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综采工作面供电系统设计矿山工业机电技术2010-04-0917:07:02阅读259评论5 字号大中小 订阅L1815综采工作面供电系统设计
一、供电概况:L1815综采工作面走向长度1200m,工作面长度170m;供电方式拟定为采用__变电站供电,其中高压6KV电源引自+1050井下__变电所高压开关柜,__变电站设在运输顺槽内,随工作面的推进而__在胶带运输机侧敷设一条专供变电站__的轨道,在开采初期将1#、2#、3#__变电站、乳化液泵站、喷雾泵站等设备停放在距工作面200米处,4#__变电站停放在+l067M车场
二、供电负荷统计L1815综采工作面供电负荷统计序号名 称型 号功率KW台数合计KW电压(V)使用地点1电牵引采煤机MG300/690-W6901920___0工作面2刮板输送机SGZ764/6302×3151630___0工作面4转载机SZZ764/1601601160___0机巷5破碎机PLM10001101110___0机巷6带式输送机SSJ1000/1601602320___0机巷7乳化液泵站BRW400/
31.52502500___0机巷8喷雾泵WPB160/
6.345290660机巷9连续牵引车SQ-1200/1101101110660风巷10回柱绞车JH-1414114660机巷13潜水泵
5.
5316.5660风巷16潜水泵
5.5422660机巷17__、照明 428660机巷18煤电钻
1.
211.2660机巷合计 2901
三、__变电站选型计算
1、综采工作面需用系数 Kr=
0.4+
0.6×P__x/ΣPN; P__x――机组最大一台电动机的额定功率; ΣPN――参加计算的所有电动机的额定功率之和;
2、__变电站负荷计算 S=ΣPN·Kr/COSф COSф――功率因数,对综采工作面取COSф=
0.7 S――__电站视在功率KVA 采煤机组采煤机组__变电站所带负荷为采煤机左、右截割部电动机300kw,一)、采煤机行走部电动机90kw,破碎机电动机160kw ΣPN=2×300+90+110+160=960(kw) ; Kr=
0.4+
0.6×300/960=
0.___ ; S=960×
0.___/
0.7=
803.7(kvA) ; ∴采煤机组选用一台1000kvA__变电站 二)、刮板机组刮板机组__变电站所带负荷为刮板机机头、机尾电动机315kw ΣPN=2×315=630(kw) ; Kr=
0.4+
0.6×315/630=
0.7 ; S=630×
0.7/
0.7=630(kvA) ; ∴ 刮板机组选用一台630kvA__变电站三)、皮带机组皮带机组__变电站所带负荷为
11.4kw调度绞车2部;37kw水泵1台;皮带160kw电动机2台;喷雾泵电动机45kw2台;皮带
7.5kw张紧绞车2部 ΣPN=
11.4×2+37+160×2+45×2+
7.5×2=
484.8(kw) ; Kr=
0.4+
0.6×160/
484.8=
0.60; S=466×
0.6/
0.7=406(kvA) ; ∴皮带机组选用一台500kvA__变电站 四)、乳化泵乳化泵__变电站所带负荷为250Kw乳化泵2台 ΣPN=250×2=500KW Kr=
0.4+
0.6×250/500=
0.7; S__=500×
0.7/
0.7=500(kvA) ; ∴根据计算数据和实际情况,乳化泵机组选用一台630kvA__变电站
二、电气设备电源、负荷电缆选型计算 因为电缆线路的电抗值与其电阻相比很小,可忽略不计,以下算均以忽略电缆电抗为准
四、高压电缆选型计算
1、按经济电流密度选择导线截面 Amin=IN/nJ IN――电缆通过的最大持续电流; n――低压侧同时运行的电缆根数; J――年运行3000-5000小时的电缆电流经济密度取J=
2.25;
2、按持续允许电流校验电缆截面KIp≥IN ; K――不同环境温度下电缆载流量校正系数; Ip――25℃时电缆允许载流量; IN=Kf∑Ie――通过电缆的最大持续电流; Kf――负荷系数,取Kf=
0.
