工程案例二掘进工作面供电设计Word文档下载推荐.docx
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kW
额定电压
V
额定电流
A
①
S100型掘进机（包括转载机）
1
100（60）+45+10
660
135.6
②
煤电钻
MZ2-12
1.2
127
9
③
4BA-18A型小水泵
JQ241-2
5.5
6.3
④
SSJ-80/2×
40型可伸缩带式输送机
JDSB-40
40×
2
45×
⑤
张紧绞车
4
4.6
⑥
局部通风机
JBT61-2
14
15.8
合计
二．掘进工作面供电设计
1.供电系统拟定
供电系统图的拟定应满足供电安全、可靠、经济、系统简单、操作方便等煤矿企业对供电的要求。
其具体拟定系统图2。
2.掘进工作面配电点及移动变电站位置的确定
根据位置确定原则和本采区的具体情况，掘进配电点设在距掘进头80m处，移动变电站设在掘进巷道入口处。
3.给掘进工作面供电的移动变电站及给局扇供电的干变选择
图1掘进工作面机电设备布置示意图
图2掘进供电系统图
由于该矿为高瓦斯矿，对高沼矿按照“三专两闭锁”要求，局部通风机使用专用变压器。
而掘进工作面其他设备选用一台移动变电站。
掘进工作面变压器的计算容量为
（1）
式中——用电设备额定功率之和，
155+40×
2+4+1.2+5.5=245.7KW
（2）
——需用系数，查需用系数表得0.5；
——变压器负载的加权平均功率因数，查加权功率因数表得。
查表选择KBSGZY-315/6型隔爆移动变电站一台，其额定容量为315kVA，额定电压为6kV/0.69kV，阻抗电压百分数Uz%为4，短路损耗ΔPNT为2.2kW。
给局扇供电的变压器选择一台KBSG-50/6的隔爆干式变压器。
3.供电电缆的选择
1）确定电缆的型号和长度
根据电缆型号的确定原则，全部选择矿用阻燃型电缆，其型号选择如下：
由采区变电所至移动变电站的高压电缆，选用MYPTJ-3.6/6型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆；
掘进机选用MCP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆；
其它从启动器至电动机，以及向顺槽供电的干线电缆均选用MYP-0.38/0.66型矿用移动屏蔽橡套软电缆；
电钻和照明选用电钻专用MZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。
（1）高压电缆的长度确定
以采区变电所到移动变电站电缆为例说明高压电缆长度确定。
（3）
式中：
Kin——橡套电缆的弯曲系数；
249——采区变电所到移动变电站的距离；
10——变电所硐室内的长度。
（2）低压电缆的长度确定
①移动变电站至掘进工作面配电点的干线电缆长度。
（4）
860——移动变电站到掘进工作面配电点巷道长度。
②电磁启动器到掘进机的支线电缆长度
，取100m
90---电磁启动器到掘进机的距离，另外在增加5米机头活动距离。
其他工作面设备支线电缆的长度参照上述方法选择。
2）电缆主芯线截面的选择
（1）向移动变电站供电的高压电缆截面选择
首先按长时允许电流选择，采区变电所至移动变电站电缆的最大长时工作电流：
Ica=（5）
查表选择截面为25mm2的电缆，其长时允许电流为121A＞18.18A。
选用MYPTJ-3.6/6-3×
25+3×
16/3+3×
2.5型移动变电站专用高压电缆。
（由于此型号的电缆目前最小截面为25mm2，所以从采区变电所至移动变电站的电缆选用此种电缆）。
（设环境温度为25℃）
所选电缆截面还应按短路时的热稳定条件进行校验。
短路时的热稳定条件校验：
＜25mm2校验合格
式中Iss——三相短路电流稳态值A，设采区6kV母线短路容量为50MVA,则
（6）
C----导体材料的热稳定系数，查导线热稳定系数表得：
112
ti----短路电流的假想作用时间：
（7）
0.2——高压配电箱固有分闸时间。
（2）低压电缆截面的选择
①选择支线电缆截面。
支线电缆的截面应按机械强度和长时允许电流选择和校验，下面以掘进机支线为例选择支线电缆的截面。
查表选择满足机械强度的最小截面为35mm2。
其长时允许电流为138A大于掘进机额定电流135.6A。
但考虑到线路较长，线路的电压损失较大所以选择50mm2的电缆。
再考虑到控制上的要求，最后确定选用MCP-0.66/1.14-3×
