数校验： 按最远点两相短路电流校验满足灵敏度的要求。供电系统图如下：