853、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 Iss=I
(3)=3-1/2Ss/U__=3-1/2U__/R IssI
(3)――三相短路电流稳态值,A ; Ss=100MVA――6kv电网额定短路容量; U__――电网平均电压,___0V-1200V,660V-690V;电缆最小截面 Amin=
0.837I
(3)/C C――导线材料热稳定系数,铜芯橡皮绝缘电缆C=145 ;
0.837=ti1/2――短路电流假想作用时间=继电保护动作时间(
0.5S)+断路器跳闸时间(
0.2S); 一)、__变电站电源线 初步确定__变电站电源线采用UGSP-60003×50+1×16/3+JS矿用双屏蔽橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=173A ; 1)按经济电流密度选择导线截面 Amin=IN/nJ=(
96.5×2+
86.6)/3×
2.25 =
41.4mm2<50mm2所选电缆截面合适2)按持续允许电流选择电缆截面 IN=Kf∑Ie =
0.85×(
187.5×2+
156.3×2+
56.3+
68.7+
100.5)/(
6.3/
1.2) +
0.85×320/(
6.3/
0.69) =
176.2(A)
1.09×173=
188.57>
176.2 按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 Iss=I
(3)=3-1/2U__/R =
6.3/31/2×
0.522×
1.4=
5.1(kA) Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×5100/145 =
29.4mm2<50mm2 ∴ 所选电缆截面合适
五、低压电缆选型计算
1、按持续允许电流选择电缆截面KIp≥IN ; K――不同环境温度下电缆载流量校正系数; Ip――25℃时电缆允许载流量; IN=Kf∑Ie――通过电缆的最大持续电流; Kf――负荷系数,取Kf=Kr
2、按允许电压损失校验电缆截面 线路电压损失 ΔU=PR/UN=PR0L/UN=31/2INRCOSф; P――电缆输送的有功功率,kw ; R0――单位长度电缆的电阻,Ω/km ; L――电缆长度,km ; UN――电网额定电压,kv ;
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ υ――导线芯线电导率,铜芯线υ=
44.3m/Ωmm2;
4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 Iss=I
(3)=3-1/2Ss/U__=3-1/2U__/R IssI
(3)――三相短路电流稳态值,A ; Ss=100MVA――6kv电网额定短路容量; U__――电网平均电压,___0V-1200V,660V-690V; 电缆最小截面Amin=
0.837I
(3)/C C――导线材料热稳定系数,铜芯橡皮绝缘电缆C=145 ;
0.837=ti1/2――短路电流假想作用时间=继电保护动作时间(
0.5S)+断路器跳闸时间(
0.2S);一)、采煤机组电源线
1、按持续允许电流选择电缆截面 根据现有情况初步确定采煤机电源线采用UPQ-___03×95+1×25矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=273A ; IN=(
187.5+
56.3+69)×
0.___ =
183.3A<273A ∴ 所选电缆截面合适
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=2×300+90+110=800(kw) ; R0=
0.195Ω/km ΔU=PR0L/UN =800×
0.195×
0.20/
1.2 =26(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.625×800×250/
1.2×
44.3×26 =
90.4mm2<95mm
24、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 I
(3)=3-1/2U__/R =3-1/2×1200/
0.195×
0.25=
14.2kA Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×14200/145 =82mm2<95mm2 所选电缆截面合适二)、采煤机负荷线按右电机负荷选择电缆
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定采煤机右电机负荷线采用UCPQ-___03×70+1×25+3×6矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=215A ;IN=
0.___×
187.5=109A∵
1.09×215=
234.35A>109A ∴ 所选电缆截面合适
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=300+90=390(kw) ; R0=
0.293Ω/km ΔU=PR0L/UN =390×
0.293×
0.26/
1.2 =
24.8(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.___×390×260/
1.2×
44.3×
24.8 =45mm2<70mm2
4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 I
(3)=3-1/2U__/R =3-1/2×1200/
0.293×
0.26=
9.097kA Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×9097/145=
52.5mm2<70mm2 所选电缆截面合适三)、刮板机组电源线
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定刮板机电源线采用UPQ-___03×95+1×25矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=273A ;IN=
0.64×197×2=252A
1.13×273=
308.5A>252A
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=2×315=630(kw) ; R0=