50＋1×
16＋3×
6型采掘机用屏蔽橡套软电缆。
其长时允许电流为173A大于掘进机额定电流135.6A。
其它支线电缆截面的选择结果见表
②选择干线电缆截面
供电给掘进机配电点干线电缆的最大长时工作电流为（取干线负荷的cosΦwm=0.65，Kde=0.5）
（8）
查表选择50mm2的橡套电缆，其允许负荷电流为173A＞165.4A，电缆截面符合要求。
按正常工作时允许的电压损失校验电缆截面
移动变电站变压器的电压损失为
（9）
式中
干线电缆的电压损失，按照到移动变压器到胶带机（10m）和胶带机到掘进机（936）两段电压损失之和计算：
（10）
显然干线电压损失太大，改用截面为70mm2的电缆，带入上式，得
（11）
掘进机支线电缆的电压损失（取掘进机负荷系数，效率）
（12）
低压电网的总电压损失为
660V电网允许电压损失为66V＞63.8V，电缆截面满足电压损失的要求
最后确定选用MYP-0.38/0.66-3×
70＋1×
25型矿用阻燃橡套软电缆。
电压损失最大的干线电缆均能满足要求，其他电缆必然满足，故只需按照长时允许电流选择既可，选择结果见表2
表2电缆选择一览表
设备名称
所选电缆型号、截面
电缆长度
（m）
电缆允许电流（A）
电缆长时工作电流（A）
向移动变电站供电电缆
MYPTJ-3.6/6-3×
2.5
285
121
18.18
掘进机配电点干线
M-0.38/0.66-3×
25
946
215
165.4
3
局部通风机干线、支线
10＋1×
10
285，10
64
带式输送机
25＋1×
16
113
90
5
4＋1×
36
6
掘进机
100
173
7
小水泵
8
MZ-0.5-3×
4.短路电流计算
下面以图2中的S5点短路为例计算最小两相短路电流。
由于变压比较大，高压侧的阻抗折算到低压侧较小，因而高压侧阻抗忽略不计。
移动变电站变压器的阻抗：
（14）
（15）
低压干线电缆的阻抗
（16）
（17）
式中r0、x0---电缆每公里电阻、电抗，可查电缆技术数据得到。
掘进机支线电缆的阻抗
（18）
（19）
（2）S5点短路电流的计算
短路回路总阻抗
（20）
（21）
两相短路电流
（22）
同理其它短路点的计算结果见表3：
表3最小两相短路电流计算表
计算范围
短路点
电缆截面及长度
两相短路电流（A）
截面（mm²
）
长度（m）
移动变电站出口处短路电流
S1
95
20
5263
皮带机短路电流
S2
70
5065
张紧绞车短路电流
S3
3272
工作面配电点处短路电流
S4
1971
掘进机处短路电流
S5
50
1909
小水泵处短路电流
S6
1104
局扇干线短路电流
S8
367
局扇支线处短路电流
S9
360
5.选择各控制开关
1）高压配电箱的选择
（1）选型
根据采区电气设备的选择原则，变电所的高压配电箱选用BGP6－6型矿用隔爆型高压真空配电箱。
该配电箱具有短路、过载、漏电、失压和监视保护。
（2）电气参数的选择校验
根据（5）式计算结果高压配电箱所带负荷的额定电流为18.18A，选额定电流为50A的配电箱。
额定电压6KV，工作电压6KV；
额定断流容量100MVA；
极限允许通过电流25KA；
配电箱2s钟的热稳定电流10KA。
①热稳定校验：
I2tst=102×
2≥I2ssti=4.812×
0.25（23）
式中Iss——由（6）式求得；
ti——由（7）式求得。
经验算热稳定满足要求。
②动稳定校验：
高压配电箱出口处的短路电流冲击值为ich=2.25×
Iss=2.25×
4.81=10.8kA＜25kA（极限允许值）
说明动稳定校验合格。
③断流能力校验
高压配电箱出口处短路容量为
说明断流能力合格。
2）低压电气设备的选择
①供电线路总开关和分路开关，选用低压自动馈电开关；
②电动机的控制设备，选用真空磁力起动器。
③煤电钻选用煤电钻综合保护装置。
（2）选参数
根据低压电气设备的选择原则，以控制掘进机的启动器为例说明电气参数的选择和校验。
掘进机的额定电流为135.6A，额定电压660V。
由型号确定原则，选QZBH－200/660型真空磁力启动器。
该磁力启动器的极限分断电流为4500A＞S4点的最大三相短路电流=1.15×
1971=2276A。
断流能力符合要求，其他开关的选择计算见表4。
6.保护装置的整定计算
1）1＃高压配电箱的整定
由于移动变电站高压侧只装有
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