0.195Ω/km ΔU=PR0L/UN =630×
0.195×
0.25/
1.2 =
25.6(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.64×630×250/(
1.2×
44.3×32) =
59.3mm2<95mm2
4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 I
(3)=3-1/2U__/R =3-1/2×1200/(
0.195×
0.25)=
14.2kA Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×14200/145=82mm2<95mm2 所选电缆截面合适四)、刮板机负荷线
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定刮板机负荷线采用UPQ-___03×70+1×25矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=215A ;IN=
0.64×197=126A∵
1.09×215=
234.4A>126A ∴ 所选电缆截面合适
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=315(kw) ;R0=
0.293Ω/km ΔU=PR0L/UN =315×
0.293×
0.26/
1.2 =
19.95(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.64×315×260/
1.2×
44.3×
19.95 =
48.3mm2<70mm2
4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 I
(3)=3-1/2U__/R =3-1/2×1200/
0.293×
0.26=
9.09kA Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×9090/145=
52.4mm2<70mm 所选电缆截面合适五)、破碎机负荷线
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定破碎机负荷线采用UPQ-___03×50+1×25矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=173A ;IN=
0.___×69=
40.3A∵
1.09×173=
188.6A>
40.3A ∴ 所选电缆截面合适
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=110(kw) ;R0=
0.416Ω/km ΔU=PR0L/UN =110×
0.416×
0.08/
1.2 =
3.05(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.625×110×80/
1.2×
44.3×
3.05 =
34.7mm2<50mm2 所选电缆截面合适六)、转载机负荷线
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定转载机负荷线采用UPQ-___03×50+1×25矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=173A ;IN=
0.___×
99.7=
58.6A∵
1.09×173=
188.6A>
58.6A ∴ 所选电缆截面合适
2、按允许电压损失校验电缆截面 P=160(kw) ;R0=
0.416Ω/km ΔU=PR0L/UN=160×
0.416×
0.03/
1.2=
1.67(V)<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.64×160×30/
1.2×
44.3×
1.67 =
34.6mm2<50mm2 所选电缆截面合适七)、皮带机组电源线
1、按持续允许电流选择电缆截面初步确定皮带机组电源线采用U-10003×70+1×35矿用橡套电缆,其25℃时的安全载流量Ip=215A ;ΣIN=
0.6×184=
110.4A∵
1.09×215=
234.4A>
110.4A ∴ 所选电缆截面合适
2.按允许电压损失校验电缆截面ΣIN=
227.8AR0=
0.267Ω/km ΔU=31/2INRCOSф=31/2×
227.8×
0.267×
0.8×
0.7=
50.4V<60V
3、按所需电缆最小截面校验 Amin=Kr·ΣPN·L/UNΔUυ =
0.6×268×800/
1.2×
44.3×
50.4 =
44.8mm2<70mm2
4、按电缆短路时的热稳定条件校验电缆截面 I
(3)=3-1/2U__/R =3-1/2×1200/
0.267×
0.8=
3.3kA Amin=
0.837I
(3)/C =
0.837×3300/145=19mm2<70mm2 所选电缆截面合适
六、开关整定值计算 一)、开关整定计算
1、机巷25kw绞车QC83-80N开关整定 绞车型号JD-25 额定电流
27.9A 采用熔体保护 根据式Ire≧Iqe/
2.5=
27.9×5÷
2.5=55A取Ire=60A 机巷JD-25绞车短路保护选用60A保险丝 Ire――熔体的额定电流 Iqe――电机启动电流(一般取额定电流的4-7倍)
1.8~
2.5--电机启动时保证熔体不熔断的系数
2、机巷
11.4kw绞车QC83-80N开关整定 绞车型号JD-
11.4 额定电流
13.7A 采用熔体保护 据式Ire≧Iqe/
2.5=
13.7×5÷2=
27.4A取Ire=30A 机巷JD-
11.4绞车短路保护选用30A保险丝
3、胶带输送机QJZ-300开关保护整定 胶带输送机电机型号Y__-160额定电流
174.1A 因QJZ-300开关保护采用电子插件,所以整定值应为 Idz≦Ie=
174.1 取Igz=170A 所以该开关整定值为170A 同上所述
4、采煤机左电机功率为300Kw,额定电流
188.7A,则采煤机控制开关QJZ-315 动作电流整定值为Igz=190A.
5、采煤机右电机开关所带负荷为截割电机300kw油泵电机为90Kw 所以右电机开关整定值Igz≦
188.7+
56.3=245A取Igz=240A
6、刮板机电机功率315Kw,额定电流192A,则刮板机控制开关QJZ-300动作电流整定值为Idz=190A.
7、转载机电机功率为160Kw,额定电流为
97.5A,则转载机控制开关QJZ-315动作电流整定值为90A.
8、破碎机电机功率为110Kw,额定电流69A,则破碎机控制开关QJZ-300动作电流整定值为70A;
9、乳化泵电机功率为250Kw,额定电流
147.6A,则乳化泵控制开关QJZ-315动作电流整定值为150A;
10、喷雾泵电机功率为45Kw,额定电流52A,则喷雾泵控开关BQD5-200动作电流为55A二)、馈电开关整定值 馈电开关的整定按照所带负荷的最大起动电流计算,以馈电最远端两相最小短路电流校验,最远端最小两相短路电流必须大于馈电整定值的
1.5倍,以保证保护装置可靠动作两相短路电流采用图表法计算,将实际使用电缆的截面长度换算为标准电缆截面为50mm2的电缆长度,低压不同截面的电缆换算系数如下 电缆截面/mm24610162535507095换算系数
11.
978.
114.
753.
011.
911.
371.
000.
730.
531、1号馈电开关整定值1号馈电开关所带负荷如图示Idz=Imqe+∑Ie =
147.6×6+
147.6=
1033.2A整定1号KBZ-400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出,1号开关保护最末端为d1,d1点电缆换算长度为LH=
0.004+
0.004+
0.05×
0.53+
0.035×
0.73=
0.056根据式Idmin=Ue/(2LhZ)=___0÷(2×
0.056×
0.388)=27614A KL=Idmin/Idz =27614÷1200 =23>
1.5(合格)
2、2号馈电开关整定值2号馈电开关所带负荷如图示Idz=Imqe=192×6=1152A整定2号KBZ-400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出,2号开关保护最末端为d2点,d2点电缆换算长度为LH=
0.005+
0.006+
0.06+
0.2×
0.53+
0.25×
0.73=
0.3km根据式Idmin=Ue/(2LhZ) =1200÷(2×
0.3×
0.388)=5154AKL=Idmin/Idz =5154÷1200 =
4.3>
1.5(合格)
3、3号馈电开关整定 该开关所带负荷如图示 Idz=Imqe+∑Ie=
188.7×6+69=
1201.1A整定3号KBZ-400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出,3号开关保护最末端为d3,d3点电缆换算长度为LH=(
0.2+
0.008+
0.01)×
0.53+
0.25×
0.73=
0.3km根据式Idmin=Ue/(2LhZ) =1200÷(2×
0.3×
0.388)=
5154.6AKL=Idmin/Idz =
5154.6÷1200 =
4.3>
1.5(合格)
4、4号馈电开关整定该开关所带负荷如图示Idz=Imqe=
188.7×6=1132A整定4号KBZ-400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出,4号馈电开关保护最末端为d4,d4点短路电流与d3点基本相同,则 4号馈电开关灵敏度符合要求
5、5号馈电开关整定 5号馈电所带负荷如图所示 Idz=Imqe+∑Ie=
1044.6+
9.1+
4.6=
1058.3整定5号KBZ—400馈电开关动作电流为1200A灵敏度校验由图看出,5号开关保护最末端为d5,D5点电缆换算长度为LH=(
0.06+
0.2+
0.003)×
0.73+(
0.003+
0.06)×
3.01+
0.004×
11.7 =
0.2+
0.09+
0.047=
0.377根据式Idmin=Ue/(2LhZ) =690÷(2×
0.377×
0.388) =
2358.6AKL=Idmin/Idz =
2358.6/1200 =
1.97>
1.5(合格)
6、7号馈电开关整定 7号馈电所带负荷如图所示 Idz=Imqe+∑Ie =
100.5×6+
13.7=
616.7A整定7号KBZ—400馈电开关动作电流为800A 校验6号馈电保护末端为d7点,该点电缆换算长度为 LH=
0.004+
0.16×
0.73+
0.004+
0.18×
3.01=
0.67Km 最小两相短路电流为 Idmin=Ue/(2LhZ) =690÷(2×
0.67×
0.388)=1327A KL=Idmin/Id =1327÷800=
1.6>
1.5(合格)
7、6号馈电开关整定 6号馈电所带负荷如图所示6号馈电相对于7号馈电负荷增加不大,但6号馈电做为7号馈电的后备保护,其整定值必须大于5号馈电整定值的
1.2倍,则整定值为800×
1.2=960A,则6号馈电整定值为1200A 校验6号馈电保护末端为d6点,该点电缆换算长度为 LH=
0.1+
0.095+
0.135+
0.1+
0.1+
0.003×
0.73=
0.39Km 最小两相短路电流为 Idmin=Ue/(2LhZ) =690÷(2×
0.39×
0.388)=
2279.9A KL=Idmin/Id =
2279.9÷1200=
1.9>
1.5(合格)
七、__变电站低压馈电开关整定
1、1#电站型号为KBSGZY—500/6/
0.69所配低压馈电开关型号为BKD—630额定电流630A1#电站所带负荷如图所示1)短路整定 Idz≈Imqe+∑Ie =
211.5×6+
27.9+
174.1+
6.4×2=1484A1号电站馈电开关做为6号馈电的后备保护,其整定值必须大于1号馈电整定值的
1.2倍,则整定值电流为1200×
1.2=1440AKdz=1484÷630=
2.36 该电站采用电子脱扣器,整定系数K与额定电流成倍数关系,取Kdz=3 2)过载整定Igz≈∑Ie =
211.5+
27.9+
174.1+
6.4×2=
426.3AKgz=Igz/Ie =
426.3÷630=
0.68取 Kgz=
0.7 3)灵敏度校验该馈电作为6号馈电的后备保护,其保护最末端为d8点电缆换算长度为Lh=
0.26×
0.73=
0.19KmIdmin=Ue/(2LhZ)=690÷2×
0.19×
0.388=4680AkL=Idmin/Idz =4680÷630×3 =
2.
481.5合格
2、2号电站型号为KBSGZY—500/6/
1.2所配低压馈电开关型号为BKD-630额定电流630A,2号电站所带负荷如图所示 1)短路整定Idz≈Imqe+∑Ie =
147.6×6+
147.6=
1033.2A则Kdz=Idz/Ie =
1033.2÷630=
1.64 取 Kdz=2 2)过载整定Igz≈∑Ie=
147.6+
147.6=
295.2AKgz=Igz/Ie=
295.2÷630=
0.46取 Kgz=
0.5 3)灵敏度校验该馈电作为1号馈电的后备保护,其保护最末端为d9点电缆换算长度为Lh=
0.05×
0.53=
0.0265KmIdmin=Ue/(2LhZ) =___0÷2×
0.0265×
0.388=55436AkL=Idmin/Idz =55436÷2×630 =
441.5 合格
3、3号电站型号为KBSGZY—630/6/
1.2所配低压馈电开关型号为BKD-630额定电流630A,3号电站所带负荷如图所示 1)短路整定 Idz≈Imqe+∑Ie =192×6+192=1344A则Kdz=Idz/Ie =1344÷630=
2.13 取 Kdz=3 2)过载整定Igz≈∑Ie =192+192=384AKgz=Igz/Ie =384÷630=
0.61取 Kgz=
0.7 3)灵敏度校验该馈电作为2号馈电的后备保护,其保护最末端为d10点,电缆换算长度为Lh=(
0.2+
0.008)×
0.53=
0.11KmIdmin=Ue/(2LhZ) =___0÷2×
0.11×
0.388=13355AkL=Idmin/Idz =13355÷3×630 =
71.5合格
4、4号电站型号为KBSGZY—1000/6/
1.2所配低压馈电开关型号为BKD-630额定电流630A,3号电站所带负荷如图所示 1)短路整定Idz≈Imqe+∑Ie =(
188.7+
55.9)×6+
188.7+69+
174.1 =1__
9.4A 则Kdz=Idz/Ie =1__
9.4÷630=
3.13取 Kdz=4 2)过载整定Igz≈∑Ie =
188.7+
188.7+69+
174.1 =
620.5AKgz=Igz/Ie =
620.5÷630=
0.98取 Kgz=1 3)灵敏度校验该馈电作为2号馈电的后备保护,其保护最末端为d11点,电缆换算长度为Lh=(
0.2+
0.008)×
0.53=
0.11KmIdmin=Ue/(2LhZ) =___0÷2×
0.11×
0.388 =13355AkL=Idmin/Idz =13355÷4×630 =
5.
31.5合格 短路点编号d1d2d3d4d5d6d7两相短路电流A
2761451545154.
6515423582279.91327
八、保护接地
1.高压电缆连接器及__变电站的高、低压侧接地螺栓上,采用截面为25㎜2的铜线与接地母线或局部接地极连接
2.各配电点开关的外壳采用截面为25㎜2的铜线与接地母线或局部接地极连接
3.机巷电气平台各开关的外壳均采用截面为25㎜2的铜线与接地母线或局部接地极连接。